KR102144682B1 - Automated fiber placement machine and thermoplastic reinforced panel of aircraft made by the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동섬유적층장치 및 이를 이용해 제조된 항공기 열가소성 보강판넬에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic fiber lamination apparatus and an aircraft thermoplastic reinforcement panel manufactured using the same.
탄소섬유강화복합재를 만드는 다양한 방법 중에, 자동섬유적층장치(Automated Fiber Placement Machine)로, 몰드 상에서 열가소성 탄소섬유테이프를 절단하여 놓고, 절단된 열가소성 탄소섬유테이프를 가열 및 가압하여 탄소섬유강화복합재를 만드는 방법이 있다.Among the various methods of making carbon fiber reinforced composites, with an Automated Fiber Placement Machine, thermoplastic carbon fiber tapes are cut and placed on a mold, and the cut thermoplastic carbon fiber tapes are heated and pressurized to make carbon fiber reinforced composites. There is a way.
이를 위해, 자동섬유적층장치는, 열가소성 탄소섬유테이프를 절단하여 몰드에 올려놓는 절단부와, 절단된 열가소성 탄소섬유테이프를 가열하는 가열부와, 가열된 열가소성 탄소섬유테이프를 가압하는 가압롤러를 구비한다.To this end, the automatic fiber lamination apparatus includes a cutting part for cutting a thermoplastic carbon fiber tape and placing it on a mold, a heating part for heating the cut thermoplastic carbon fiber tape, and a pressure roller for pressing the heated thermoplastic carbon fiber tape. .
탄소섬유강화복합재에는 평면부 뿐만 아니라 곡면부가 존재하므로, 가압롤러가 열가소성 탄소섬유테이프를 가압시, 가압롤러는 굴곡을 따라 탄성적으로 변형되어야 한다.Since the carbon fiber reinforced composite material has a curved portion as well as a flat portion, when the pressing roller presses the thermoplastic carbon fiber tape, the pressing roller must be elastically deformed along the curve.
이를 위해, 가압롤러는 폴리우레탄과 같은 가요성 재료로 만들어진다. 이 경우, 딱딱한 재질로 만들어진 가압롤러 보다, 열 변형에 취약하다는 문제가 발생한다.To this end, the pressure roller is made of a flexible material such as polyurethane. In this case, there arises a problem that it is more susceptible to thermal deformation than a pressure roller made of a hard material.
일 예로, 열가소성 탄소섬유테이프에 포함된 열가소성 수지인 PEEK(폴리에테르에테르케톤)는, 그 용융온도가 400℃에 달한다. 이로 인해, 가열부가 400℃에 달하는 온도로 열가소성 탄소섬유테이프를 가열하고, 이렇게 가열된 열가소성 탄소섬유테이프를 가압롤러가 가압하는 과정을 반복하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 가압롤러가 열 충격으로 변형되고 갈라지고 타게 된다.For example, PEEK (polyetheretherketone), which is a thermoplastic resin contained in a thermoplastic carbon fiber tape, has a melting temperature of 400°C. Therefore, when the heating unit heats the thermoplastic carbon fiber tape to a temperature reaching 400°C, and repeats the process of pressing the heated thermoplastic carbon fiber tape by the pressure roller, as shown in FIG. It is transformed, split, and burned.
가압롤러가 타서 생긴 재(ash)는 탄소섬유강화복합재로 유입되어, 탄소섬유강화복합재의 품질을 저하시킨다. 또한, 열 충격으로 손상된 가압롤러의 잦은 교체로 인한 비용이 증가한다.The ash produced by burning the pressurized roller flows into the carbon fiber reinforced composite material and deteriorates the quality of the carbon fiber reinforced composite material. In addition, the cost increases due to frequent replacement of the pressure roller damaged by thermal shock.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결할 수 있는 자동섬유적층장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide an automatic fiber lamination apparatus capable of solving the above-described problems.
본 발명의 다른 목적은 상술한 자동섬유적층장치로 제조된 고품질의 항공기 열가소성 보강판넬을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a high-quality aircraft thermoplastic reinforcement panel manufactured by the automatic fiber lamination device described above.
상기 목적을 달성하기 위한 자동적층장치는,An automatic lamination device for achieving the above object,
열가소성 탄소섬유테이프를 공급하는 공급유닛;A supply unit for supplying a thermoplastic carbon fiber tape;
상기 공급유닛으로부터 공급받은 상기 열가소성 탄소섬유테이프를 절단하여 몰드에 올려놓는 절단부와, 상기 절단된 열가소성 탄소섬유테이프에 레이저를 조사하여 가열하는 레이저부와, 상기 레이저가 조사되어 가열된 열가소성 탄소섬유테이프를 가압하는 가압롤러를 구비한 가압부를 포함하는 헤드유닛;A cutting part for cutting the thermoplastic carbon fiber tape supplied from the supply unit and placing it on a mold, a laser part for heating the cut thermoplastic carbon fiber tape by irradiating a laser, and a thermoplastic carbon fiber tape heated by irradiation with the laser A head unit including a pressing portion having a pressing roller for pressing the pressure;
상기 헤드유닛을 설정된 위치로 이동시키는 로봇유닛; 및A robot unit for moving the head unit to a set position; And
상기 헤드유닛에 설치되며, 상기 가압롤러를 향해 공기를 분사하여 상기 가압롤러를 냉각시키는 냉각유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.It is installed in the head unit, characterized in that it comprises a cooling unit for cooling the pressure roller by spraying air toward the pressure roller.
또한, 상기 다른 목적은, 이러한 자동섬유적층장치를 이용하여 제조된 항공기 열가소성 보강판넬에 의해서 달성된다.In addition, the other object is achieved by the aircraft thermoplastic reinforcement panel manufactured using such an automatic fiber lamination device.
본 발명에 따르면, 자동섬유적층장치에 구비된 냉각유닛이 가압롤러를 향해 공기를 분사하여 가압롤러를 냉각시킨다. 이로 인해, 가압롤러가 열가소성 탄소섬유테이프를 가압하는 과정을 반복하더라도, 가압롤러가 열 충격으로 변형되고 갈라지고 표면이 타는 현상이 발생하지 않는다. 또한, 가압롤러가 타서 생긴 재(ash)가 탄소섬유강화복합재로 유입되어, 탄소섬유강화복합재의 품질을 저하시키는 일이 발생하지 않아, 우수한 품질의 보강판넬을 만들 수 있다. 또한, 가압롤러의 교체주기를 늘릴 수 있어, 손상된 가압롤러의 잦은 교체로 인한 비용 낭비를 막을 수 있다.According to the present invention, a cooling unit provided in the automatic fiber lamination apparatus cools the pressure roller by spraying air toward the pressure roller. For this reason, even if the pressure roller repeats the process of pressing the thermoplastic carbon fiber tape, the pressure roller is deformed and cracked due to thermal shock, and the surface does not burn. In addition, the ash produced by burning the pressurizing roller flows into the carbon fiber reinforced composite material and does not deteriorate the quality of the carbon fiber reinforced composite material, so that a reinforcing panel of excellent quality can be made. In addition, since it is possible to increase the replacement cycle of the pressure roller, it is possible to prevent wasted cost due to frequent replacement of the damaged pressure roller.
본 발명은, 이러한 자동섬유적층장치로 항공기 열가소성 보강판넬을 만들 때, 제조 중인 항공기 열가소성 보강판넬의 상측과 하측의 온도 차이를 줄이기 위해, 몰드의 하면에 면상발열체들을 설치한다. 이로 인해, 층간 접착력을 강화시킬 수 있어, 고품질의 항공기 열가소성 보강판넬을 만들어낼 수 있다.In the present invention, when making an aircraft thermoplastic reinforcement panel with such an automatic fiber lamination device, in order to reduce the temperature difference between the upper side and the lower side of the aircraft thermoplastic reinforcement panel being manufactured, planar heating elements are installed on the lower surface of the mold. For this reason, it is possible to reinforce the interlayer adhesion, thereby making it possible to produce a high-quality aircraft thermoplastic reinforcement panel.
도 1은 종래 가압롤러의 손상 전과 후를 찍은 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동섬유적층장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 헤드유닛과 냉각유닛을 확대한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 가압롤러와 냉각유닛의 실제 사진이다.
도 5는 도 3에 도시된 가압롤러와 냉각유닛을 확대한 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 노즐과 가이드의 확대도이다.
도 7은 변형예에 따른 냉각유닛을 나타낸 도면이다.
도 8은 종래 자동섬유적층장치로 만들어진 탄소섬유강화복합재와, 본 발명에 따른 자동섬유적층장치로 만들어진 탄소섬유강화복합재를 비교한 사진이다.
도 9는 몰드의 하면에 설치된 면상발열체와 이의 온도를 제어하는 제어부를 나타낸 도면이다.
도 10은 제1변형예에 따른 몰드를 나타낸 도면이다.
도 11은 제2변형예에 따른 몰드를 나타낸 도면이다.1 is a photograph taken before and after damage to a conventional pressure roller.
2 is a view showing an automatic fiber lamination apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged view of the head unit and the cooling unit shown in FIG. 2.
4 is an actual photograph of the pressure roller and the cooling unit shown in FIG. 2.
5 is an enlarged view of the pressure roller and the cooling unit shown in FIG. 3.
6 is an enlarged view of the nozzle and guide shown in FIG. 4.
7 is a view showing a cooling unit according to a modified example.
8 is a picture comparing the carbon fiber reinforced composite material made with the conventional automatic fiber lamination device and the carbon fiber reinforced composite material made with the automatic fiber lamination device according to the present invention.
9 is a view showing a planar heating element installed on a lower surface of a mold and a control unit controlling the temperature thereof.
10 is a view showing a mold according to the first modified example.
11 is a view showing a mold according to a second modified example.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동섬유적층장치를 자세히 설명한다.Hereinafter, an automatic fiber lamination apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동섬유적층장치(10)는, 공급유닛(100), 헤드유닛(200), 로봇유닛(300), 냉각유닛(400)으로 구성된다.As shown in Figure 2, the automatic
공급유닛(100)은 헤드유닛(200)으로 열가소성 탄소섬유테이프(T)를 공급한다. 공급유닛(100)은 프레임, 커버, 보빈, 모터, 전원, 전선 등으로 구성된다. 물론, 공급유닛(100)은 공지된 기술을 사용하여 다양하게 구성될 수 있다.The
열가소성 탄소섬유테이프(T)는 탄소섬유와 열가소성수지로 구성된다. 열가소성 탄소섬유테이프(T)는 탄소섬유가 일방향으로 배치된 상태에서 열가소성수지가 함침된 테이프다. 열가소성 수지로는 PPS, PEI, PEEK, PEKK 등이 사용된다.Thermoplastic carbon fiber tape (T) is composed of carbon fiber and thermoplastic resin. The thermoplastic carbon fiber tape (T) is a tape impregnated with a thermoplastic resin while carbon fibers are arranged in one direction. PPS, PEI, PEEK, PEKK, etc. are used as thermoplastic resins.
열가소성수지는 열경화성 수지에 비해서 높은 인성을 가지고 있어 높은 손상 저항과 충격 흡수 능력을 가진다. 따라서, 항공기 보강판넬 제작에 적합하다. 또한, 열가소성수지는 반복적으로 녹일 수 있어 재 성형이 가능하고, 높은 사용온도(180℃)를 가진다. 또한, 열가소성수지는 우수한 불연성, 열경화성수지 보다 빠른 공정시간(수분 내), 실온에서 보관할 수 있는 장점을 가지고 있다. 이러한 장점으로 인해, 본 발명에서는 열가소성 탄소섬유테이프(T)가 사용된다.Thermoplastic resins have higher toughness than thermosetting resins, so they have high damage resistance and shock absorption capabilities. Therefore, it is suitable for manufacturing aircraft reinforcement panels. In addition, since the thermoplastic resin can be repeatedly melted, it can be re-molded and has a high use temperature (180°C). In addition, thermoplastic resins have excellent non-flammability, faster processing times than thermosetting resins (within minutes), and have the advantage of being able to store at room temperature. Due to these advantages, in the present invention, a thermoplastic carbon fiber tape (T) is used.
헤드유닛(200)은 공급유닛(100)로부터 공급받은 열가소성 탄소섬유테이프(T)를, 절단하여 몰드(11) 위에서 올려놓고, 레이저로 가열하여 열가소성 수지를 녹이고, 가압롤러(231)로 가압하는 것을 반복하여, 몰드(11) 위에 설정된 형상과 두께를 가진 탄소섬유강화복합재를 만들어낸다. 몰드(11)는 세라믹이나 금속 재질로 만들어진다.The
도 3에 도시된 바와 같이, 헤드유닛(200)은 절단부(210), 레이저부(220), 가압부(230)로 구성된다.As shown in FIG. 3, the
절단부(210)는 열가소성 탄소섬유테이프(T)를 설정된 길이로 절단한다. 절단부(210)는 프레임, 커버, 칼날, 모터, 링크, 전원, 전선 등으로 구성된다. 물론, 절단부(210)는 공지된 기술을 사용하여 다양하게 구성될 수 있다.The
레이저부(220)는 열가소성 탄소섬유테이프(T)에 레이저를 조사하여 열가소성 탄소섬유테이프(T)에 포함된 열가소성 수지를 녹인다. 레이저부(220)는 프레임, 커버, 레이저발생기, 전원, 전선, 케이블베어 등으로 구성된다. 물론, 레이저부(220)는 공지된 기술을 사용하여 다양하게 구성될 수 있다.The
레이저부(220)는 로봇유닛(300)이 헤드유닛(200)을 움직이는 속도에 따라 레이저 출력을 조절한다. 일 예로, 로봇유닛(300)은 탄소섬유강화복합재의 형상이 완만한 구간에서는 헤드유닛(200)의 속도를 높이고, 급격한 형상 변경 구간에서는 헤드유닛(200)의 속도를 줄인다.The
이 경우, 헤드유닛(200)의 속도가 빠른 구간에서는 레이저의 출력을 높여 짧은 시간 내에 열가소성 수지를 녹이고, 속도가 느린 구간에서는 레이저의 출력을 낮춰 상대적 긴 시간을 가지고 열가소성 수지를 녹인다.In this case, in the section where the speed of the
가압부(230)는 레이저가 조사되어 가열된 열가소성 탄소섬유테이프(T)를 가압하는 가압롤러(231)를 포함한다. 이 밖에 가압부(230)는 프레임, 커버 등으로 구성된다. 물론, 가압부(230)는 공지된 기술을 사용하여 다양하게 구성될 수 있다.The
가압롤러(231)는 압축에 의해 탄성적으로 변형 가능한 가요성 재료로 만들어진다. 가요성 재료로, 실리콘, 폴리실록산, 폴리우레탄과 같은 비팽창 탄성 중합체 재료가 있다.The
로봇유닛(300)은 헤드유닛(200)을 설정된 위치로 이동시킨다. 로봇유닛(300)은 프레임, 커버, 모터, 링크, 전원, 전선, 케이블베어 등으로 구성된다. 물론, 로봇유닛(300)은 공지된 기술을 사용하여 다양하게 구성될 수 있다.The
냉각유닛(400)은 헤드유닛(200)에 설치되어, 가압롤러(231)를 향해 공기를 분사하여 가압롤러(231)를 냉각시킨다.The
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 냉각유닛(400)은 가압롤러(231)를 사이에 두고 양 쪽에 각각 배치된다.As shown in FIGS. 4 and 5, the
냉각유닛(400)은 노즐(410)과 가이드(420)로 구성된다.The
냉각유닛(400)은 레이저부(220)의 출력에 따라 노즐(410)에서 분사되는 공기의 분사량을 조절한다.The
즉, 레이저부(220)가 열가소성 탄소섬유테이프(T)를 가열하는 온도가 높다면 가압롤러(231)의 온도도 높아져 노즐(410)에서 가압롤러(231)로 분사되는 공기의 분사량을 높이고, 레이저부(220)가 열가소성 탄소섬유테이프(T)를 가열하는 온도가 낮다면 가압롤러(231)의 온도도 낮아져 노즐(410)에 가압롤러(231)로 분사되는 공기의 분사량을 줄인다.That is, if the temperature at which the
노즐(410)은 가압롤러(231)를 향해 비스듬히 경사지게 배치된 상태로, 공기를 분사한다.The
도 6(a)에 도시된 바와 같이, 노즐(410)의 하면 끝단에는 공기가 분사되는 슬릿(411)이 길게 형성된다. 이러한, 슬릿(411)의 폭과 길이는 가압롤러(231)의 길이에 따라 달라질 수 있다.As shown in Fig. 6(a), a
또는, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 노즐(410)의 하면 끝단에는 공기가 분사되는 토출공(411‘)들이 일정간격으로 형성된다. 이러한, 토출공(411’)의 직경과 개수는 가압롤러(231)의 길이에 따라 달라질 수 있다.Alternatively, as shown in FIG. 6(b), discharge holes 411' through which air is injected are formed at a lower end of the
가이드(420)는 노즐(410)의 끝단에 설치되어, 가압롤러(231)를 향해 분사된 공기를, 열가소성 탄소섬유테이프(T) 쪽이 아닌, 도 5에 도시된 화살표 방향과 같이, 가압롤러(231)의 상부쪽을 향하게 만든다. 그 이유는, 노즐(410)에서 분사된 공기가, 열가소성 탄소섬유테이프(T) 쪽으로 향할 경우, 레이저에 의해 열을 받은 열가소성 탄소섬유테이프(T)가 급격하게 냉각되어, 열가소성 수지가 잘 녹지 않기 때문이다. 이러한 가이드(420) 덕분에, 가압롤러(231)의 표면온도는 신속히 떨어지는 반면, 열가소성 탄소섬유테이프(T)의 온도는 떨어지지 않게 된다.
한편, 도 7에 도시된 변형예에 따른 냉각유닛(400)에서는, 가압롤러(231)의 온도에 따라, 노즐(410)과 가압롤러(231)의 거리가 조절된다. 이로 인해, 가압롤러(231)의 온도에 따라, 공기가 분사되는 위치를 정밀하게 조절하여, 가압롤러(231)의 최적 냉각 위치를 찾을 수 있다. Meanwhile, in the
이를 위해, 헤드유닛(200)에는, 가압롤러(231)의 온도를 측정하는 온도센서(미도시), 구동부(412), 탄성체(413), 스톱퍼(414)가 더 설치된다.To this end, the
구동부(412)는 노즐(410)을 회전시켜 노즐(410)과 가압롤러(231) 사이 거리를 조절한다. 스톱퍼(414)는 노즐(410)이 가압롤러(231)에 부딪치는 것을 방지한다. 그럼에도 불구하고, 노즐(410)이 가압롤러(231)에 부딪치는 경우, 탄성체(413)가 그 충격을 흡수한다.The driving
도 8(a)에 도시된 바와 같이, 종래 자동섬유적층장치의 가압롤러는 열 충격으로 변형되고 갈라지고 타므로, 이형필름은 물론 탄소섬유강화복합재까지 오염된다. 반면, 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동섬유적층장치의 가압롤러(231)는 냉각유닛(400)에 의해 충분히 냉각되므로 이러한 현상이 발생하지 않는다. 따라서, 이형필름 및 탄소섬유강화복합재가 오염되지 않아, 고품질의 탄소섬유강화복합재가 제작될 수 있다.As shown in Fig. 8(a), since the pressure roller of the conventional automatic fiber lamination device is deformed, cracked and burned by thermal shock, the release film as well as the carbon fiber reinforced composite material is contaminated. On the other hand, as shown in Fig. 8(b), since the
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동섬유적층장치로, 항공기 열가소성 보강판넬을 만드는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing an aircraft thermoplastic reinforcement panel with an automatic fiber lamination apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
도 9에 도시된 바와 같이, 보호필름(12)으로 몰드(11)를 덮는다. 보호필름(12)은 열가소성 수지가 녹는 온도 350℃ 이상에서 견딜 수 있는, 폴리이미드, 테프론 등으로 만들어진다.As shown in FIG. 9, the
제조 중인 항공기 열가소성 보강판넬의 상측과 하측의 온도 차이를 줄여, 항공기 열가소성 보강판넬에 잔류응력이 남는 것을 막기 위해, 몰드의 하면에 면상발열체들(13)을 설치한다.In order to reduce the temperature difference between the upper side and the lower side of the aircraft thermoplastic reinforcement panel being manufactured, to prevent residual stress from remaining in the aircraft thermoplastic reinforcement panel, planar heating elements 13 are installed on the lower surface of the mold.
면상발열체들(13)은 몰드(11)의 구역별로 각각 설치된다. The planar heating elements 13 are installed for each area of the
일 예로, 도 9에 도시된 바와 같이, 몰드(11)는 A, B, C, D, E, F, G, H, I 구역으로 나뉜다.For example, as shown in Fig. 9, the
면상발열체들(13)은, A구역에 설치된 면상발열체(13a), B구역에 설치된 면상발열체(13b), C구역에 설치된 면상발열체(13c), D구역에 설치된 면상발열체(13d), E구역에 설치된 면상발열체(13e), F구역에 설치된 면상발열체(13f), G구역에 설치된 면상발열체(13g), H구역에 설치된 면상발열체(13h), I구역에 설치된 면상발열체(13i)로 구성된다.The planar heating elements 13 are: a
면상발열체들(13a,13b,13c,13d,13e,13f,13g,13h,13i) 각각은, 2장의 절연층, 2장의 절연층 사이에 배치된 발열층, 발열층에 전기를 공급하는 전원부로 구성된다. 절연층은 폴리머재질이나 고무로 만들어진다. 발열층은 2장의 절연층 사이에 배치된 니크롬선 또는, 2장의 절연층의 안쪽 표면에 도포된 카본블랙 또는, 절연층 사이에 무작위로 분포된 탄소섬유들로 구성된다. 전원부가 니크롬선, 카본블랙, 탄소섬유들에 전기를 공급하면, 니크롬선, 카본블랙, 탄소섬유들은 발열한다. 물론, 몰드(11)는 더 많은 구역으로 나눠질 수 있고, 이에 따라 면상발열체들(13)의 개수와 크기와 배치도 다양할 수 있다.Each of the
제어부(14)는 면상발열체들(13) 각각의 온도를 조절하여 몰드(11)의 구역별로 온도를 제어한다. 이를 위해, 제어부(14)는 니크롬선, 카본블랙, 탄소섬유들에 공급하는 전기의 양을 조절하여, 니크롬선, 카본블랙, 탄소섬유들의 발열량을 조절한다. 이러한 방식으로, 몰드(11)의 구역별로 온도를 제어하여, 제조 중인 항공기 열가소성 보강판넬의 상측과 하측의 온도 차이를 줄인다.The
한편, 도 10(a) 및 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 몰드(11)의 구역 경계에 진공흡입공(11a)들을 두어, 몰드(11)의 구역별로 배치된 면상발열체들(13) 상호간의 열전달을 억제할 수 있다. 이로 인해, 보다 정밀하게 몰드(11)의 구역별로 온도를 제어할 수 있다.On the other hand, as shown in Figs. 10(a) and 10(b), by placing
한편, 도 11(a) 및 도 11(b)에 도시된 바와 같이, 몰드(11)의 구역 경계에 진공슬릿(11b)들을 두어, 몰드(11)의 구역별로 배치된 면상발열체들(13) 상호간의 열전달을 억제할 수 있다. 이로 인해, 보다 정밀하게 몰드(11)의 구역별로 온도를 제어할 수 있다.On the other hand, as shown in Figs. 11 (a) and 11 (b), by placing
이렇게 몰드(11)의 구역별로 온도를 제어하면서, 도 3에 도시된 자동섬유적층장치(10)로, 보호필름(12) 위에 탄소섬유테이프(T)를 적층, 절단, 가압 및 가열하여, 항공기 열가소성 보강판넬을 몰드(11) 위에서 직접 만들어낸다.In this way, while controlling the temperature for each zone of the
10: 자동섬유적층장치 11: 몰드
13: 면상발열체들 14: 제어부
100: 공급유닛 200: 헤드유닛
210: 절단부 220: 레이저부
230: 가압부 231: 가압롤러
300: 로봇유닛 400: 냉각유닛
410: 노즐 420: 가이드
T: 열가소성 탄소섬유테이프10: automatic fiber lamination device 11: mold
13: planar heating elements 14: control unit
100: supply unit 200: head unit
210: cutting unit 220: laser unit
230: pressing unit 231: pressing roller
300: robot unit 400: cooling unit
410: nozzle 420: guide
T: Thermoplastic carbon fiber tape
Claims (5)
상기 공급유닛으로부터 공급받은 상기 열가소성 탄소섬유테이프를 절단하여 몰드에 올려놓는 절단부와, 상기 절단된 열가소성 탄소섬유테이프에 레이저를 조사하여 가열하는 레이저부와, 상기 레이저가 조사되어 가열된 열가소성 탄소섬유테이프를 가압하는 가압롤러를 구비한 가압부를 포함하는 헤드유닛;
상기 헤드유닛을 설정된 위치로 이동시키는 로봇유닛; 및
상기 헤드유닛에 설치되며, 상기 가압롤러를 향해 공기를 분사하여 상기 가압롤러를 냉각시키는 냉각유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동섬유적층장치.A supply unit for supplying a thermoplastic carbon fiber tape;
A cutting part for cutting the thermoplastic carbon fiber tape supplied from the supply unit and placing it on a mold, a laser part for heating the cut thermoplastic carbon fiber tape by irradiating a laser, and a thermoplastic carbon fiber tape heated by irradiation with the laser A head unit including a pressing portion having a pressing roller for pressing the pressure;
A robot unit for moving the head unit to a set position; And
And a cooling unit installed on the head unit and cooling the pressure roller by spraying air toward the pressure roller.
상기 가압롤러를 향해 공기를 분사하는 노즐; 및
상기 노즐에서 분사되는 공기를, 상기 몰드 위에 놓여진 상기 열가소성 탄소섬유테이프 쪽이 아닌, 상기 가압롤러의 상부 쪽으로 향하게 만드는 가이드로 구성된 것을 특징으로 하는 자동섬유적층장치.The method of claim 1, wherein the cooling unit,
A nozzle for injecting air toward the pressure roller; And
An automatic fiber lamination apparatus comprising a guide configured to direct the air sprayed from the nozzle toward the top of the pressure roller, not toward the thermoplastic carbon fiber tape placed on the mold.
상기 노즐은 상기 가압롤러의 온도에 따라 상기 가압롤러와의 거리가 조절될 수 있게, 상기 헤드유닛에 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 자동섬유적층장치.The method of claim 2,
The nozzle is an automatic fiber lamination apparatus, characterized in that it is rotatably installed in the head unit so that the distance to the pressure roller can be adjusted according to the temperature of the pressure roller.
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