KR102194789B1 - 분리형 몰드를 이용한 복합재 빔 제조방법 및 이에 의하여 제조된 중공형 복합재 빔 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 복합재 빔 제조방법은, 1차 몰드에 하부 섬유를 적층하고 수지를 주입한 뒤 상기 하부 섬유를 탈형하는 단계, 탈형된 상기 하부 섬유를 분리형 몰드에 적층하고 수지를 주입하는 단계, 분리형 몰드에 상부 섬유를 적층하고 수지를 주입하는 단계 및 분리형 몰드를 제거하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따른 분리형 몰드를 이용한 복합재 빔 제조방법에 의하면, 다양한 배향의 섬유를 유지하면서 중공의 사각 단면을 갖는 빔을 제조할 수 있으며, 이에 의하여 제조된 복합재 빔은 종래의 인발 성형에 의하여 제조된 복합재 빔에 비하여 월등히 향상된 성능을 도모한다.

Description

분리형 몰드를 이용한 복합재 빔 제조방법 및 이에 의하여 제조된 중공형 복합재 빔{COMPOSITE BEAM MANUFACTURING METHOD USING SEPERABLE MOLD AND THE COMPOSITE BEAM THEREOF}

본 발명은 분리형 몰드를 이용한 복합재 빔 제조방법 및 이에 의하여 제조된 중공형 복합재 빔에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 중공형의 사각단면을 가지며 복합재로 이루어진 빔의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 중공형 복합재 빔에 관한 것이다.

탄소섬유 등의 섬유를 사용한 복합재는 고강도성, 경량성의 우수한 성질을 갖기 때문에 자동차, 항공기, 산업용 등 다양한 분야에 활용되고 있다.

예를 들어, 복합재 빔은 차체 전면과 후면에 설치되어 충돌 사고시 충격을 흡수함으로써 운전자와 탑승자를 보호하고 차체 변형을 방지하는 역할을 하는 범퍼 어셈블리의 재료로 사용될 수 있다. 이러한 자동차용 범퍼 어셈블리는 차체 전면과 후면의 하단부 전체를 감싸는 범퍼 커버와, 범퍼 커버의 출렁거림 및 충돌에너지를 흡수하는 에너지 업소버(energy absorber)와, 에너지 업소버의 뒤쪽에 위치되어 충돌로부터 차체를 보호하는 범퍼 빔과, 범퍼 빔을 차체에 고정하고 지지하는 스테이(stay)를 기본 구성으로 하는데, 복합재 빔이 여기에 이용될 수 있다.

종래에는 중공형의 복합재 빔의 제조에 인발 성형을 주로 이용하였다. 인발 성형을 이용해서 복합재 섬유를 제조하는 경우에는 복합재를 이루는 섬유의 배향이 일방향(UD)을 가질 수밖에 없었고, 이에 따라, 복합재 빔의 강도가 저하되는 단점이 있었다.

한국등록특허 제10-1198621B1호 (2012.11.01. 등록)

본 발명은 상술한 종래 제조방식에 따른 단점을 보완하기 위하여, 섬유가 다양한 배향을 유지하면서 중공의 빔을 제조할 수 있는, 분리형 몰드를 이용한 복합재 빔 제조방법 및 이에 의하여 제조된 중공형 복합재 빔을 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합재 빔 제조방법은, 중공형 복합재를 제조하는 복합재 빔 제조방법에 있어서, 1차 몰드에 하부 섬유를 적층하고 수지를 주입한 뒤 상기 하부 섬유를 탈형하는 단계; 탈형된 상기 하부 섬유를 분리형 몰드에 적층하고 수지를 주입하는 단계; 상기 분리형 몰드에 상부 섬유를 적층하고 수지를 주입하는 단계; 및 상기 분리형 몰드를 제거하는 단계;를 포함한다.

그리고, 상기 분리형 몰드를 제거하는 단계는, 상기 분리형 몰드의 분리형 몰드를 중앙 분리 몰드를 제거하는 단계; 상기 분리형 몰드의 상부 분리 몰드에 하방 압력을 가한 뒤 상기 상부 분리 몰드를 제거하는 단계; 및 상기 분리형 몰드의 하부 분리 몰드에 상방 압력을 가한 뒤 상기 하부 분리 몰드를 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 탈형된 상기 하부 섬유를 상기 분리형 몰드에 적층하기 이전에, 상기 하부 섬유의 탈형을 위한 부자재를 상기 분리형 몰드에 장착하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 분리형 몰드는, 중앙 분리 몰드; 상기 중앙 분리 몰드의 상부에 구비되는 상부 분리 몰드; 및 상기 중앙 분리 몰드의 하부에 구비되는 하부 분리 몰드;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 상기 중앙 분리 몰드의 상면 및 하면에는 오일이 도포될 수 있다.

그리고, 상기 중앙 분리 몰드의 측면에는 상기 중앙 분리 몰드를 잡아당기기 위한 손잡이부가 구비될 수 있다.

또한, 상기 분리형 몰드는 중앙 분리 몰드, 상부 분리 몰드 및 하부 분리 몰드로 이루어진 일체형 몰드일 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중공형 복합재 빔은 하부 섬유; 상기 하부 섬유와 결합되는 상부 섬유; 및 상기 상부 섬유와 상기 하부 섬유 사이에 개재되는 수지;를 포함하고, 상기 상부 섬유 및 하부 섬유는 길이 방향으로 연장되고, 'ㄷ'자 형상의 단면을 가지며, 서로 결합된 상태에서 사각 단면의 중공을 갖는 빔을 형성한다.

그리고, 상기 하부 섬유 및 상부 섬유는 다양한 각도로 배향된 섬유로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 분리형 몰드를 이용한 복합재 빔 제조방법에 의하면, 다양한 배향의 섬유를 유지하면서 중공의 사각 단면을 갖는 빔을 제조할 수 있으며, 이에 의하여 제조된 중공형 복합재 빔은 종래의 인발 성형에 의하여 제조된 복합재 빔에 비하여 월등히 향상된 성능을 도모한다.

도 1은 본 발명에 따른 복합재 빔 제조방법의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 2 및 3은 본 발명에 따른 복합재 빔 제조방법에 있어서, 하부 섬유를 성형하는 단계를 도시하는 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 복합재 빔 제조방법에 있어서, 분리형 몰드에 하부 섬유를 장착하는 단계를 도시하는 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 복합재 빔 제조방법에 있어서, 탈형용 부자재를 장착하는 단계를 도시하는 개략도이다.
도 6 및 7은 본 발명에 따른 복합재 빔 제조방법에 있어서, 분리형 몰드에 상부 섬유를 장착하고 수지를 주입하는 단계를 도시하는 개략도이다.
도 8 내지 10은 본 발명에 따른 복합재 빔 제조방법에 있어서, 분리형 몰드를 제거하는 각 단계를 도시하는 개략도이다.
도 11은 본 발명에 따른 복합재 빔 제조방법에 의하여 제조된 복합재 빔을 도시하는 개략도이다.
도 12 내지 14는 본 발명에 따른 복합재 빔 제조방법에 이용되는 분리형 몰드의 개략도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이때, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, 처리 흐름도 도면들의 각 구성과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 구성(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.

또한, 몇 가지 대체 실시예들에서는 구성들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 구성들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 구성들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 복합재 빔 제조방법의 흐름을 나타내는 흐름도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 복합재 빔 제조방법은 1차 몰드에 하부 섬유를 적층하고 수지를 주입한 뒤 상기 하부 섬유를 탈형하는 단계(S110)로 시작한다. 이때, 하부 섬유는 탄소섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 고강도 폴리에틸렌 섬유 등 다양한 섬유 재료로 이루어질 수 있다. 그리고, 1차 몰드에 주입되는 수지는 에폭시, 비닐에스터, 폴리에스터 등의 다양한 수지가 이용될 수 있고, 여기에 충전제, 증점제, 이형제, 착색제, 저수축화제, 경화촉매제 등의 다양한 재료가 배합될 수 있다. 1차 몰드는 스틸(steel)이나 알루미늄 재질로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

탈형된 하부 섬유는 분리형 몰드에 적층된 뒤 다시 수지가 주입된다(S120). 여기서 주입되는 수지 역시 위에서 언급한 수지 재료 중 어느 하나, 혹은 둘 이상의 수지의 혼합물일 수 있을 것이다.

이후, 분리형 몰드에 상부 섬유를 적층한 뒤 수지를 주입한다(S120). 여기서 주입되는 수지 역시 위에서 언급한 수지 재료 중 어느 하나, 혹은 둘 이상의 수지의 혼합물일 수 있을 것이다.

이후, 분리형 몰드를 분리하는 단계(S140)를 거쳐 최종적으로 복합재 빔이 형성된다.

이때, 분리형 몰드는 중앙 분리 몰드, 중앙 분리 몰드의 상부에 구비되는 상부 분리 몰드, 중앙 분리 몰드의 하부에 구비되는 하부 분리 몰드로 구성되며, 분리형 몰드를 분리하는 단계(S140)는 상기 분리형 몰드의 해체 순서에 따라 3단계로 이루어진다. 분리형 몰드는 스틸(steel)이나 알루미늄 재질로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

먼저, 분리형 몰드의 중앙 분리 몰드를 제거한다(S141). 중앙 분리 몰드가 제거된 분리형 몰드는 상하부에 구비된 상부 분리 몰드와 하부 분리 몰드만 잔존하며, 상부 분리 몰드에 하방 압력을 가하여 상부 분리 몰드를 하방으로 이동시키뒤 서서히 상부 분리 몰드를 제거하고(S142), 마지막으로 하부 분리 몰드에 상방 압력을 가하여 하부 분리 몰드를 상방으로 이동시키는 방식으로 상부 분리 몰드를 제거한다(S143).

이와 같이, 분리형 몰드가 중앙 분리 몰드, 상부 분리 몰드 및 하부 분리 몰드로 구성된 일체형 몰드이지만, 용이하게 해체되고 제거될 수 있기 때문에 복합재 빔을 형성하기 용이해진다.

이와 같은 방식으로 제조된 복합재 빔은 중공형의 사각 단면을 가질 수 있고, 하부 섬유 및 상부 섬유의 섬유 배향 각도를 일방향이 아닌 다방향으로 할 수 있다는 장점이 있다.

상술의 설명에 있어서, 1차 몰드 및 분리형 몰드의 형상 및 모양에 따라 복합재 빔에 형성된 중공의 단면 형상이 결정된다. 사각형 단면을 갖는 중공이 형성된 빔을 제조하고자 한다면, 1차 몰드 및 분리형 몰드를 직육면체로 형성하는 것이 바람직하다. 그 외의 단면 형상(삼각, 오각 등)을 이루고자 하는 경우에는 1차 몰드 및 분리형 몰드의 형상을 적절히 변형시키면 된다.

한편, 분리형 몰드를 용이하게 제거하기 위하여, 탈형된 상기 하부 섬유를 상기 분리형 몰드에 적층하기 이전에, 하부 섬유의 탈형을 위한 부자재를 상기 분리형 몰드에 장착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 다만, 분리형 몰드의 구조만으로도 탈형이 용이하기 때문에 부자재를 장착하는 단계는 생략되어도 무방하다.

이하에서는, 도 2 내지 도 11을 참조하면서, 위에서 설명한 복합재 빔 제조방법의 각 단계를 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 2 및 3은 본 발명에 따른 복합재 빔 제조방법에 있어서, 하부 섬유를 성형하는 단계를 도시하는 개략도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 1차 몰드(10)에 하부 섬유(1)가 적층된 뒤 그 사이에 수지가 주입된다. 하부 섬유(1)는 탄소섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 고강도 폴리에틸렌 섬유 등 다양한 섬유 재료로 이루어질 수 있다. 그리고, 1차 몰드에 주입되는 수지는 열가소성 수지, 열경화성 수지 등의 다양한 수지가 이용될 수 있고, 여기에 충전제, 증점제, 이형제, 착색제, 저수축화제, 경화촉매제 등의 다양한 재료가 배합될 수 있다.

이후, 하부 섬유(1)와 수지가 경화되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 1차 몰드(10)를 제거한다. 1차 몰드(10)의 형상은 직육면체이기 때문에 하부 섬유(1)는 사각 단면의 개구를 갖는 'ㄷ'자 모양으로 성형된다.

도 4는 본 발명에 따른 복합재 빔 제조방법에 있어서, 분리형 몰드에 하부 섬유를 장착하는 단계를 도시하는 개략도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 탈형된 하부 섬유(1)는 분리형 몰드(20)에 적층된다. 분리형 몰드(20)는 중앙 분리 몰드(21), 상부 분리 몰드(23) 및 하부 분리 몰드(22)로 구성된 일체형 몰드로서, 상부 섬유가 형성된 뒤 용이하게 탈형될 수 있는 구조를 갖는다.

탈형된 하부 섬유(1)가 분리형 몰드(20)에 적층되면, 다시 수지(3)가 주입된다.여기서 주입되는 수지(3) 역시 위에서 언급한 수지 재료 중 어느 하나, 혹은 둘 이상의 수지의 혼합물일 수 있을 것이다.

다만, 다른 실시예에서는, 수지(3)가 주입되기 전에 탈형용 부자재가 분리형 몰드(20)에 장착될 수 있다. 도 5는 본 발명에 따른 복합재 빔 제조방법에 있어서, 탈형용 부자재를 장착하는 단계를 도시하는 개략도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 분리형 몰드(20)의 주위에 탈형의 용이성을 향상시키기 위한 탈형용 부자재(30)가 먼저 장착될 수 있으나, 그 과정이 생략되어도 무방하다. 다만, 이하의 설명에서는, 설명의 구체화를 위하여 탈형용 부자재(30)가 장착된 것으로 상정하여 설명하기로 한다.

도 6 및 7은 본 발명에 따른 복합재 빔 제조방법에 있어서, 분리형 몰드에 상부 섬유를 장착하고 수지를 주입하는 단계를 도시하는 개략도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 하부 섬유(1)가 장착되고, 주위에 탈형용 부자재(30)가 장착된 분리형 몰드(20)에 상부 섬유(2)를 적층한다. 상부 섬유(2)도 하부 섬유(1)와 동일한 재료로 이루어지는 것이 바람직하지만, 경우에 따라서는 상이한 재료가 이용될 수도 있다. 상부 섬유(2)의 장착 후 수지(3)가 주입되며, 여기에 주입되는 수지도 하부 섬유(1) 장착 후에 주입되는 수지와 동일한 재료로 이루어지는 것이 바람직하지만, 경우에 따라서는 상이한 재료가 이용될 수도 있다.

도 8 내지 10은 본 발명에 따른 복합재 빔 제조방법에 있어서, 분리형 몰드를 제거하는 각 단계를 도시하는 개략도이다.

먼저, 도 8에 도시된 바와 같이, 탈형용 부자재가 먼저 제거되고 분리형 몰드(20)의 중앙 분리 몰드(21)가 먼저 제거된다. 다만, 탈형용 부자재가 장착되지 않은 경우에는 탈형용 부자재를 제거하는 단계가 생략될 것이다.

이후, 도 9에 도시된 바와 같이, 상부 분리 몰드(23)에 하방 압력을 가하여 하방으로 이동시킨 뒤에 상부 분리 몰드(23)를 제거한다. 상부 분리 몰드(23)에 가하는 하방 압력은 반드시 물리적인 힘일 필요는 없다. 즉, 액추에이터 등을 통한 물리적인 힘일 수도 있으나, 기설정된 시간 동안 놓아둠으로써 중력에 의하여 가해지는 하방 압력을 포함한다.

마지막으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 하부 분리 몰드(22)에 상방 압력을 가하여 상방으로 이동시킨 뒤에 하부 분리 몰드(22)를 제거한다. 하부 분리 몰드(22)에 가하는 상방 압력 역시 반드시 물리적인 힘일 필요는 없다. 즉, 몰드가 삽입된 상태에서 거꾸로 뒤집어 기설정된 시간 동안 놓아둠으로써 중력에 의하여 가해지는 압력을 포함한다. 여기서, 말하는 '상방'이라는 표현 역시 원래 위치에서 보면 '위를 향하는 방향'일 수 있으나, 몰드체를 거꾸로 뒤집은 상태에서는 '상방'이라는 표현이 '아래를 향하는 방향'으로 해석될 수 있을 것이다.

또한, 하부 분리 몰드(22)와 상부 분리 몰드(23)의 제거 순서는 서로 바뀌어도 무방하다. 다시 말해, 하부 분리 몰드(22)를 먼저 제거한 뒤 상부 분리 몰드(23)가 제거되는 것이 바람직하다. 다만, 어느 경우에도 중앙 분리 몰드(21)는 먼저 제거되는 것이 바람직하다.

도 11은 본 발명에 따른 복합재 빔 제조방법에 의하여 제조된 중공형 복합재 빔을 도시하는 개략도이다.

1차 몰드(10) 및 분리형 몰드(20)가 직육면체 형상을 가지므로, 최종적으로 제조되는 복합재 빔 역시 사각 단면의 중공을 갖게 된다. 이때, 하부 섬유(1) 및 상부 섬유(2)의 섬유 배향은 각 섬유의 장착시에 결정되기 때문에 다양한 배향을 가질 수 있다.

도 11에 도시된 중공형 복합재 빔은 하부 섬유(1), 상부 섬유(2) 및 그 사이에 개재되는 수지(3)를 포함한다. 하부 섬유(1)와 상부 섬유(2)는 1차 몰드에 의하여 성형되며, 길이 방향으로 연장되고, 'ㄷ'자 형상의 단면을 가지도록 제조된다. 그리고, 서로 결합된 상태에서는 사각 단면의 중공을 갖는 빔을 형성하게 된다.

이때, 하부 섬유(1) 및 상부 섬유(2)는 다양한 각도로 배향된 섬유로 이루어질 수 있다. 즉, 종래의 인발 성형을 통해 제작되는 경우 섬유가 일방향(UD)으로만 구성되는 것에 반하여, 본 발명에 따른 중공형 복합재 빔은 분리형 몰드를 이용함으로써 하부 섬유(1) 및 상부 섬유(2)가 배향 각도가 복합적으로 이루어진 섬유로 이루어질 수 있다.

도 12 내지 14는 본 발명에 따른 복합재 빔 제조방법에 이용되는 분리형 몰드의 개략도이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 분리형 몰드(20)는 가운데에 중앙 분리 몰드(21)가 배치되고, 그 상부 및 하부에 각각 상부 분리 몰드(23)와 하부 분리 몰드(22)가 배치된다. 위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 복합재 빔 제조방법은 중앙 분리 몰드(21)가 먼저 제거된다. 이를 용이하게 하기 위하여, 상부 분리 몰드(23)와 중앙 분리 몰드(21)가 접하는 면과, 하부 분리 몰드(22)와 중앙 분리 몰드(21)가 접하는 면에 오일(25)이 도포되어 있을 수 있다. 이에 따라 중앙 분리 몰드(21)의 마찰력이 감소하여 중앙 분리 몰드(21)를 쉽게 빼낼 수 있다.

특히, 도 13에 도시된 바와 같이, 중앙 분리 몰드(21)의 측면에는 손잡이부(24)가 구비된다. 사용자가 손잡이부(24)를 잡고 당기면, 도 14에 도시된 바와 같이, 중앙 분리 몰드(21)가 쉽게 빠져나온다. 여기서, 오일(25)이 도포되어 있기 때문에 마찰력이 감소하여 중앙 분리 몰드(21)가 용이하게 제거될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 분리형 몰드(20)는 중앙 분리 몰드(21), 상부 분리 몰드(23) 및 하부 분리 몰드(22)는 일체형으로 구비된다.

기존의 인발 성형을 통해 제작되던 사각단면 복합재 빔은 제작 공법의 한계로 일방향의 섬유만으로 구성되어 있어 섬유와 직각방향에 대한 하중에 취약하여 다양한 각도를 갖는다. 반면, 본 발명은 인퓨전 공법을 적용하여 다양한 각도의 사각단면 복합재 빔을 제작한다. 이때 인퓨전 공법은 중공형 구조물의 경우에 제품을 몰드에서 탈형하기 어렵다는 단점을 분리형 몰드를 적용함으로서 제작 가능하도록 하는 것이다.

본 발명은 기존의 인발 성형이 가지는 섬유 구조의 일방향성과 그로인한 방향성에 따른 하중의 취약점, 구조물의 중량 증가, 적용의 한계를 극복할 수 있다. 인퓨전 성형 공법은 섬유의 각도층을 2AX, 3AX 등 다양하게 배치할 수 있어 구조물의 방향성에 따른 하중의 취약점을 개선하고 그에 따라 구조물의 과도한 두께를 줄여 중량을 저감하고 하중에 다양하게 적용되는 제품군에도 적용가능하도록 한다. 다만 인퓨전 성형 공법은 중공형의 구조물인 경우 몰드에서 제품을 탈형하는 것이 매우 어려워 중공형 구조물 제작에는 부적합한 공법이다. 이를 해결하고자, 본 발명은 설명하는 분리형 몰드를 적용하여 몰드의 제품의 탈형을 용이하게 하여 인퓨전 공법을 적용한 중공형의 사각단면 복합재 빔을 제작한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 하부 섬유
2: 상부 섬유
3: 수지
10: 1차 몰드
20: 분리형 몰드
21: 중앙 분리 몰드
22: 하부 분리 몰드
23: 상부 분리 몰드
24: 손잡이부

Claims (9)

1. 중공형 복합재를 제조하는 복합재 빔 제조방법에 있어서,
   1차 몰드에 하부 섬유를 적층하고 수지를 주입한 뒤 상기 하부 섬유를 탈형하는 단계;
   탈형된 상기 하부 섬유를 분리형 몰드에 적층하고 수지를 주입하는 단계;
   상기 분리형 몰드에 상부 섬유를 적층하고 수지를 주입하는 단계; 및
   상기 분리형 몰드를 제거하는 단계;를 포함하고,
   상기 분리형 몰드는,
   중앙 분리 몰드;
   상기 중앙 분리 몰드의 상부에 구비되는 상부 분리 몰드; 및
   상기 중앙 분리 몰드의 하부에 구비되는 하부 분리 몰드;를 포함하는 복합재 빔 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 분리형 몰드를 제거하는 단계는,
   상기 중앙 분리 몰드를 제거하는 단계;
   상기 상부 분리 몰드에 하방 압력을 가한 뒤 상기 상부 분리 몰드를 제거하는 단계; 및
   상기 하부 분리 몰드에 상방 압력을 가한 뒤 상기 하부 분리 몰드를 제거하는 단계;를 포함하는 복합재 빔 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   탈형된 상기 하부 섬유를 상기 분리형 몰드에 적층하기 이전에,
   상기 하부 섬유의 탈형을 위한 부자재를 상기 분리형 몰드에 장착하는 단계;를 더 포함하는 포함하는 복합재 빔 제조방법.
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5. 제1항에 있어서,
   상기 중앙 분리 몰드의 상면 및 하면에는 오일이 도포되는 복합재 빔 제조방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 중앙 분리 몰드의 측면에는 상기 중앙 분리 몰드를 잡아당기기 위한 손잡이부가 구비되는 복합재 빔 제조방법.
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