KR102188243B1 - Device and method for molding composite materials using VARTM - Google Patents
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Abstract
본 발명은 VARTM을 이용한 복합재료의 신속 간편 성형 장치 및 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 수지 함침 대상의 복합재료를 진공필름 백에 내재시키고, 진공필름 백의 양측부에 한 쌍의 지그를 기밀 유지 가능하게 장착시킨 상태에서 한쪽의 지그를 통해 진공필름 백 내부에 진공을 제공하는 동시에 다른 한쪽의 지그를 통하여 수지를 공급하여, 수지가 진공 흡입력에 의하여 복합재료에 용이하게 스며들도록 함으로써, 항상 진공필름 백의 내부를 진공 상태로 유지시킬 수 있고, 그에 따라 고분자 복합재료를 신속 정확하게 성형 제작할 수 있도록 한 VARTM을 이용한 복합재료의 신속 간편 성형 장치 및 방법을 제공하고자 한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for quick and simple molding of a composite material using VARTM.
That is, in the present invention, the composite material to be impregnated with resin is embedded in the vacuum film bag, and a pair of jigs are mounted on both sides of the vacuum film bag so as to be airtight, and vacuum is applied to the inside of the vacuum film bag through one jig. At the same time, the resin is supplied through a jig on the other side, so that the resin easily penetrates into the composite material by the vacuum suction force, so that the inside of the vacuum film bag can always be kept in a vacuum state. It is intended to provide an apparatus and method for rapid and simple molding of composite materials using VARTM that enables accurate molding and production.
Description
본 발명은 VARTM을 이용한 복합재료의 신속 간편 성형방법 및 그 입출력 지그장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복합재료 제작을 위해 기밀 유지가 가능하게 밀봉시킨 상태에서 그 내부에 진공을 조성하고, 진공 흡입력에 의하여 수지가 강화재인 섬유에 용이하게 스며들도록 한 VARTM을 이용한 복합재료의 신속 간편 성형 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a quick and simple molding method of a composite material using VARTM and an input/output jig device thereof, and more particularly, to create a vacuum inside the sealed state so as to be airtight for the production of a composite material, and vacuum suction force The present invention relates to an apparatus and method for quick and simple molding of a composite material using VARTM in which the resin easily permeates the fiber, which is a reinforcing material.
고분자 복합재료는 최소한의 무게로 높은 강도를 얻을 수 있기 때문에 경량화가 가능하고, 제품 설계에 대한 유연성이 높고 부품의 개수를 줄임으로써 부품일체화를 통한 생산성 향상이 가능하며 치수 안정성도 좋으며, 또한 피로 수명이 길고 내식성 및 전기절연성에서도 뛰어난 장점이 있어, 항공 우주 분야, 수송기기 분야, 스포츠 레져 분야 등 전 산업 분야에 걸쳐 활용되고 있고, 그 응용 분야가 점점 확대되고 있다Polymer composites can achieve high strength with minimal weight, so they can be lightweight, have high flexibility in product design, and reduce the number of parts, thereby improving productivity through integrated parts, good dimensional stability, and fatigue life. It is long and has excellent advantages in corrosion resistance and electrical insulation, so it is used in all industrial fields such as aerospace, transportation equipment, sports and leisure, and its application field is gradually expanding.
특히, 최근에는 상기 복합소재 분야에는 기존의 고비용 저생산성 공정인 오토 클레이브(autoclave) 공정을 대체하기 위하여 VARTM(vacuum assisted resin transfer molding), SCRIMP(seaman composite resin infusion manufacture), RIFT(resin infusion under flexible tolling) 등의 수지충전 성형공정에 대한 연구가 폭넓게 진행되고 있고, 그 결과를 바탕으로 실부품에의 적용이 확산되고 있는 추세에 있다.In particular, recently, in the field of composite materials, vacuum assisted resin transfer molding (VARTM), seaman composite resin infusion manufacture (SCRIMP), resin infusion under flexible (RIFT) in order to replace the autoclave process, which is an existing high cost and low productivity process. Research on resin filling molding processes such as tolling) has been widely conducted, and based on the results, the application to real parts is in the trend of spreading.
상기 수지충전 성형공정 기법은 여러 부품을 결합한 일체형 구조물 제작을 가능하게 하며, 또한 섬유복합재료는 금속 소재에 비하여 비강도 특성이 우수하여 항공기 중량을 획기적으로 감소시킬 수 있으므로 기존의 금속소재에 의한 기계 가공을 최소화할 수 있는 장점을 제공한다.The resin-filled molding process technique makes it possible to manufacture an integrated structure that combines several parts, and the fiber composite material has superior specific strength characteristics compared to the metal material, so that the aircraft weight can be drastically reduced. It provides the advantage of minimizing processing.
상기 복합재료란, 두 가지 이상의 소재 혹은 조직으로 되어 있는 것으로 각각의 소재에 대한 특성보다는 종합적으로 우수한 기계적 특성을 나타내는 재료를 말하는 바, 이러한 복합재료는 보강재(주로섬유상)의 종류와 배열방향에 따라 기계적 특성이 좌우되는 이방성(anisotropy)을 가지고 있어 금속재료와 같은 등방성 재료에 비해 설계가 다양하고, 적절한 섬유배향 및 적층에 따라 우수한 기계적 특성을 나타낼 수 있고, 또한 복합재료는 부품의 무게 감소 효과 이외에 긴 피로수명, 우수한 진동 감쇄 특성, 전기 특성, 환경 특성등 기타 여러 면에서 장점을 가지고 있다.The composite material is composed of two or more materials or structures, and refers to a material that exhibits overall superior mechanical properties rather than the properties of each material.These composite materials are based on the type and arrangement direction of the reinforcing material (mainly fibrous). Since it has anisotropy, which is influenced by mechanical properties, it has a variety of designs compared to isotropic materials such as metallic materials, and can exhibit excellent mechanical properties according to appropriate fiber orientation and lamination.In addition, composite materials have the effect of reducing the weight of parts. It has advantages in many other aspects such as long fatigue life, excellent vibration damping characteristics, electrical characteristics, and environmental characteristics.
특히, 상기 복합재료 중 하나인 섬유강화 복합재료가 VARTM(vacuum assisted resin transfer molding) 공법을 이용하여 보강재와 기지재가 결합된 형태로 성형 제작되고 있는데, 특히 고품질 분야에서 보강재로서 탄소섬유와 아라미드섬유 등을 사용하고, 기지재로서 열경화성 수지의 하나인 에폭시 수지를 사용한 섬유강화 복합재료가 성형 제작되고 있다.In particular, the fiber-reinforced composite material, one of the composite materials, is molded and manufactured in a form in which a reinforcing material and a matrix material are combined using a vacuum assisted resin transfer molding (VARTM) method. A fiber-reinforced composite material using an epoxy resin, which is one of the thermosetting resins, is molded and manufactured as a matrix material.
여기서, 상기 VARTM 공법을 이용한 종래의 복합재료 성형 장치 및 방법을 살펴보면 다음과 같다.Here, a conventional composite material molding apparatus and method using the VARTM method will be described as follows.
첨부한 도 1 및 도 2는 종래의 고분자 복합재료 진공 성형 장치 및 방법을 도시한 단면도이고, 도 3은 도 1의 'Z' 방향에서 바라본 요부 확대도이다.1 and 2 are a cross-sectional view showing a conventional polymer composite material vacuum forming apparatus and method, and FIG. 3 is an enlarged view of a main part viewed from a direction'Z' of FIG. 1.
먼저, 일면 몰드(20, one-sided mold) 상에 복합재료를 구성하는 보강재(10) 로서 드라이 섬유 또는 프리폼을 올려 놓는다.First, dry fibers or preforms are placed on a one-
이어서, 상기 보강재(10) 위에 수지가 보강재 전체에 걸쳐 균일하고 원활하게 퍼지면서 공급되도록 한 유로망(flow media) 형태의 유동보조재(11) 및 이형필름(12)을 깔아준 다음, 최종적으로 보강재(10)에 대한 기밀 유지를 위하여 진공필름(13)을 일면 몰드(20) 위에 덮어준다.Subsequently, on the reinforcing
좀 더 상세하게는, 상기 진공필름(13)의 사방 테두리 단부와 일면 몰드(20) 간을 실링테이프(14)로 부착하여, 진공필름(13)의 내부가 기밀 유지 가능한 상태로 만들어준다.In more detail, by attaching a
다음으로, 상기 진공필름(13)의 일측부에 진공펌프(15)와 연결된 진공제공호스(16)를 진공필름(13) 내부로 삽입시키고, 상기 진공필름(13)의 타측부에 수지가 저장된 수지공급탱크(17)와 연결된 수지공급호스(18)를 진공필름(13)의 내부로 삽입시킨다.Next, a
이때, 상기 진공제공호스(16)의 외경부와 진공필름(13) 사이, 그리고 상기 수지공급호스(18)의 외경부와 진공필름(13) 사이에도 공기가 진공필름(13) 내로 스며들지 않도록 실링테이프(14)를 부착하여 밀봉시킨다.At this time, to prevent air from permeating into the
이러한 상태에서 상기 진공펌프(15)를 구동시키면 진공필름(13) 내의 공기가 흡입되어 진공 상태가 되고, 연이어 수지공급탱크(17)로부터의 수지를 수지공급호스(18)로 주입하면, 진공필름(15) 내에 작용하는 진공압(부압)에 의하여 수지가 드라이 섬유 또는 프리폼 등과 같은 보강재(10)에 스며들게 된다.In this state, when the
이와 같이, 상기 수지가 보강재(10)에 스며들며 결합된 고분자 복합재료가 성형되며, 성형된 고분자 복합재료를 오븐에서 경화시키는 공정을 통하여 최종적인 고분자 복합재료가 완성된다.In this way, the resin is impregnated into the reinforcing
그러나, 상기한 종래의 고분자 복합재료 성형 장치 및 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional apparatus and method for molding a polymer composite material has the following problems.
첫째, 진공필름의 내부가 진공 상태를 유지하지 못하게 되는 문제점이 있다.First, there is a problem in that the inside of the vacuum film cannot maintain a vacuum state.
즉, 첨부한 도 3을 참조하면 진공제공호스(16)에 부착된 실링테이프(14)가 접착력이 떨어지거나, 특히 진공필름(13)과 실링테이프(14) 간의 틈새가 조금이라도 존재하는 경우 진공필름(13) 내에 공기가 침투하여, 결국 진공필름 내의 진공 상태가 유지되지 못하여 고분자 복합재료에 대한 진공 성형 자체가 불가능해지거나 진공 성형 품질이 크게 저하되는 문제점이 있다.That is, referring to the attached FIG. 3, the
둘째, 매 성형 공정시 마다 고가의 실링테이프를 사용함에 따라, 실링테이프 소모량 증대 및 그에 따른 비용 상승의 원인이 되는 문제점이 있다.Second, there is a problem that increases the consumption amount of the sealing tape and increases the cost accordingly, as an expensive sealing tape is used in every molding process.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 수지 함침 대상의 복합재료를 비닐봉지 형상의 진공필름 백에 내재시키고, 진공필름 백의 양측부에 한 쌍의 지그를 기밀 유지 가능하게 장착시킨 상태에서 한쪽의 지그를 통해 진공필름 백 내부에 진공을 제공하는 동시에 다른 한쪽의 지그를 통하여 수지를 공급하여, 수지가 진공 흡입력에 의하여 복합재료에 용이하게 스며들도록 함으로써, 항상 진공필름 백의 내부를 진공 상태로 유지시킬 수 있고, 그에 따라 고분자 복합재료를 신속 정확하게 성형 제작할 수 있도록 한 VARTM을 이용한 복합재료의 신속 간편 성형 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was conceived to solve the conventional problems as described above, in which a composite material to be impregnated with resin is embedded in a vacuum film bag in the shape of a plastic bag, and a pair of jigs can be kept airtight on both sides of the vacuum film bag. In the installed state, vacuum is provided inside the vacuum film bag through one jig, and the resin is supplied through the other jig so that the resin easily penetrates into the composite material by the vacuum suction force, so that the inside of the vacuum film bag is always It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for rapid and simple molding of a composite material using VARTM, which can be maintained in a vacuum state, and accordingly, a polymer composite material can be molded and manufactured quickly and accurately.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 구현예는: 수지 함침 대상의 보강재가 내재되는 진공필름 백; 상기 진공필름 백의 일측부에 기밀 유지 가능하게 장착되는 진공제공용 지그; 상기 진공필름 백의 타측부에 기밀 유지 가능하게 장착되는 수지공급용 지그; 상기 진공필름 백의 내부에 진공을 제공하도록 일측단은 상기 진공제공용 지그에 결합되고 타측단은 진공펌프에 연결되는 진공제공호스; 및 상기 진공제공호스로부터 공급되는 진공 흡입력에 의하여 상기 보강재에 함침을 위한 수지가 공급되도록 일측단은 상기 수지공급용 지그에 결합되고 타측단은 수지공급탱크 측에 연결되는 수지공급호스; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 VARTM을 이용한 복합재료의 신속 간편 성형 장치를 제공한다.One embodiment of the present invention in order to achieve the above object is: a vacuum film bag in which the reinforcing material of the target resin impregnation is embedded; A jig for providing a vacuum mounted so as to be airtight on one side of the vacuum film bag; A resin supply jig mounted so as to be airtight on the other side of the vacuum film bag; A vacuum providing hose, one end coupled to the vacuum providing jig and the other end coupled to a vacuum pump to provide vacuum inside the vacuum film bag; And a resin supply hose having one end coupled to the resin supply jig and the other end connected to the resin supply tank so that resin for impregnation is supplied to the reinforcing material by the vacuum suction force supplied from the vacuum supply hose. It provides a quick and simple molding apparatus for a composite material using VARTM, characterized in that it is configured to include.
상기 진공필름 백은 상부 진공필름과 하부 진공필름의 사방 테두리가 상호 접합되어 내부가 밀폐된 구조로 구비되되, 상부 진공필름의 일측부 및 타측부에는 각각 진공제공용 지그와 수지공급용 지그를 체결하기 위한 체결홀이 형성된 구조로 구비된 것임을 특징으로 한다.The vacuum film bag is provided in a structure in which the four edges of the upper vacuum film and the lower vacuum film are mutually bonded to each other, so that the inside is sealed, and a jig for providing a vacuum and a jig for supplying resin are respectively connected to one side and the other side of the upper vacuum film. It is characterized in that it is provided in a structure in which a fastening hole is formed.
바람직하게는, 상기 상부 진공필름과 하부 진공필름은 수지 함침 대상의 보강재가 내재되고, 진공제공용 지그와 수지공급용 지그가 결합된 상태에서 그 사방 테두리가 열융착 방식으로 접합되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the upper vacuum film and the lower vacuum film are characterized in that a reinforcing material to be impregnated with a resin is embedded, and in a state in which a jig for providing a vacuum and a jig for supplying a resin are combined, the four edges are bonded by a heat-sealing method. .
특히, 상기 진공제공용 지그 및 수지공급용 지그는: 하부에 상기 진공필름 백의 내재되는 받침블럭이 형성되고, 상부에는 진공필름 백의 상부 진공필름을 관통하여 외부로 돌출되는 체결블럭이 일체로 형성되며, 중앙에는 유체통과홀이 관통 형성된 고정지그; 상기 받침블럭 위에 안착되어 상부 진공필름의 내면에 밀착되는 실링부재; 상기 상부 진공필름의 외부로 돌출된 체결블럭에 체결되며 실링부재와 상부 진공필름을 사이에 두고 밀착되는 가동지그; 로 구성되는 것을 특징으로 한다. In particular, the vacuum providing jig and the resin supplying jig include: a supporting block embedded in the vacuum film bag is formed at the lower portion, and a fastening block protruding to the outside through the upper vacuum film of the vacuum film bag is integrally formed at the lower portion thereof. , A fixing jig formed through a fluid passage hole in the center; A sealing member seated on the support block and in close contact with the inner surface of the upper vacuum film; A movable jig fastened to a fastening block protruding from the upper vacuum film and in close contact with the sealing member and the upper vacuum film; It characterized in that it consists of.
또한, 상기 고정지그의 체결블럭 둘레면에는 숫나사가 형성되고, 상기 가동지그의 내경부에는 암나사가 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, a male screw is formed on a peripheral surface of the fastening block of the fixing jig, and a female screw is formed on an inner diameter portion of the movable jig.
또한, 상기 고정지그의 체결블럭 위에는 호스 압입 체결을 위하여 유체통과홀과 일치하는 중공의 호스 체결단이 일체로 더 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, on the fastening block of the fixing jig, a hollow hose fastening end coinciding with the fluid passage hole is further integrally formed for the hose press-fitting.
또한, 상기 고정지그의 받침블럭 저면에는 수지를 사방으로 퍼지도록 안내하는 서로 교차되는 복수의 수지 안내홈이 형성되고, 이 수지 안내홈을 포함하는 받침블럭의 저면에 걸쳐 수지와의 계면 분리를 위한 테프론 코팅층이 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, a plurality of resin guide grooves intersecting each other for guiding the resin to spread in all directions are formed on the bottom of the support block of the fixing jig, and for interfacial separation with the resin over the bottom surface of the support block including the resin guide groove. It is characterized in that the Teflon coating layer is formed.
또한, 상기 가동지그의 상부면에는 가동지그를 회전시키기 위하여 직각으로 절삭된 2개 이상의 단차부가 더 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, at least two steps cut at right angles to rotate the movable jig are further formed on the upper surface of the movable jig.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 구현예는: 상호 접합 가능한 상부 진공필름과 하부 진공필름으로 이루어진 진공필름 백 구비 단계; 상기 진공필름 백의 내부에 진공을 제공하기 위한 진공제공용 지그와, 수지를 공급하기 위한 수지공급용 지그를 구비하는 단계; 상기 진공필름 백의 일측부에 진공제공용 지그를 기밀 유지 가능하게 체결하는 동시에 상기 진공필름 백의 타측부에 수지공급용 지그를 기밀 유지 가능하게 체결하는 단계; 상기 진공필름 백의 내부에 수지 함침 대상의 보강재를 내재시킨 후, 상부 진공필름과 하부 진공필름의 사방을 상호 접합시켜 진공필름 백의 내부를 기밀 유지 가능하게 밀봉시키는 단계; 상기 진공필름 백의 내부에 진공을 제공하기 위하여 상기 진공제공용 지그에 진공제공호스를 결합하는 동시에 상기 보강재에 함침을 위한 수지를 공급하기 위하여 상기 수지공급용 지그에 수지공급호스를 결합하는 단계; 상기 진공제공호스 및 진공제공용 지그를 통하여 진공필름 백의 내부에 진공을 제공하는 단계; 및 상기 수지공급호스 및 수지공급용 지그를 통하여 상기 진공필름 백에 내재된 보강재에 수지를 공급하는 단계; 를 포함하고, 상기 진공필름 백의 내부에 제공되는 진공 흡입력에 의하여 상기 보강재에 수지가 점진적으로 함침되어, 보강재와 수지가 결합된 복합재료가 성형되도록 한 것을 특징으로 하는 VARTM을 이용한 복합재료의 신속 간편 성형 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention in order to achieve the above object is: providing a vacuum film bag made of an upper vacuum film and a lower vacuum film that can be bonded to each other; Providing a vacuum providing jig for providing a vacuum inside the vacuum film bag and a resin supplying jig for supplying a resin; Fastening a jig for providing a vacuum to one side of the vacuum film bag so as to be airtight and at the same time fastening a jig for supplying a resin to the other side of the vacuum film bag so as to be airtight; Inserting a reinforcing material to be impregnated with a resin inside the vacuum film bag, and then bonding the upper vacuum film and the lower vacuum film to each other to seal the inside of the vacuum film bag so as to be airtight; Coupling a vacuum supply hose to the vacuum supply jig to provide a vacuum inside the vacuum film bag and at the same time coupling a resin supply hose to the resin supply jig to supply resin for impregnation to the reinforcing material; Providing a vacuum inside the vacuum film bag through the vacuum providing hose and the vacuum providing jig; And supplying a resin to a reinforcing material embedded in the vacuum film bag through the resin supply hose and a resin supply jig. Including, and the resin is gradually impregnated into the reinforcing material by the vacuum suction force provided inside the vacuum film bag, so that the composite material in which the reinforcing material and the resin are combined is molded. Provides a molding method.
상기 진공필름 백의 내부를 기밀 유지 가능하게 밀봉시키는 단계에서, 상기 상부 진공필름과 하부 진공필름의 그 사방 테두리는 수지 함침 대상의 보강재가 진공필름 백 내에 내재되고, 진공제공용 지그와 수지공급용 지그가 결합된 후에 열융착 방식으로 접합되는 것을 특징으로 한다.In the step of sealing the inside of the vacuum film bag to be hermetically sealed, the four rims of the upper vacuum film and the lower vacuum film include a reinforcing material to be impregnated with a resin in the vacuum film bag, and a jig for providing vacuum and a jig for supplying resin It is characterized in that it is bonded by a thermal fusion method after being bonded.
특히, 상기 진공제공용 지그 및 수지공급용 지그는: 하부에 상기 진공필름 백의 내재되는 받침블럭이 형성되고, 상부에는 진공필름 백의 상부 진공필름을 관통하여 외부로 돌출되는 체결블럭이 일체로 형성되며, 중앙에는 유체통과홀이 관통 형성된 고정지그; 상기 받침블럭 위에 안착되어 상부 진공필름의 내면에 밀착되는 실링부재; 상기 상부 진공필름의 외부로 돌출된 체결블럭에 체결되며 실링부재와 상부 진공필름을 사이에 두고 밀착되는 가동지그; 를 포함하는 구성으로 구비되는 것을 특징으로 한다.In particular, the vacuum providing jig and the resin supplying jig include: a supporting block embedded in the vacuum film bag is formed at the lower portion, and a fastening block protruding to the outside through the upper vacuum film of the vacuum film bag is integrally formed at the lower portion thereof. , A fixing jig formed through a fluid passage hole in the center; A sealing member seated on the support block and in close contact with the inner surface of the upper vacuum film; A movable jig fastened to a fastening block protruding from the upper vacuum film and in close contact with the sealing member and the upper vacuum film; It characterized in that it is provided in a configuration including a.
상기 진공제공용 지그 및 수지공급용 지그를 구비하는 단계에서, 상기 고정지그의 체결블럭 둘레면에는 숫나사가 형성되고, 상기 가동지그의 내경부에는 암나사가 형성되는 것을 특징으로 한다.In the step of providing the jig for providing vacuum and the jig for supplying resin, a male screw is formed on a peripheral surface of the fastening block of the fixing jig, and a female screw is formed on an inner diameter of the movable jig.
상기 진공제공용 지그 및 수지공급용 지그를 구비하는 단계에서, 상기 고정지그의 체결블럭 위에는 호스 압입 체결을 위하여 유체통과홀과 일치하는 중공의 호스 체결단이 일체로 더 형성되고, 상기 고정지그의 받침블럭 저면에는 수지와의 계면 분리를 위하여 테프론 코팅층이 더 형성되며, 상기 가동지그의 상부면에는 가동지그를 회전시키기 위하여 직각으로 절삭된 2개 이상의 단차부가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.In the step of providing the jig for providing vacuum and the jig for supplying resin, a hollow hose fastening end coinciding with the fluid passage hole is further integrally formed on the fastening block of the fixing jig for the hose press-fitting, and the fixing jig A Teflon coating layer is further formed on the bottom surface of the supporting block to separate the interface with the resin, and two or more steps cut at right angles to rotate the movable jig are further formed on the upper surface of the movable jig.
바람직하게는, 상기 보강재와 수지가 결합된 복합재료가 성형된 후, 복합재료의 경화 공정이 더 진행되는 것을 특징으로 한다.Preferably, after the composite material in which the reinforcing material and the resin are bonded is molded, a curing process of the composite material is further performed.
더욱 바람직하게는, 상기 복합재료의 경화 공정은 오븐 내에서 진행하되, 60~80℃에서 120분 동안 경화 공정이 진행되는 것을 특징으로 한다.More preferably, the curing process of the composite material is performed in an oven, but the curing process is performed at 60 to 80° C. for 120 minutes.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.Through the above-described problem solving means, the present invention provides the following effects.
첫째, 수지 함침 대상의 복합재료를 내재시키는 진공필름 백과, 진공필름 백의 양측부에 장착되는 동일 구조의 진공제공용 지그 및 수지공급용 지그를 이용하여 진공필름 백 내부에 진공을 제공하는 동시에 수지를 공급하여, 수지가 진공 흡입력에 의하여 복합재료에 일정하고 고르게 스며들도록 함으로써, 고분자 복합재료를 신속 정확하게 성형 제작할 수 있다.First, a vacuum film bag containing the composite material to be impregnated with the resin, and a vacuum providing jig and a resin supplying jig of the same structure mounted on both sides of the vacuum film bag are used to provide vacuum inside the vacuum film bag while simultaneously supplying the resin. By supplying, the resin is uniformly and uniformly permeated into the composite material by vacuum suction, so that the polymer composite material can be molded and manufactured quickly and accurately.
둘째, 기존에 진공필름 내로 에어가 침투하던 문제점과 달리, 진공필름 백의 내부를 항상 진공 상태로 유지시킬 수 있고, 동일 구조로 구비되는 진공제공용 지그 및 수지공급용 지그를 이용하여 진공 및 수지 공급이 원활하게 이루어질 수 있으므로, 불량품 없이 고분자 복합재료를 신속 정확하게 성형 제작할 수 있다.Second, unlike the problem that air penetrated into the vacuum film in the past, it is possible to keep the inside of the vacuum film bag in a vacuum state at all times, and supplying vacuum and resin using a vacuum providing jig and a resin supplying jig provided in the same structure. Since this can be made smoothly, it is possible to quickly and accurately mold and manufacture a polymer composite material without defective products.
셋째, 기존에 매 성형 공정시 마다 고가의 실링테이프를 사용함에 따라, 실링테이프 소모량 증대 및 그에 따른 비용 상승의 원인이 되는 문제점을 해소할 수 있다.Third, as the existing expensive sealing tape is used for every molding process, it is possible to solve the problem that causes the increase in the consumption of the sealing tape and the resulting cost increase.
도 1 및 도 2는 종래의 고분자 복합재료 진공 성형 장치 및 방법을 도시한 단면도 및 평면도,
도 3은 도 1의 'Z' 방향에서 바라본 요부 확대도,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 고분자 복합재료 진공 성형 장치의 구성 중 지그를 도시한 분리 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 고분자 복합재료 진공 성형 장치를 도시한 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 고분자 복합재료 진공 성형 방법 중 경화 공정을 나타낸 그래프.1 and 2 are a cross-sectional view and a plan view showing a conventional polymer composite material vacuum forming apparatus and method,
3 is an enlarged view of a main part viewed from the direction'Z' of FIG. 1;
4 and 5 are an exploded perspective view showing a jig in the configuration of the polymer composite material vacuum forming apparatus according to the present invention,
6 is a cross-sectional view showing a polymer composite material vacuum forming apparatus according to the present invention,
7 is a graph showing a curing process in the method of vacuum forming a polymer composite material according to the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 본 발명에 따른 진공 성형 장치의 구성 중 진공제공용 지그 및 수지공급용 지그에 대한 구조를 살펴보면 다음과 같다.First, in order to help the understanding of the present invention, a structure of a vacuum providing jig and a resin supplying jig among the configurations of the vacuum forming apparatus according to the present invention is as follows.
첨부한 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 고분자 복합재료 진공 성형 장치의 구성 중 지그를 도시한 분리 사시도이고, 도 6은 지그를 포함하는 본 발명의 고분자 복합재료 진공 성형 장치를 도시한 단면도로서, 각 도면에서 도면부호 200은 진공제공용 지그를 지시하고, 도면부호 300은 수지공급용 지그를 지시한다.4 and 5 are an exploded perspective view showing a jig in the configuration of the polymer composite material vacuum forming apparatus according to the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing the polymer composite material vacuum forming apparatus of the present invention including the jig. , In each drawing,
상기 진공제공용 지그(200) 및 수지공급용 지그(300)는 진공필름 백(100)의 일측부 및 타측부에 기밀 유지 가능하게 장착되는 것으로서, 서로 동일한 구조 및 구성으로 구비된다.The
이를 위해, 상기 진공제공용 지그 및 수지공급용 지그(200,300)는 고정지그(210)와, 실링부재(220)와, 가동지그(230) 등 서로 분리 가능하게 조립되는 총 3개의 피스(piece)로 구성된다.To this end, the vacuum providing jig and the
상기 고정지그(210)는 하부에 상기 진공필름 백(100)의 내재되는 받침블럭(212)이 형성되고, 상부에는 진공필름 백(100)의 상부 진공필름(102)을 관통하여 외부로 돌출되는 체결블럭(214)이 일체로 형성된 구조로 구비되고, 받침블럭(212) 및 체결블럭(214)의 중앙에는 유체통과홀(216)이 관통 형성된다.The fixing
또한, 상기 고정지그(210)의 체결블럭(214) 위에는 호스 압입 체결을 위하여 유체통과홀(216)과 일치하는 중공의 호스 체결단(218)이 일체로 더 형성된다.In addition, on the
더욱이, 상기 고정지그(210)의 받침블럭(212) 저면에는 수지를 사방으로 퍼지도록 안내하는 서로 교차되는 복수의 수지 안내홈(217), 예를 들어 십자형상의 수지 안내홈(217)이 형성된다.Moreover, a plurality of
바람직하게는, 상기 수지 안내홈(217)을 포함하는 받침블럭(212)의 저면에 걸쳐 추후에 수지와의 계면 분리를 위한 테프론 코팅층(213)이 형성된다.Preferably, a
이때, 상기 고정지그(212)의 받침블럭(212)은 원판 형태로 형성되어 진공필름 백(100)의 내부에 내재되고, 받침블럭(212) 위에 일체로 형성되는 체결블럭(214)은 받침블럭(212)보다 작은 직경의 원통 형태로 구비되어 진공필름 백(100)의 상부 진공필름(102)을 통과하여 외부로 돌출되며, 체결블럭(214) 위에 일체로 형성되는 호스 체결단(218)은 체결블럭(214)의 유체통과홀(216)과 일치하는 수준의 직경을 갖는 원통 형태로 구비된다. At this time, the support block 212 of the fixing
상기 실링부재(220)는 원형 링 형태로 구비되어, 상기 받침블럭(212)이 진공필름 백(100)의 내부에 내재될 때, 받침블럭(212) 상에 그 저면이 안착되는 동시에 그 상면이 상부 진공필름(102)의 내면에 밀착된다.The sealing
상기 가동지그(230)는 상기 진공필름 백(100)의 상부 진공필름(102)의 외부로 돌출된 체결블럭(214)에 체결되며, 체결시 가압력으로 상부 진공필름(102)을 사이에 두고 실링부재(220)를 가압하게 된다.The
이때, 상기 고정지그(210)의 체결블럭(214)에 대한 가동지그(230)의 체결을 위하여, 상기 체결블럭(214)의 둘레면에는 숫나사(215)가 형성되고, 상기 가동지그(230)의 내경부에는 암나사(232)가 형성된다.At this time, in order to fasten the
더욱이, 상기 가동지그(230)의 상부면에는 작업자가 가동지그(230)를 잡고 용이하게 회전시키기 위하여 직각으로 절삭된 2개 이상의 단차부(234)가 더 형성된다.Moreover, on the upper surface of the
한편, 상기 진공필름 백(100)은 동일 면적을 갖는 상부 진공필름(102)과 하부 진공필름(104)의 사방 테두리가 상호 접합되어 내부가 밀폐된 구조로 구비된다.On the other hand, the
바람직하게는, 상기 진공필름 백(100)의 상부 진공필름(102)의 일측부 및 타측부에는 각각 진공제공용 지그(200)와 수지공급용 지그(300)를 체결하기 위한 체결홀(106) 즉, 상기 고정지그(210)의 체결블럭(214)이 외부로 돌출되도록 삽입 관통되는 체결홀(106)이 형성된다.Preferably, a
이때, 상기 진공필름 백(100)을 구성하는 상부 진공필름(102)과 하부 진공필름(104)의 사방 테두리가 열융착 방식 등에 의하여 상호 접합되어 진공필름 백(100)의 내부가 밀폐된 상태가 되도록 하되, 그 접합 전에 진공필름 백(100) 내에 수지 함침 대상의 보강재(10)를 내재시키고, 진공제공용 지그(200)와 수지공급용 지그(300)를 결합시킨 상태에서 그 사방 테두리가 열융착 방식으로 접합되도록 한다.At this time, the four rims of the
여기서, 상기와 같이 구비되는 진공필름 백(100), 진공제공용 지그(200) 및 수지공급용 지그(300)를 이용하여 고분자 복합재료를 진공 성형하는 과정을 첨부한 도 6을 참조로 살펴보기로 한다.Here, a process of vacuum-forming the polymer composite material using the
먼저, 상기 진공필름 백(100)을 일면 몰드(20) 상에 올려 놓은 상태에서, 그 내부에 진공 성형 대상품인 수지 함침 대상의 보강재(10, 예를 들어 드라이 섬유 또는 프리폼)를 내재시킨다.First, in a state in which the
즉, 상기 진공필름 백(100)은 상부 진공필름(102)과 하부 진공필름(104)으로 구성되는 바, 그 사방 테두리를 상호 접합하지 않은 상태에서 상부 진공필름(102)과 하부 진공필름(104) 사이에 수지 함침 대상의 보강재(10, 예를 들어 드라이 섬유 또는 프리폼)를 내재시킨다.In other words, the
이어서, 상기 진공필름 백(100)의 상부 진공필름(102)의 일측부 및 타측부에 형성된 체결홀(106)에 각각 진공제공용 지그(200)와 수지공급용 지그(300)를 체결한다.Then, the
이를 위해, 먼저 상기 고정지그(210)를 상부 진공필름(102)과 하부 진공필름(104) 사이로 넣어서, 고정지그(210)의 받침블럭(212)은 내재시키는 동시에 체결블럭(214) 및 호스 체결단(218)을 체결홀(106)을 통해 상부 진공필름(102)의 외부로 돌출시킨다.To this end, first, the fixing
이때, 상기 체결블럭(214) 및 호스 체결단(218)을 외부로 돌출시키기 전에 받침블럭(212) 위에 실링부재(220)를 안착시키고, 연이어 상기 가동지그(230)를 받침블럭(212)에 체결 고정시킨다.At this time, before protruding the
좀 더 상세하게는, 상기 가동지그(230)의 단차부(234)를 잡고 회전시키는 동작에 의하여 가동지그(230)의 내경에 형성된 암나사(232)가 체결블럭(214)의 숫나사(215)에 체결됨으로써, 고정지그(210)에 대한 가동지그(230)의 결합이 완료되고, 가동지그(230)의 체결 가압력에 의하여 실링부재(220)가 가압되어 기밀 유지가 이루어지게 된다.In more detail, the
이와 같이, 상기 진공필름 백(100) 내에 수지 함침 대상의 보강재(10)를 내재시키고, 진공제공용 지그(200)와 수지공급용 지그(300)를 결합시킨 상태에서 상부 진공필름(102)과 하부 진공필름(104)의 사방 테두리를 열융착 방식 등에 의하여 접합시킴으로써, 진공필름 백(100)의 내부가 완전하게 기밀 유지되는 밀폐 상태가 된다.In this way, the reinforcing
다음으로, 상기 진공제공용 지그(200) 및 수지공급용 지그(300)의 호스 체결단(218)에 각각 진공제공호스(16)과 수지공급호스(18)를 연결한다.Next, the
이때, 상기 진공제공호스(16)는 상기 진공필름 백(100)의 내부에 진공을 제공하도록 진공공급장치인 진공펌프(15)와 연결되고, 상기 수지공급호스(18)는 보강재(10)에 함침을 위한 수지를 공급하도록 수지공급탱크(17)와 연결된다.At this time, the
이어서, 상기 진공제공호스(16) 및 진공제공용 지그(200)를 통하여 진공필름 백(100)의 내부에 진공을 제공하여 진공필름 백(100)의 내부를 부압으로 만들어주고, 연이어 상기 수지공급호스(18) 및 수지공급용 지그(300)를 통하여 상기 진공필름 백(100)에 수지를 공급하는 바, 수지가 진공 흡입력에 의하여 상기 보강재(10)에 점진적으로 함침된다.Subsequently, vacuum is provided inside the
이때, 상기 고정지그(210)의 받침블럭(212) 저면에 형성된 수지 안내홈(217)을 통하여 수지가 진공필름 백(100) 내의 사방으로 용이하게 퍼지면서 상기 보강재(10)에 점진적으로 함침된다.At this time, the resin is gradually impregnated into the reinforcing
이에, 상기 수지가 보강재(10)의 전체 면적에 걸쳐 함침되면 복합재료의 진공 성형이 완료된다.Accordingly, when the resin is impregnated over the entire area of the reinforcing
다음으로, 상기 보강재(10)와 수지가 결합된 복합재료가 성형 완료되면, 복합재료를 진공필름 백(100)에 그대로 내재시킨 상태 또는 진공필름 백(100)으로부터 취출한 상태에서 복합재료의 경화 공정을 진행한다.Next, when the composite material in which the reinforcing
이를 위해, 상기 복합재료를 오븐에 넣고, 첨부한 도 7의 그래프에서 보듯이 오븐온도 60 ~ 80℃에서 30분 동안 경화 공정을 진행하는 것이 바람직하고, 고분자 특성상 갑자기 완전 경화 온도까지 올리면 경화가 급속히 진행되어 복합재료 내부에 열응력(잠재에너지)에 의한 내부응력이 존재하게 되므로 내부응력을 최소화하기 위해 경화공정을 80℃에서 30분 동안 실시하는 1차 경화 공정과, 120℃에서 120분 동안 실시하는 2차 경화 공정으로 나누어 실시하여도 무방하다.To this end, it is preferable to put the composite material in an oven and perform the curing process for 30 minutes at an oven temperature of 60 to 80° C. as shown in the graph of FIG. 7. As the process proceeds, internal stress due to thermal stress (latent energy) exists inside the composite material. In order to minimize the internal stress, the first curing process is carried out at 80℃ for 30 minutes, and at 120℃ for 120 minutes. It may be carried out by dividing into a secondary curing process to be performed.
한편, 상기 진공필름 백(100)의 내부에 존재하게 되는 받침블럭(212)의 저면에는 테프론 코팅층(213)이 형성되어 있기 때문에 수지와의 계면 분리가 원활하게 되고, 그에 따라 받침블럭(212)을 포함하는 각 지그를 용이하게 재활용할 수 있다.On the other hand, since the
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따르면 수지 함침 대상의 복합재료를 내재시키는 진공필름 백과, 진공필름 백의 양측부에 장착되는 동일 구조의 진공제공용 지그 및 수지공급용 지그를 이용하여 진공필름 백 내부에 진공을 제공하는 동시에 수지를 공급하여, 수지가 진공 흡입력에 의하여 복합재료에 일정하고 고르게 스며들도록 함으로써, 고분자 복합재료를 신속 정확하게 성형 제작할 수 있다.As seen above, according to the present invention, the inside of the vacuum film bag using a vacuum film bag containing a composite material to be impregnated with a resin, a vacuum providing jig and a resin supplying jig of the same structure mounted on both sides of the vacuum film bag. By supplying a resin while providing a vacuum to the resin, the resin is uniformly and evenly permeated into the composite material by the vacuum suction force, so that a polymer composite material can be molded and manufactured quickly and accurately.
한편, 진공제공용 지그(200) 및 수지공급용 지그(300)는 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 진공제공용 지그(200) 및 수지공급용 지그(300)에는 금속표면의 부식현상을 방지하기 위하여 부식방지도포층이 도포될 수 있다. 이 부식방지도포층의 도포 재료는 메트캅토트리아졸 20중량%, 페트롤륨술포네이트 15중량%, 머캅토벤조티아졸 10중량%, 하프늄 15중량%, 유화몰리브덴(MoS2) 10중량%, 산화알루미늄 30중량%로 구성되며, 코팅두께는 8㎛로 형성할 수 있다.Meanwhile, the
메트캅토트리아졸, 페트롤륨술포네이트 및 머캅토벤조티아졸은 부식 방지 및 변색 방지 등의 역할을 한다.Metcaptotriazole, petroleum sulfonate and mercaptobenzothiazole play a role in preventing corrosion and discoloration.
하프늄은 내부식성이 있는 전이 금속원소로서 뛰어난 방수성, 내식성 등을 갖도록 역할을 한다.Hafnium is a transition metal element with corrosion resistance and plays a role in having excellent waterproof and corrosion resistance.
유화몰리브덴은 코팅피막의 표면에 습동성과 윤활성 등을 부여하는 역할을 한다.Molybdenum emulsified plays a role of imparting wetness and lubricity to the surface of the coating film.
산화알루미늄은 내화도 및 화학적 안정성 등을 목적으로 첨가된다.Aluminum oxide is added for the purpose of fire resistance and chemical stability.
상기 구성 성분의 비율 및 코팅 두께를 상기와 같이 수치한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 시험결과를 통해 분석한 결과, 상기 비율에서 최적의 부식방지 효과를 나타내었다.The reason why the ratio of the constituent components and the coating thickness were numerically limited as described above, as a result of the inventor's analysis through the test results several times, showed the optimum anti-corrosion effect at the ratio.
또한, 진공제공호스(16) 및 수지공급호스(18)에는 오염물질의 부착방지 및 제거를 효과적으로 달성할 수 있도록 오염 방지도포용 조성물로 이루어진 오염방지도포층이 도포될 수 있다.In addition, the
상기 오염 방지 도포용 조성물은 알킬레이트 폴리글루코사이드 및 아미노알킬 슬로베타인이 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 알킬레이트 폴리글루코사이드와 아미노알킬 슬로베타인의 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~10 중량%이다.The composition for antifouling coating contains alkylate polyglucoside and aminoalkyl slovetaine in a molar ratio of 1:0.01 to 1:2, and the total content of alkylate polyglucoside and aminoalkyl slovetaine is 1 to 10 with respect to the total aqueous solution. % By weight.
상기 알킬레이트 폴리글루코사이드 및 아미노알킬 슬로베타인는 몰비로서 1:0.01 ~ 1:2가 바람직한 바, 몰비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 기재의 도포성이 저하되거나 도포후 표면의 수분흡착이 증가하여 도포막이 제거되는 문제점이 있다.The alkylate polyglucoside and aminoalkyl slovetaine are preferably 1:0.01 to 1:2 as a molar ratio.If the molar ratio is out of the above range, the coating property of the substrate decreases or the surface moisture adsorption increases after application, thereby removing the coating film. There is a problem.
상기 알킬레이트 폴리글루코사이드 및 아미노알킬 슬로베타인는 전제 조성물 수용액중 1 ~ 10 중량%가 바람직한 바, 1 중량% 미만이면 기재의 도포성이 저하되는 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 도포막 두께의 증가로 인한 결정석출이 발생하기 쉽다.The alkylate polyglucoside and aminoalkyl slovetaine are preferably 1 to 10% by weight in the total composition aqueous solution, and if it is less than 1% by weight, there is a problem that the coating property of the substrate is deteriorated, and if it exceeds 10% by weight, the coating film thickness is increased. It is easy to cause crystal precipitation due to.
한편, 본 오염 방지 도포용 조성물을 진공제공호스(16) 및 수지공급호스(18)에 도포하는 방법으로는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기재 상의 최종 도포막 두께는 500 ~ 2000Å이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1000 ~ 2000Å이다. 상기 도포막의 두께가 500Å 미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2000Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.On the other hand, as a method of applying the present antifouling coating composition to the
또한, 본 오염 방지 도포용 조성물은 알킬레이트 폴리글루코사이드 0.1 몰 및 아미노알킬 슬로베타인 0.05몰을 증류수 1000 ㎖에 첨가한 다음 교반하여 제조될 수 있다.In addition, the present antifouling coating composition may be prepared by adding 0.1 mol of alkylate polyglucoside and 0.05 mol of aminoalkyl slovetain to 1000 ml of distilled water, followed by stirring.
그리고, 실링부재(220)는 고무 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 실링부재(220)의 원료 함량비는 고무 60중량%, 카아본블랙 33~36중량%, 산화방지제 2~5중량%, 촉진제인 유황 1~3중량%를 혼합한다.In addition, the sealing
카본블랙은 내마모성을 증대시키는 것이므로 이를 첨가하되, 함유량이 33중량% 미만이면, 탄성과 내마모성이 줄어들며, 36중량%가 초과 되면 주 성분인 고무의 함량이 상대적으로 적게 되어 탄성력이 떨어질 우려가 있으므로, 33~36중량%를 혼합한다.Carbon black is to increase abrasion resistance, so it is added, but when the content is less than 33% by weight, elasticity and abrasion resistance decrease, and when it exceeds 36% by weight, the content of rubber, which is a main component, is relatively small, and elasticity may decrease. Mix 33-36% by weight.
산화방지제는 3C (N-PHENYL-N'-ISOPROPYL- P-PHENYLENEDIAMINE) 또는 RD(POLYMERIZED 2,2,4-TRIMETHYL-1,2- DIHYDROQUINOLINE)을 선택하여 2~5중량%를 첨가하는 것으로, 2중량% 미만이면, 제품이 산화가 되기 쉽고, 너무 많이 첨가하여 5중량%를 초과하면, 주 성분인 고무의 함량이 상대적으로 적게 되어 탄성력이 떨어질 우려가 있으므로, 또한 산화방지제의 가격이 비싸기 때문에 2~5중량%가 적정하다.Antioxidant is 3C (N-PHENYL-N'-ISOPROPYL- P-PHENYLENEDIAMINE) or RD (POLYMERIZED 2,2,4-TRIMETHYL-1,2-DIHYDROQUINOLINE) to add 2 to 5% by weight, 2 If it is less than% by weight, the product is liable to be oxidized, and if too much is added and exceeds 5% by weight, the content of rubber, which is the main component, is relatively small, and the elasticity may be lowered. ~5% by weight is appropriate.
촉진제인 유황은 1~3중량%를 혼합한다. 1 중량% 미만은 성형시 가열공정에서 가황작용 효과가 미미하므로, 1 중량% 이상을 첨가한다. 3중량%를 초과하면, 주 성분인 고무의 함량이 상대적으로 적게 되어 탄성력이 떨어질 우려가 있으므로, 1 ~ 3중량%가 적정하다.Sulfur, which is an accelerator, is mixed with 1 to 3% by weight. If less than 1% by weight, the vulcanization effect in the heating process during molding is insignificant, so 1% by weight or more is added. If it exceeds 3% by weight, since the content of the rubber as the main component is relatively small, the elasticity may be lowered, so 1 to 3% by weight is appropriate.
따라서 본 발명은 여러 방향에 탄성을 갖는 합성고무로 보강되므로 실링부재(220)의 탄성, 인성 및 강성이 증대되므로 내구성이 향상되며, 이에 따라 실링부재(220)의 수명이 증대된다.Accordingly, since the present invention is reinforced with synthetic rubber having elasticity in various directions, the elasticity, toughness and rigidity of the sealing
10 : 보강재
11 : 유동보조재
12 : 이형필름
13 : 진공필름
14 : 실링테이프
15 : 진공펌프
16 : 진공제공호스
17 : 수지공급탱크
18 : 수지공급호스
20 : 일면 몰드
100 : 진공필름 백
102 : 상부 진공필름
104 : 하부 진공필름
106 : 체결홀
200 : 진공제공용 지그
210 : 고정지그
212 : 받침블럭
213 : 테프론 코팅층
214 : 체결블럭
215 : 숫나사
216 : 유체통과홀
217 : 수지 안내홈
218 : 호스 체결단
220 : 실링부재
230 : 가동지그
232 : 암나사
234 : 단차부
300 : 수지공급용 지그10: reinforcement
11: flow auxiliary
12: release film
13: vacuum film
14: sealing tape
15: vacuum pump
16: vacuum supply hose
17: resin supply tank
18: resin supply hose
20: one-sided mold
100: vacuum film bag
102: upper vacuum film
104: lower vacuum film
106: fastening hole
200: Jig for providing vacuum
210: fixed jig
212: Support block
213: Teflon coating layer
214: fastening block
215: male thread
216: fluid passage hole
217: resin guide groove
218: hose connection end
220: sealing member
230: movable jig
232: female thread
234: step
300: resin supply jig
Claims (10)
상기 진공필름 백(100)의 일측부에 기밀 유지 가능하게 장착되는 진공제공용 지그(200);
상기 진공필름 백의 타측부에 기밀 유지 가능하게 장착되는 수지공급용 지그(300);
상기 진공필름 백(100)의 내부에 진공을 제공하도록 일측단은 상기 진공제공용 지그(200)에 결합되고 타측단은 진공펌프(15)에 연결되는 진공제공호스(16); 및
상기 진공제공호스(16)로부터 공급되는 진공 흡입력에 의하여 상기 보강재(10)에 함침을 위한 수지가 공급되도록 일측단은 상기 수지공급용 지그(300)에 결합되고, 타측단은 수지공급탱크(17) 측과 연결되는 수지공급호스(18)를 포함하여 구성되고;
상기 진공제공용 지그 및 수지공급용 지그(200,300)는:
하부에 상기 진공필름 백(100)의 내재되는 받침블럭(212)이 형성되고, 상부에는 진공필름 백(100)의 상부 진공필름(102)을 관통하여 외부로 돌출되는 체결블럭(214)이 일체로 형성되며, 중앙에는 유체통과홀(216)이 관통 형성된 고정지그(210);
상기 받침블럭(212) 위에 안착되어 상부 진공필름(102)의 내면에 밀착되는 실링부재(220);
상기 상부 진공필름(102)의 외부로 돌출된 체결블럭(214)에 체결되며 실링부재(220)와 상부 진공필름(102)을 사이에 두고 밀착되는 가동지그(230);
로 구성되는 것을 특징으로 하는 VARTM을 이용한 복합재료의 성형 장치.
The vacuum film bag 100 in which the reinforcing material 10 to be impregnated with resin is embedded;
A vacuum providing jig 200 mounted to be airtight on one side of the vacuum film bag 100;
A resin supply jig 300 mounted to be airtight on the other side of the vacuum film bag;
A vacuum providing hose 16 having one end coupled to the vacuum providing jig 200 and the other end connected to the vacuum pump 15 to provide vacuum in the vacuum film bag 100; And
One end is coupled to the resin supply jig 300 so that the resin for impregnation is supplied to the reinforcing material 10 by the vacuum suction force supplied from the vacuum supply hose 16, and the other end is a resin supply tank 17 ) It is configured to include a resin supply hose 18 connected to the side;
The vacuum providing jig and resin supplying jig 200 and 300 are:
A supporting block 212 embedded in the vacuum film bag 100 is formed at the lower part, and a fastening block 214 protruding to the outside through the upper vacuum film 102 of the vacuum film bag 100 is integrally formed at the upper part. A fixing jig 210 having a fluid passage hole 216 formed therethrough in the center;
A sealing member 220 that is seated on the support block 212 and in close contact with the inner surface of the upper vacuum film 102;
A movable jig 230 that is fastened to a fastening block 214 protruding from the upper vacuum film 102 and is in close contact with the sealing member 220 and the upper vacuum film 102 therebetween;
A molding apparatus for a composite material using VARTM, characterized in that consisting of.
상기 고정지그(210)의 체결블럭(214) 둘레면에는 숫나사(215)가 형성되고, 상기 가동지그(230)의 내경부에는 암나사(232)가 형성되고;
상기 고정지그(210)의 체결블럭(214) 위에는 호스 압입 체결을 위하여 유체통과홀(216)과 일치하는 중공의 호스 체결단(218)이 일체로 더 형성된 것을 특징으로 하는 VARTM을 이용한 복합재료의 성형 장치.
The method according to claim 1,
A male screw 215 is formed on the peripheral surface of the fastening block 214 of the fixing jig 210, and a female screw 232 is formed on the inner diameter of the movable jig 230;
A composite material using VARTM, characterized in that on the fastening block 214 of the fixing jig 210, a hollow hose fastening end 218 that matches the fluid passage hole 216 is further integrally formed for the hose press-fitting. Molding device.
상기 고정지그(210)의 받침블럭(212) 저면에는 수지를 사방으로 퍼지도록 안내하는 서로 교차되는 복수의 수지 안내홈(217)이 형성되고, 수지 안내홈(217)을 포함하는 받침블럭(212)의 저면에 걸쳐 수지와의 계면 분리를 위한 테프론 코팅층(213)이 형성된 것을 특징으로 하는 VARTM을 이용한 복합재료의 성형 장치.
The method according to claim 1,
A plurality of resin guide grooves 217 intersecting each other for guiding the resin to spread in all directions are formed on the bottom of the support block 212 of the fixing jig 210, and the support block 212 including the resin guide groove 217 A molding apparatus for a composite material using VARTM, characterized in that a Teflon coating layer (213) for interfacial separation with a resin is formed over the bottom surface of ).
상기 가동지그(230)의 상부면에는 가동지그(230)를 회전시키기 위하여 직각으로 절삭된 2개 이상의 단차부(234)가 더 형성된 것을 특징으로 하는 VARTM을 이용한 복합재료의 성형 장치.
The method according to claim 1,
An apparatus for forming a composite material using VARTM, characterized in that at least two stepped portions 234 cut at right angles to rotate the movable jig 230 are further formed on the upper surface of the movable jig 230.
상호 접합 가능한 상부 진공필름(102)과 하부 진공필름(104)으로 이루어진 진공필름 백(100) 구비 단계;
상기 진공필름 백(100)의 내부에 진공을 제공하기 위한 진공제공용 지그(200)와, 수지를 공급하기 위한 수지공급용 지그(300)를 구비하는 단계;
상기 진공필름 백(100)의 일측부에 진공제공용 지그(200)를 기밀 유지 가능하게 체결하는 동시에 상기 진공필름 백(100)의 타측부에 수지공급용 지그(300)를 기밀 유지 가능하게 체결하는 단계;
상기 진공필름 백(100)의 내부에 수지 함침 대상의 보강재(10)를 내재시킨 후, 상부 진공필름(102)과 하부 진공필름(104)의 사방을 상호 접합시켜 진공필름 백(100)의 내부를 기밀 유지 가능하게 밀봉시키는 단계;
상기 진공필름 백(100)의 내부에 진공을 제공하기 위하여 상기 진공제공용 지그(200)에 진공제공호스(16)를 결합하는 동시에 상기 보강재(10)에 함침을 위한 수지를 공급하기 위하여 상기 수지공급용 지그(300)에 수지공급호스(18)를 결합하는 단계;
상기 진공제공호스(16) 및 진공제공용 지그(200)를 통하여 진공필름 백(100)의 내부에 진공을 제공하는 단계; 및
상기 수지공급호스(18) 및 수지공급용 지그(300)를 통하여 상기 진공필름 백(100)에 내재된 보강재(10)에 수지를 공급하는 단계;
를 포함하고,
상기 진공필름 백(100)의 내부에 제공되는 진공 흡입력에 의하여 상기 보강재(10)에 수지가 점진적으로 함침되어, 보강재(10)와 수지가 결합된 복합재료가 성형되도록 한 것을 특징으로 하는 VARTM을 이용한 복합재료의 성형 방법.
As a method of molding with a molding apparatus for a composite material using the VARTM of claim 1,
Providing a vacuum film bag 100 made of an upper vacuum film 102 and a lower vacuum film 104 that can be bonded to each other;
Providing a vacuum providing jig 200 for providing a vacuum inside the vacuum film bag 100 and a resin supplying jig 300 for supplying a resin;
At the same time, a jig 200 for providing a vacuum is fastened to one side of the vacuum film bag 100 so as to be airtight, and at the same time, a jig for supplying a resin 300 is fastened to the other side of the vacuum film bag 100 so as to be airtight. Step to do;
After embedding the reinforcing material 10 to be impregnated with resin inside the vacuum film bag 100, all sides of the upper vacuum film 102 and the lower vacuum film 104 are bonded to each other to form the inside of the vacuum film bag 100. Sealing the airtightly;
In order to provide a vacuum inside the vacuum film bag 100, a vacuum providing hose 16 is coupled to the vacuum providing jig 200, and at the same time, the resin is used to supply a resin for impregnation into the reinforcing material 10. Coupling the resin supply hose 18 to the supply jig 300;
Providing a vacuum inside the vacuum film bag 100 through the vacuum providing hose 16 and the vacuum providing jig 200; And
Supplying a resin to the reinforcing material 10 embedded in the vacuum film bag 100 through the resin supply hose 18 and the resin supply jig 300;
Including,
VARTM, characterized in that the resin is gradually impregnated into the reinforcing material 10 by the vacuum suction force provided inside the vacuum film bag 100 to form a composite material in which the reinforcing material 10 and the resin are combined. The method of molding composite materials used.
상기 진공필름 백(100)의 내부를 기밀 유지 가능하게 밀봉시키는 단계에서,
상기 상부 진공필름(102)과 하부 진공필름(104)의 그 사방 테두리는 수지 함침 대상의 보강재(10)가 진공필름 백(100) 내에 내재되고, 진공제공용 지그(200)와 수지공급용 지그(300)가 결합된 후에 열융착 방식으로 접합되는 것을 특징으로 하는 VARTM을 이용한 복합재료의 성형 방법.
The method of claim 7,
In the step of sealing the inside of the vacuum film bag 100 to be airtight,
The four rims of the upper vacuum film 102 and the lower vacuum film 104 have a reinforcing material 10 to be impregnated with a resin inside the vacuum film bag 100, and a jig 200 for providing vacuum and a jig for supplying resin (300) A method of forming a composite material using VARTM, characterized in that after bonding is bonded by a thermal fusion method.
상기 보강재(10)와 수지가 결합된 복합재료가 성형된 후, 복합재료의 경화 공정이 더 진행되고;
상기 복합재료의 경화 공정은 오븐 내에서 진행하되, 60~80℃에서 120분 동안 진행하는 경화 공정으로 진행되는 것을 특징으로 하는 VARTM을 이용한 복합재료의 성형 방법.The method of claim 7,
After the reinforcing material 10 and the resin-bonded composite material is molded, the composite material is further cured;
The curing process of the composite material is performed in an oven, but the method of forming a composite material using VARTM, characterized in that the curing process proceeds for 120 minutes at 60 ~ 80 ℃.
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