KR102165672B1 - Frp 제조방법 - Google Patents

Frp 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102165672B1
KR102165672B1 KR1020190093640A KR20190093640A KR102165672B1 KR 102165672 B1 KR102165672 B1 KR 102165672B1 KR 1020190093640 A KR1020190093640 A KR 1020190093640A KR 20190093640 A KR20190093640 A KR 20190093640A KR 102165672 B1 KR102165672 B1 KR 102165672B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pva
bladder
prepreg
thermally expandable
foaming agent
Prior art date
Application number
KR1020190093640A
Other languages
English (en)
Inventor
이준문
Original Assignee
(주)씨에스크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)씨에스크 filed Critical (주)씨에스크
Priority to KR1020190093640A priority Critical patent/KR102165672B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102165672B1 publication Critical patent/KR102165672B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/0017—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor characterised by the choice of the material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
    • C08J9/10—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing nitrogen, the blowing agent being a compound containing a nitrogen-to-nitrogen bond
    • C08J9/104—Hydrazines; Hydrazides; Semicarbazides; Semicarbazones; Hydrazones; Derivatives thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2031/00—Use of polyvinylesters or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2031/04—Polymers of vinyl acetate, e.g. PVAc, i.e. polyvinyl acetate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 FRP 제조방법은,
제조하고자 하는 FRP에 대응되는 형상을 가진 PVA 맨드릴을, PVA를 원료로 3D 프린팅하여 만드는 제1단계;
상기 PVA 맨드릴에 프리프레그를 감는 제2단계;
상기 프리프레그가 감긴 PVA 맨드릴을 금형에 넣고, 가압 및 가열하여 상기 프리프레그를 경화하는 제3단계; 및
경화된 프리프레그가 감긴 PVA 맨드릴을 상기 금형으로부터 꺼낸 후, 물에 담가 상기 PVA 맨드릴을 녹여 제거하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

FRP 제조방법{Method for manufacturing fiber reinforced plastic}
본 발명은 FRP 제조방법에 관한 것이다.
FRP(fiber reinforced plastic)는 섬유를 강화재로 사용하고 매트릭스가 플라스틱인 복합재다. 섬유로는 탄소섬유, 유리섬유, 아리미드섬유, 보론섬유 등 강화섬유가 사용된다. FRP는 성형성, 내식성이 있고 가벼우며 강도가 높아, 자동차, 건축, 토목, 레저스포츠 등 다양한 분야에서 사용된다.
일 예로, 종래방법으로, FRP 중공형 자전거 프레임을 만드는 방법을 설명한다. 도 1을 기본적으로 참조한다.
1. 도 1(b)에 도시된 바와 같은 반쪽 맨드릴(M2) 한 쌍을 만들기 위해, 도 1(a)에 도시된 바와 같은 알루미늄 맨드릴금형(M1)을 만든다. 도 1(a)에 도시된 맨드릴금형(M1)은 하부맨드릴금형이고, 하부맨드릴금형에 대응하는 상부맨드릴금형(미도시)을 알루미늄으로 더 만든다.
2. 하부맨드릴금형과 상부맨드릴금형으로부터 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 반쪽 맨드릴(M2) 한 쌍이 만들어진다. 반쪽 맨드릴(M2)의 재질은 FRP다.
3. 도 1(c)에 도시된 바와 같이, 반쪽 맨드릴(M2) 한 쌍을 서로 맞붙인 상태에서, 프리프레그(PI)를 맨드릴(M2)에 감는다.
4. 도 1(d)에 도시된 하부몰드금형(M3)에 프리프레그(PI)로 감긴 맨드릴(M2)을 넣고, 상부몰드금형(미도시)을 덮고, 가압 및 가열하여, FRP 자전거 프레임을 만들어낸다.
상술한 종래방법을 사용하면, 알루미늄으로 맨드릴금형을 반드시 만들어야 하므로, FRP 중공형 자전거 프레임의 제조시간을 단축하기 어렵고, 제조비용을 절감하기 어렵다.
다른 예로, 종래방법으로, FRP 중공링을 만드는 방법을 설명한다. 도 2를 기본적으로 참조한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 비닐 블래더(VB) 안에 열팽창성 발포제(EM)를 가득 채워 프리프레그(PI)를 감을 수 있는 링 형태를 만든다. 열팽창성 발포제(EM)가 새어나가지 못하게 비닐 블래더(VB) 양 끝을 테이프(TE)로 맞붙인다. 열팽창성 발포제(EM)가 채워져 링 형태를 갖춘 비닐 블래더(VB)에 프리프레그(PI)를 감는다. 프리프레그(PI)가 감긴 비닐 블래더(VB)를 몰드금형에 넣고 가압 및 가열한다. 이때, 열팽창성 발포제(EM)가 팽창하면서 프리프레그(PI)의 내주면을 가압한다. FRP 중공링이 만들어진다.
상술한 종래방법을 사용하면, 비닐 블래더(VB)가 링 형태를 갖춰야 하므로, 비닐 블래더(VB) 안에 열팽창성 발포제(EM)를 가득 채워 넣어야 한다. 이로 인해, 많은 양의 열팽창성 발포제(EM)가 필요하고, 많은 양의 열팽창성 발포제(EM)가 팽창하면서 과도한 압력을 비닐 블래더(VB)에 가해, 열팽창성 발포제(EM)가 테이프(TE)로 접착된 부분을 뚫고 나오게 된다. 이렇게 열팽창성 발포제(EM)가 누출되면, 프리프레그(PI)의 내주면을 일정한 압력으로 골고루 가압하기 어려워, FRP 중공링의 물성이 저하된다.
한국등록특허(10-1663154)
본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 방식의 FRP 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 FRP 제조방법은,
제조하고자 하는 FRP에 대응되는 형상을 가진 PVA 맨드릴을, PVA를 원료로 3D 프린팅하여 만드는 제1단계;
상기 PVA 맨드릴에 프리프레그를 감는 제2단계;
상기 프리프레그가 감긴 PVA 맨드릴을 금형에 넣고, 가압 및 가열하여 상기 프리프레그를 경화하는 제3단계; 및
경화된 프리프레그가 감긴 PVA 맨드릴을 상기 금형으로부터 꺼낸 후, 물에 담가 상기 PVA 맨드릴을 녹여 제거하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적은,
제조하고자 하는 FRP에 대응되는 형상을 가진 속이 빈 PVA 블래더의 일부를, PVA를 원료로 3D 프린팅하여 만드는 제1단계;
상기 PVA 블래더의 일부에 열팽창성 발포제를 채우는 제2단계;
상기 열팽창성 발포제가 채워진 PVA 블래더의 일부에 이어서, PVA를 원료로 3D 프린팅하여, 상기 열팽창성 발포제가 채워진 상태로 밀폐된 PVA 블래더를 만드는 제3단계;
상기 열팽창성 발포제가 채워진 PVA 블래더에 프리프레그를 감는 제4단계;
상기 프리프레그가 감긴 PVA 블래더를 금형에 넣고, 가압 및 가열하여 상기 프리프레그를 경화하는 제5단계; 및
경화된 프리프레그가 감긴 PVA 블래더를 상기 금형으로부터 꺼내는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 FRP 제조방법에 의해 달성된다.
본 발명은, 3D 프린팅으로 PVA 맨드릴을 만들므로, 맨드릴을 만들기 위한 알루미늄 맨드릴 몰드를 만들 필요가 없어, FRP 제조시간을 단축하고, 제조비용을 절감할 수 있다.
본 발명은, 3D 프린팅으로 PVA 맨드릴을 만들므로, 자전거 프레임, 링은 물론, 드론 프로펠러 등 복잡한 형상을 가진 제품도 3D 프린팅된 PVA 맨드릴로 쉽게 만들어낼 수 있다.
본 발명은, 3D 프린팅으로 열팽창성 발포제가 반 정도 채워진 밀폐형 PVA 블래더를 만들 수 있다. PVA 블래더가 밀폐되어 있으므로 열팽창성 발포제가 누출되지 못하며, PVA 블래더 안에 열팽창성 발포제가 반 정도만 채워져 있어 열팽창성 발포제의 팽창시 PVA 블래더를 과도하게 가압하지 않아 PVA 블래더가 터져 열팽창성 발포제가 터져나올 위험이 없다. 이로 인해, 열팽창성 발포제가 밀폐된 PVA 블래더 안에서 사방으로 균일하게 팽창할 수 있어, 열팽창성 발포제의 팽창력으로 PVA 블래더가 프리프레그의 내주면을 균일하게 가압할 수 있다. 이로 인해, 프리프레그가 치밀해지고, PVA 블래더에 직접 닿는 프리프레그의 내주면이 매끈해진다.
도 1은 종래 FRP 제조방법으로, FRP 중공형 자전거 프레임을 만드는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래 FRP 제조방법으로, FRP 중공링을 만드는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 FRP 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제1단계, 제2단계, 제3단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 FRP 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 6는 도 5에 도시된 제1단계, 제2단계, 제3단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 5에 도시된 제4단계를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 FRP 제조방법을 자세히 설명한다. 도 3 및 도 4를 기본적으로 참조한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 FRP 제조방법은,
제조하고자 하는 FRP에 대응되는 형상을 가진 PVA 맨드릴을, PVA를 원료로 3D 프린팅하여 만드는 제1단계(S11);
상기 PVA 맨드릴에 프리프레그를 감는 제2단계(S12);
상기 프리프레그가 감긴 PVA 맨드릴을 금형에 넣고, 가압 및 가열하여 상기 프리프레그를 경화하는 제3단계(S13);
경화된 프리프레그가 감긴 PVA 맨드릴을 상기 금형으로부터 꺼낸 후, 물에 담가 상기 PVA 맨드릴을 녹여 제거하는 제4단계(S14)로 구성된다.
제1단계(S11)를 설명한다.
도 4(a)에 도시된 바와 같은, 제조하고자 하는 FRP에 대응되는 형상을 가진 PVA 맨드릴(PM)을, PVA를 원료로 3D 프린팅하여 만든다. PVA는 폴리바이닐 알코올(polyvinyl alcohol)로, 물에 녹는 중합체이다. PVA의 용융점은 200℃이다. PVA는 필름 형성, 접착 특성이 뛰어나다. 제1실시예에서 제조하고자 하는 FRP는 중공형 자전거 프레임이다. 물론, 3D 프린팅으로 PVA 맨드릴(PM)을 만들므로, 드론 프로펠러등 복잡한 형상을 가진 제품도 3D 프린팅된 PVA 맨드릴(PM)로 쉽게 만들어낼 수 있다. 제1실시예에서 PVA 맨드릴(PM)은 서로 대칭인 반쪽 맨드릴 한 쌍으로 구성된다.
제2단계(S12)를 설명한다.
도 4(b)에 도시된 바와 같은, 한 쌍의 반쪽 맨드릴을 서로 맞붙인 상태에서, PVA 맨드릴(PM)에 프리프레그(PI)를 감는다. 프리프레그(PI)란 Pre-impregnated material의 약칭으로, 수지와 탄소섬유를 미리 일정한 비율로 함침시켜 놓은 시트 형태의 중간재를 말한다. 프리프레그(PI)를 사용하면 수지와 섬유비율을 정밀하게 조절 할 수 있다. 또한 시트 형태의 프리프레그(PI)를 필요한 부분에 원하는 섬유 방향으로 원하는 만큼 재단하여 사용할 수 있다. 제1실시예에서 프리프레그(PI)에 함침된 수지는 에폭시 수지이다. 물론, 페놀 수지 등 다른 종류의 열경화성 수지가 사용될 수 있다.
제3단계(S13)를 설명한다.
도 4(c)에 도시된 하부금형(M)에, 프리프레그(PI)가 감긴 PVA 맨드릴(PM)을 넣는다. 상부금형(미도시)을 덮고 가압 및 가열한다. 프리프레그(PI)가 경화된다. 프리프레그(PI) 속 열경화성 수지가 140℃~150℃에서 경화된다. PVA 맨드릴(PM)의 용융점이 200℃이므로, 열경화성 수지 경화 중에, PVA 맨드릴(PM)의 형상은 그대로 유지된다.
제4단계(S14)를 설명한다.
상부금형을 열고, 경화된 프리프레그(PI)가 감긴 PVA 맨드릴(PM)을 하부금형(M)으로부터 꺼낸다. 프리프레그(PI)가 감긴 PVA 맨드릴(PM)을 물에 담근다. PVA 맨드릴(PM)이 물에 녹아서 제거된다. 경화된 프리프레그(PI)만 남는다. PVA 맨드릴(PM) 만큼 무게가 감소된다.
제1단계(S11) 내지 제4단계(S14)를 거쳐, PVA 맨드릴(PM)이 제거된 FRP 중공형 자전거 프레임이 만들어진다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 FRP 제조방법을 자세히 설명한다. 도 5 및 도 6을 기본적으로 참조한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 FRP 제조방법은,
제조하고자 하는 FRP에 대응되는 형상을 가진 속이 빈 PVA 블래더의 일부를, PVA를 원료로 3D 프린팅하여 만드는 제1단계(S21);
상기 PVA 블래더의 일부에 열팽창성 발포제를 채우는 제2단계(S22);
상기 열팽창성 발포제가 채워진 PVA 블래더의 일부에 이어서, PVA를 원료로 3D 프린팅하여, 상기 열팽창성 발포제가 채워진 상태로 밀폐된 PVA 블래더를 만드는 제3단계(S23);
상기 열팽창성 발포제가 채워진 PVA 블래더에 프리프레그를 감는 제4단계(S24);
상기 프리프레그가 감긴 PVA 블래더를 금형에 넣고, 가압 및 가열하여 상기 프리프레그를 경화하는 제5단계(S25);
경화된 프리프레그가 감긴 PVA 블래더를 상기 금형으로부터 꺼내는 제6단계(S26)로 구성된다.
제1단계(S21)를 설명한다.
도 6(a)에 도시된 바와 같은, 제조하고자 하는 FRP에 대응되는 형상을 가진 PVA 블래더(PB)의 일부를, PVA를 원료로 3D 프린팅하여 만든다.
제2실시예에서 제조하고자 하는 FRP는 중공링이다. 제2실시예에서 만들어진 FRP 중공링은 악기 장구의 양측 프레임으로 사용된다. 물론, 3D 프린팅으로 PVA 블래더(PB)를 만들므로, 타원형의 중공링, 비대칭의 중공링등 복잡한 형상을 가진 링을, 3D 프린팅된 PVA 블래더(PB)로 쉽게 만들어낼 수 있다.
PVA 블래더(PB)의 일부의 양단은 열팽창성 발포제(EM)를 넣기 위해 개방되어 있다. 제2실시예에서 PVA 블래더(PB)의 일부는 PVA 블래더(PB)의 반쪽 크기다.
물론, PVA 블래더(PB)의 일부에 채워지는 열팽창성 발포제(EM)의 양에 따라 PVA 블래더(PB)의 일부의 크기를, PVA 블래더(PB) 전체의 1/3크기, 2/3크기, 3/4크기등 다양하게 만들 수 있다. 열팽창성 발포제(EM)의 양은 열팽창성 발포제(EM)의 팽창력을 고려해서 결정된다. 즉, 열팽창성 발포제(EM)의 팽창력을 높이려면 PVA 블래더(PB)에 채워지는 열팽창성 발포제(EM)의 양을 많게 하고, 열팽창성 발포제(EM)의 팽창력을 줄이려면 PVA 블래더(PB)에 채워지는 열팽창성 발포제(EM)의 양을 줄인다.
제2단계(S22)를 설명한다.
도 6(b)에 도시된 바와 같은, PVA 블래더(PB) 일부에 열팽창성 발포제(EM)를 채운다. 열팽창성 발포제(EM)로, 분해온도가 135℃인 분말형 TSH(Toluene Sulfonyl Hydrazide)발포제 또는, 분해온도가 140℃인 분말형 BSH(Benzene Sulfonyl Hydrazide)발포제가 사용된다. 이러한 분해온도를 가진 TSH 발포제, BSH 발포제를 사용하는 이유는, 프리프레그를 가열하여 경화시키기 위한 온도범위(120℃~180℃)에서 열팽창성 발포제(EM)도 팽창시켜 프리프레그(PI)를 가압하기 위해서다.
제3단계(S23)를 설명한다.
도 6(c)에 도시된 바와 같이, 열팽창성 발포제(EM)가 채워진 PVA 블래더(PB)의 일부에 이어서, PVA를 원료로 3D 프린팅하여, 열팽창성 발포제(EM)가 채워진 상태로 밀폐된 PVA 블래더(PB)를 만든다. 열팽창성 발포제(EM)가 채워진 PVA 블래더(PB)를 흔들어, 도 6(d)에 도시된 바와 같이, 열팽창성 발포제(EM)를 PVA 블래더(PB) 내부에 골고루 분산시킨다. 도 6(d)는, 밀폐된 PVA 블래더(PB) 안에 열팽창성 발포제(EM)가 반 정도 채워져 골고루 분산된 상태를 도시한 것이다.
제4단계(S24)를 설명한다.
도 7에 도시된 바와 같이, PVA 블래더(PB)에 프리프레그(PI)를 감는다. 도 7에서 빨간색 점선은 PVA 블래더(PB) 내부에 골고루 분포된 열팽창성 발포제(EM)를 가리킨다. 제2실시예에서 프리프레그(PI)에 함침된 수지는 에폭시 수지이다. 물론, 페놀 수지 등 다른 종류의 열경화성 수지가 사용될 수 있다.
제5단계(S25)를 설명한다.
프리프레그(PI)가 감긴 PVA 블래더(PB)를 하부금형(미도시)에 넣는다. 상부금형(미도시)을 덮고 가압 및 120℃~180℃로 가열한다. 프리프레그(PI) 속 에폭시 수지가 140℃~150℃에서 경화된다. PVA 블래더(PB)의 용융점이 200℃이므로, 에폭시 수지가 경화되는 동안, PVA 블래더(PB)의 링 형상은 그대로 유지된다. 에폭시 수지가 경화되는 동안, PVA 블래더(PB) 안에서 열팽창성 발포제(EM)가 팽창한다.
PVA 블래더(PB)가 밀폐되어 있으므로 열팽창성 발포제(EM)가 누출되지 못하며, PVA 블래더(PB) 안에 열팽창성 발포제(EM)가 반 정도만 채워져 있어 열팽창성 발포제(EM)의 팽창시 PVA 블래더(PB)를 과도하게 가압하지 않아 PVA 블래더(PB)가 터져 열팽창성 발포제(EM)가 터져나올 위험이 없다. 이로 인해, 열팽창성 발포제(EM)가 밀폐된 PVA 블래더(PB) 안에서 사방으로 균일하게 팽창할 수 있어, 열팽창성 발포제(EM)의 팽창력으로 PVA 블래더(PB)가 프리프레그(PI)의 내주면을 균일하게 가압할 수 있다. 이로 인해, 프리프레그(PI)가 치밀해지고, PVA 블래더(PB)에 직접 닿는 프리프레그(PI)의 내주면은 매끈해진다.
제6단계(S26)를 설명한다.
상부금형(미도시)을 열고, 경화된 프리프레그(PI)가 감긴 PVA 블래더(PB)를 하부금형(미도시)으로부터 꺼낸다.
제1실시예와 달리, 폐쇄된 FRP 링 안에 PVA 블래더(PB)가 들어 있어, FRP 링을 물에 담가도 PVA 블래더(PB)를 물어 녹일 수 없다. 그러나, FRP 링안에 PVA 블래더(PB)가 그대로 남아 있어도, PVA의 비중이 1.15도 낮아, FRP 링의 경량화에는 문제가 없다.
제1단계(S21) 내지 제6단계(S26)를 거쳐, PVA 블래더(PB)가 남아 있는 FRP 중공링이 만들어진다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 제조하고자 하는 FRP에 대응되는 형상을 가진 속이 빈 PVA 블래더의 일부를, PVA를 원료로 3D 프린팅하여 만드는 제1단계;
    상기 PVA 블래더의 일부에 열팽창성 발포제 분말을 채우는 제2단계;
    상기 열팽창성 발포제 분말이 채워진 PVA 블래더의 일부에 이어서, PVA를 원료로 3D 프린팅하여, 상기 열팽창성 발포제 분말이 채워진 상태로 밀폐된 PVA 블래더를 만들고, 상기 열팽창성 발포제 분말이 채워진 상기 밀폐된 PVA 블래더를 흔들어, 상기 열팽창성 발포제 분말을 상기 PVA 블래더의 내부에 골고루 분산시키는 제3단계;
    상기 열팽창성 발포제 분말이 채워진 PVA 블래더에 프리프레그를 감는 제4단계;
    상기 프리프레그가 감긴 PVA 블래더를 금형에 넣고, 가압 및 가열하여 상기 프리프레그를 경화하는 제5단계; 및
    경화된 프리프레그가 감긴 PVA 블래더를 상기 금형으로부터 꺼내는 제6단계를 포함하며,
    상기 제5단계에서, 상기 프리프레그가 감긴 PVA 블래더를 하부금형에 넣고, 상부금형을 덮고 120℃~180℃로 가열하여, 상기 프리프레그에 포함된 수지를 경화시키며,
    동시에 상기 열팽창성 발포제 분말도 팽창시켜 상기 프리프레그를 가압하기 위해,
    상기 열팽창성 발포제 분말은, 분해온도가 135℃인 분말형 TSH(Toluene Sulfonyl Hydrazide)발포제 또는, 분해온도가 140℃인 분말형 BSH(Benzene Sulfonyl Hydrazide)발포제인 것을 특징으로 하는 FRP 제조방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020190093640A 2019-08-01 2019-08-01 Frp 제조방법 KR102165672B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190093640A KR102165672B1 (ko) 2019-08-01 2019-08-01 Frp 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190093640A KR102165672B1 (ko) 2019-08-01 2019-08-01 Frp 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102165672B1 true KR102165672B1 (ko) 2020-10-14

Family

ID=72847045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190093640A KR102165672B1 (ko) 2019-08-01 2019-08-01 Frp 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102165672B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114434825A (zh) * 2022-01-07 2022-05-06 深圳市喜德盛碳纤科技有限公司 一种碳纤维车架的成型加工装置及成型加工方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0531761A (ja) * 1991-07-29 1993-02-09 Calsonic Corp エンジン吸気系部品の製造方法
JPH0731336A (ja) * 1993-07-15 1995-02-03 Ryobi Ltd 湾曲した積層管の製造方法
JPH0866508A (ja) * 1994-08-31 1996-03-12 Yamaha Corp スキー板の製法
KR101663154B1 (ko) 2016-07-07 2016-10-07 (주)씨에스크 Frp 제조방법
KR20170063374A (ko) * 2015-11-30 2017-06-08 도요타 지도샤（주） 수지체 및 수지체의 제조 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0531761A (ja) * 1991-07-29 1993-02-09 Calsonic Corp エンジン吸気系部品の製造方法
JPH0731336A (ja) * 1993-07-15 1995-02-03 Ryobi Ltd 湾曲した積層管の製造方法
JPH0866508A (ja) * 1994-08-31 1996-03-12 Yamaha Corp スキー板の製法
KR20170063374A (ko) * 2015-11-30 2017-06-08 도요타 지도샤（주） 수지체 및 수지체의 제조 방법
KR101663154B1 (ko) 2016-07-07 2016-10-07 (주)씨에스크 Frp 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114434825A (zh) * 2022-01-07 2022-05-06 深圳市喜德盛碳纤科技有限公司 一种碳纤维车架的成型加工装置及成型加工方法
CN114434825B (zh) * 2022-01-07 2023-08-04 深圳市喜德盛碳纤科技有限公司 一种碳纤维车架的成型加工装置及成型加工方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3962393A (en) Method for making a hollow laminated article
CN109910208A (zh) 一种芯模及其制备方法与复合材料异型管成型方法
US5112663A (en) Method of manufacturing composite structures
US2794756A (en) Reinforced plastic article
US4681724A (en) Removable irreversibly shrinking male mandrel
US4292101A (en) Method of fabricating composite members
RU2379181C2 (ru) Способ формования или отверждения полимерных композитных материалов
US4148597A (en) Apparatus and method for pressure molding composite structural parts
KR20120080175A (ko) 복합 재료를 제조하는 향상된 방법 및 장치
JP2000238141A (ja) 複合樹脂製品の成形方法及びその装置
EP3702155B1 (en) Method for preparing a composite product and composite product
JPH04294113A (ja) 樹脂のトランスファ成形方法及びその装置
WO2019073848A1 (ja) 繊維強化樹脂成形品の製造方法
US10596733B1 (en) Apparatus and system for creating mandrels with voids for expansion control during curing
NO174335B (no) Fremgangsmaate for fremstilling av formede gjenstander av plastkomposittmateriale
KR102165672B1 (ko) Frp 제조방법
CN106239929A (zh) 一种复合材料管材的制作成型方法
JP2006305867A (ja) 繊維強化プラスチックの製造方法
US10086534B2 (en) Multifunctional mandrel end cap and method
JP4054342B2 (ja) Ｆｒｐライニング金属管の製造法
JP2012240231A (ja) Ｒｔｍ成形方法及びｒｔｍ成形装置
JP2002187204A (ja) 繊維強化プラスチック製フランジ付き管状品の製造方法
GB2381492A (en) Forming composite structures
RU2720312C1 (ru) Способ изготовления композитной формообразующей оснастки для формования изделий из полимерных композиционных материалов
KR101663154B1 (ko) Frp 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant