KR102197616B1 - 3D profiled beam preforms in which the thickness direction fibers are continuously reinforced and a method for manufacturing the same - Google Patents

3D profiled beam preforms in which the thickness direction fibers are continuously reinforced and a method for manufacturing the same Download PDF

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Abstract

두께 방향의 섬유가 프리폼 전체 두께를 관통하여 하나의 직교결속층을 갖는 일체형 평판 프리폼부; 및 상기 일체형 평판 프리폼부에 접하고, 두께 방향의 섬유가 프리폼 일부 두께를 관통하여 복수의 직교결속층을 갖는 분리형 평판 프리폼부를 포함하는 준정형 프로파일 빔 프리폼이 개시된다. 본 발명의 일 측면에서 제공되는 준정형 프로파일 빔 프리폼은, 직교결속 방식에 의하여 제조되어 경사(warp)와 위사(weft)의 간격을 최소화함으로써 치밀한 구성을 가지는 효과가 있다.An integrated flat preform part having one orthogonal bonding layer through which fibers in the thickness direction pass through the entire thickness of the preform; And a separable flat plate preform part having a plurality of orthogonal bonding layers in contact with the integrated flat plate preform part and a fiber in a thickness direction penetrating a part of the thickness of the preform. The semi-structured profile beam preform provided in one aspect of the present invention is manufactured by an orthogonal bonding method to minimize the spacing between warp and weft, thereby having a compact configuration.

Description

두께 방향 섬유가 연속적으로 보강된 3D 프로파일 빔 프리폼 및 이의 제조 방법 {3D profiled beam preforms in which the thickness direction fibers are continuously reinforced and a method for manufacturing the same}{3D profiled beam preforms in which the thickness direction fibers are continuously reinforced and a method for manufacturing the same}

본 발명은 두께 방향 섬유가 연속적으로 보강된 3D 프로파일 빔 프리폼 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 두께 방향의 섬유를 프리폼 전체 두께 혹은 일부 두께를 관통하도록 하고 두께의 일부분만 관통된 부분은 분기되도록 하여 제조된 다양한 단면의 준정형(near-net-shape) 프리폼 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a 3D profile beam preform in which thickness direction fibers are continuously reinforced and a method of manufacturing the same, and more particularly, a fiber in the thickness direction is made to penetrate the entire thickness or a part of the preform, and a portion through which only a part of the thickness is penetrated is It relates to a near-net-shape preform of various cross-sections manufactured to be branched and a method of manufacturing the same.

항공기나 자동차 부품에 사용되고 있는 적층 복합재는 면내 특성은 우수하나 두께 방향의 섬유 보강이 되지 않기 때문에 두께 방향 특성은 떨어지는 단점이 있다. 이런 문제를 해결하기 위하여 다양한 3차원 (3D, 3-Dimensional) 기술이 개발되고 있다. 이 중 3D weaving 기술에 중요하게 고려되고 있는데, 그 이유는 2D weaving 기술의 다양성과 유용성으로부터 3D 기술로 확장하기 용이하다는 점이다. 3D weaving 기술은 두께 방향으로 섬유 연속성을 줄 수 있기 때문에 복잡한 프로파일인 T section, Pi section 및 wing root-fitting 등의 기계적 특성을 향상시킬 수 있다. 즉, 기존의 적층 복합재 경우에는 T section 의 경우 보통 패널 부재와 빔 부재를 접착하여 구조 일체화를 하는데 이 경우 두 부재 간에는 섬유 보강이 되지 않고 수지로만 연결되어 있어서 구조적으로 취약하다. 그러나 3D 프리폼 기술을 적용하면 섬유 단절이 없이 두 부재가 섬유로 연결되어 있기 때문에 구조 강도가 향상되며 near-net 형상이 가능하기 때문에 대량 직조 기술이 개발된다면 제조 시간도 단축될 수 있다.Laminated composites used in aircraft and automobile parts have excellent in-plane characteristics, but have a disadvantage in that the thickness direction characteristics are inferior because fiber reinforcement in the thickness direction is not possible. To solve this problem, various 3D (3-Dimensional) technologies are being developed. Among these, 3D weaving technology is considered important, because it is easy to expand to 3D technology from the diversity and usefulness of 2D weaving technology. Since 3D weaving technology can give fiber continuity in the thickness direction, it can improve mechanical properties such as T section, Pi section, and wing root-fitting, which are complex profiles. In other words, in the case of conventional laminated composites, in the case of the T section, the panel member and the beam member are usually bonded to form an integral structure. In this case, fiber reinforcement is not provided between the two members, but only resin is connected, so structurally weak. However, when the 3D preform technology is applied, the structural strength is improved because the two members are connected by fibers without fiber breakage, and the near-net shape is possible, so if mass weaving technology is developed, the manufacturing time can be shortened.

3D weaving 직조에 의한 프리폼은 (i) 3D weaving 기계에 의한 제조 방법과 (ii) 2D weaving 기계에 의한 제조 방법이 있다. 3D weaving 기계는 현재 개발 중이거나 몇몇 업체나 연구기관에서 자체 제작한 실험실 규모의 장비이며 상업적으로 시장에 나와 있지 않다. 반면에 2D weaving 기계는 일반적으로 2D Loom 이라고 알려진 기계로서 상업적으로 나와 있으며 이 장비를 활용하면 원하는 구조의 3D 프리폼을 경제적으로 손쉽게 제조할 수 있다. Preforms by 3D weaving weaving include (i) a manufacturing method using a 3D weaving machine and (ii) a manufacturing method using a 2D weaving machine. 3D weaving machines are currently under development or are self-made laboratory-scale equipment by several companies or research institutes and are not commercially available on the market. On the other hand, 2D weaving machines are generally commercially available as machines known as 2D Loom, and if this equipment is used, 3D preforms with desired structures can be manufactured economically and easily.

Weaving에 의해 직조된 직물은 그 길이 방향의 경사(warp)와 이와 직각을 이루는 폭 방향의 위사(fill 혹은 weft) 의 두 방향의 섬유로 이루어져 있다. Loom은 섬유에서 직물로 만들어지는 순서에 따라 개구(shedding), 위입(filling insertion), 바디침(beat-up) 및 권취(take-up)의 4가지 기능으로 나뉜다. 도 1은 Loom의 기본적인 기능과 각각의 구조를 도식적으로 보인 것이다.The fabric woven by weaving consists of fibers in two directions: a warp in the longitudinal direction and a fill or weft in the width direction perpendicular thereto. Loom is divided into four functions: shedding, filling insertion, beat-up, and take-up according to the order in which fibers are made into fabric. 1 schematically shows the basic functions and structures of Loom.

Weaving의 기본적인 기계 동작을 설명하면 다음과 같다. 개구란 경사가 관통하는 종광틀(harness)를 상하 운동시켜 일련의 경사 사이의 간격을 만들어 줌으로써 위사가 삽입되도록 하는 과정이다. 경사는 실제로 종광틀(harness) 내부의 종광(heddle)을 관통하게 되는데, 이 종광은 일종의 와이어로서 그 중간에 루프가 형성된 것이다. 개구가 일어나면 위사를 가진 셔틀이 경사 사이를 지나면서 폭 방향으로 관통하게 된다. 이렇게 하여 엮어진 경사 및 위사는 권취 운동을 거치게 되는데 여기에서는 빗과 같은 형상의 리드를 앞뒤로 이동하여 섬유다발을 압착시키면서 직물을 형성한다. 바디침이 끝나면 직조된 직물은 롤러에 감기어(권취 운동) 다음 직조 작업이 계속되도록 하며, 이러한 4가지 작업을 계속 반복함으로써 원하는 길이만큼의 직물이 제조된다. The basic mechanical operation of weaving is as follows. The opening is a process in which the weft thread is inserted by making a gap between a series of warps by vertically moving a harness through which the warp passes. The warp actually passes through the heald inside the harness, which is a kind of wire and a loop is formed in the middle. When the opening occurs, the shuttle with the weft yarn passes between the warp and penetrates in the width direction. The warp and weft yarns woven in this way go through a winding motion. Here, a reed in a shape like a comb is moved back and forth to form a fabric while compressing the fiber bundle. When the body needle is finished, the woven fabric is wound on a roller (winding motion) so that the next weaving operation is continued, and the fabric of the desired length is manufactured by repeating these four operations continuously.

예를 들어, 비특허문헌 "ECCM15-15TH EUROPEAN CONFERENCE ON COMPOSITE MATERIALS, Venice, Italy, 24-28 June 2012"의 경우 3차원 직조 방식으로서 angle interlock, orthogonal 및 layer to layer 방식에 대하여 개시하고 있다. For example, the non-patent document "ECCM15-15TH EUROPEAN CONFERENCE ON COMPOSITE MATERIALS, Venice, Italy, 24-28 June 2012" discloses angle interlock, orthogonal and layer to layer methods as a three-dimensional weaving method.

또한, 대한민국 등록특허 제10-0891474호는 본 발명은 미세단위구조(unit cell) 크기를 갖는 3D 직교직조물의 연속직조방법 및 연속직조장치에 관한 것으로, X축-Y축 직교평면에 대해 수직인 Z축 방향으로, 복수 개의 Z축 로드가 상기 X축-Y축 직교평면상에 등간격으로 배치되는 3D 직조장치에 있어서, 복수 개의 Z축 로드 사이마다 하나씩 삽입되어, 상기 X축-Y축 직교평면의 어느 한 축(軸)을 따라 왕복이 동하는 복수 개의 직선형 레피어; 및 상기 직선형 레피어에 대하여 수직인 방향으로, 상기 복수 개의 Z축 로드 사이마다 하나씩 삽입되어, 상기 X축-Y축 직교평면의 다른 한 축(軸)을 따라 왕복 이동하는 복수 개의 ㄷ형 레피어; 를 포함하여 이루어지고, 상기 직선형 레피어는, 길이방향의 양 단부에 각각 형성되는 걸이홈(21)과, 길이방향의 중앙 지점에 형성되는 섬유인출홈을 구비하고 있으며, 상기 ㄷ형 레피어는, 일단측(一端側)에 걸이홈이 형성된 측판부와, 상기 측판부의 타단측(他端側)의 상측으로부터 제1 설정길이(L1)만큼 수평방향으로 뻗되 상기 걸이홈에 대응되는 걸이홈이 자유단부(free end)에 형성된 상판부와, 상기 타단측의 하측으로부터 상기 제1 설정길이의 50% 길이에 해당하는 제2 설정길이(L2)만큼 수평방향으로 뻗되 섬유인출홈이 자유단부에 형성된 하판을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 3D 직교직조물의 연속직조장치에 대하여 개시하고 있다.In addition, Korean Patent Registration No. 10-0891474 relates to a continuous weaving method and a continuous weaving apparatus for a 3D orthogonal fabric having a unit cell size, and the present invention is perpendicular to the X-axis orthogonal plane. In a 3D weaving apparatus in which a plurality of Y-axis rods are arranged at equal intervals on the X-axis orthogonal plane in the Y-axis direction, one is inserted between the plurality of Y-axis rods, and the X-axis-Y-axis orthogonal A plurality of linear rapiers reciprocating along any one axis of the plane; And a plurality of c-type rapiers which are inserted one by one for each of the plurality of x-axis rods in a direction perpendicular to the linear rapier, and reciprocate along the other axis of the x-axis orthogonal plane. The linear rapier includes hook grooves 21 formed at both ends in the longitudinal direction, respectively, and a fiber withdrawal groove formed at a central point in the longitudinal direction, and the C-type rapier, A side plate portion with a hook groove formed on one end side and a hook groove corresponding to the hook groove extending horizontally from the upper side of the other end side of the side plate by a first set length (L1) are free. An upper plate formed at the free end, and a lower plate extending in a horizontal direction by a second set length L2 corresponding to 50% of the first set length from the lower side of the other end, and the fiber drawing groove formed at the free end. Disclosed is a continuous weaving apparatus for a 3D orthogonal weaving fabric characterized in that it is provided.

다만, 본 발명의 발명자들은 구조적으로 취약하지 않도록 치밀한 제작이 가능하면서도 원하는 위치에서 분기할 수 있도록 하는 직조 기술에 대한 연구를 수행한 결과 본 발명을 완성하였다.However, the inventors of the present invention completed the present invention as a result of conducting a study on a weaving technique that enables a detailed fabrication so as not to be structurally vulnerable, and allows branching at a desired position.

대한민국 등록특허 제10-0891474호Korean Patent Registration No. 10-0891474

JETAVAT, D. 외, "3D WEAVING OF NEAR NET PREFORMS3D WEAVING OF NEAR NET PREFORMS", ECCM15-15TH EUROPEAN CONFERENCE ON COMPOSITE MATERIALS, Venice, Italy, 24-28 June 2012. JETAVAT, D. et al, "3D WEAVING OF NEAR NET PREFORMS", ECCM15-15TH EUROPEAN CONFERENCE ON COMPOSITE MATERIALS, Venice, Italy, 24-28 June 2012.

본 발명의 일 측면에서의 목적은 일체형 평판 프리폼부 및 분리형 평판 프리폼부를 포함하는 준정형 프로파일 빔 프리폼을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a semi-structured profile beam preform including an integrated flat plate preform and a separate flat plate preform.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에서In order to achieve the above object, in one aspect of the present invention

두께 방향의 섬유가 프리폼 전체 두께를 관통하여 하나의 직교결속층을 갖는 일체형 평판 프리폼부; 및 상기 일체형 평판 프리폼부에 접하고, 두께 방향의 섬유가 프리폼 일부 두께를 관통하여 복수의 직교결속층을 갖는 분리형 평판 프리폼부;를 포함하는 준정형 프로파일 빔 프리폼을 제공한다.An integrated flat preform part having one orthogonal bonding layer through which fibers in the thickness direction pass through the entire thickness of the preform; And a separable flat plate preform having a plurality of orthogonal bonding layers by contacting the integrated flat plate preform and passing through a portion of the thickness of the preform.

또한, 본 발명의 다른 측면에서In addition, in another aspect of the present invention

직교결속 방식으로 준정형 프로파일 빔 프리폼을 제조하는 방법이되, 두께 방향의 섬유가 프리폼 전체 두께를 관통하도록 하여 하나의 직교결속층을 갖는 일체형 평판 프리폼부를 형성하는 단계; 상기 일체형 평판 프리폼부에 접하여, 두께 방향의 섬유가 프리폼 일부 두께를 관통하여 복수의 직교결속층을 갖는 분리형 평판 프리폼부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 준정형 프로파일 빔 프리폼의 제조방법을 제공한다.A method of manufacturing a semi-structured profile beam preform in an orthogonal bonding method, comprising: forming an integral flat preform portion having one orthogonal bonding layer by allowing fibers in a thickness direction to penetrate the entire thickness of the preform; Providing a method for manufacturing a semi-structured profile beam preform comprising the step of forming a separate flat plate preform having a plurality of orthogonal bonding layers by contacting the integrated flat plate preform and passing through a portion of the thickness of the preform in a thickness direction. do.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에서 경사(warp), 종광(heddle), 종광틀(harness), 바디(reed), 및 셔틀(shuttle)을 포함하고, 상기 바디는 두께 방향의 섬유와 그 이외의 경사가 이격되도록 하기 위한 추가적인 살(reed wire)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 준정형 프로파일 빔 프리폼 제조장치를 제공한다.In addition, in another aspect of the present invention, a warp, a heald, a harness, a reed, and a shuttle are included, and the body includes fibers in the thickness direction and other It provides a semi-structured profile beam preform manufacturing apparatus, characterized in that it further comprises an additional reed wire for allowing the slope to be spaced apart.

본 발명의 일 측면에서 제공되는 준정형 프로파일 빔 프리폼은, 직교결속 방식에 의하여 제조되어 경사(warp)와 위사(weft)의 간격을 최소화함으로써 치밀한 구성을 가지는 효과가 있다.The semi-structured profile beam preform provided in one aspect of the present invention is manufactured by an orthogonal bonding method to minimize the spacing between warp and weft, thereby having a compact configuration.

또한, 본 발명의 다른 측면에서 제공되는 준정형 프로파일 빔 프리폼 제조방법은 다른 직조방식과는 달리, 전체 두께를 지나는 경사에 의해 직조되지 못하는 부분 없이 모든 부분이 직조 가능한 효과가 있다.In addition, the method of manufacturing a semi-structured profile beam preform provided in another aspect of the present invention has an effect that, unlike other weaving methods, all parts can be woven without a part that cannot be woven due to the inclination passing through the entire thickness.

도 1은 일반적인 제직 장치인 Loom의 기본적인 구조에 대한 모식도이고,
도 2는 3차원 직조를 위한 방법들을 나타내는 단면 모식도로서, (a)는 직교결속 방식, (b)는 layer to layer 방식, (c)는 through-the-thickness 방식을 나타내는 모식도이고,
도 3은 3차원 직조를 위한 방법들을 나타내는 입체 모식도로서, (a)는 직교결속 방식, (b)는 layer to layer 방식, (c)는 through-the-thickness 방식을 나타내는 모식도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 직교결속 방법을 나타내는 단면 모식도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 직교결속 방법을 위한 리프팅 도표이고,
도 6은 π형 빔 형상을 나타내는 모식도이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 평판 프리폼 및 분리형 평판 프리폼을 포함하는 준정형 프로파일 빔 프리폼 제조를 위한 프리폼의 길이 방향의 측면 단면의 모식도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 평판 프리폼 및 분리형 평판 프리폼을 포함하는 준정형 프로파일 빔 프리폼 제조를 위한 리프팅 도표이고,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 π형 빔 프리폼 제조를 위한 프리폼의 길이 방향의 측면 단면의 모식도이고,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 π형 빔 제조를 위해 제조된 프리폼 형상 및 제조된 π형 빔을 타내는 모식도이고,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 π형 빔 사진이고,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 X형 빔 사진이고,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 T형 빔 제조를 위해 제작된 프리폼 형상 및 제조된 T형 빔을 타내는 모식도이고,
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 T형 빔 사진이고,
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 H형 빔 제조를 위해 제작된 프리폼 형상 및 제조된 H형 빔을 타내는 모식도이고,
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 H형 빔 사진이고,
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 평판 프리폼 및 분리형 평판 프리폼을 포함하는 준정형 프로파일 빔 프리폼 제조에 있어서, 바디(reed) 내부의 구조 및 경사(warp)의 배치를 나타내는 일 예의 모식도이다.
1 is a schematic diagram of the basic structure of a general weaving device Loom,
2 is a schematic cross-sectional view showing methods for three-dimensional weaving, where (a) is an orthogonal binding method, (b) is a layer to layer method, and (c) is a schematic diagram showing a through-the-thickness method,
3 is a three-dimensional schematic diagram showing methods for three-dimensional weaving, where (a) is an orthogonal binding method, (b) is a layer to layer method, and (c) is a schematic diagram illustrating a through-the-thickness method,
4 is a schematic cross-sectional view showing an orthogonal binding method according to an embodiment of the present invention,
5 is a lifting diagram for an orthogonal binding method according to an embodiment of the present invention,
6 is a schematic diagram showing a shape of a π-shaped beam,
7 is a schematic view of a side cross-section in the longitudinal direction of a preform for manufacturing a semi-structured profile beam preform including an integrated flat plate preform and a separate flat plate preform according to an embodiment of the present invention,
8 is a lifting diagram for manufacturing a semi-structured profile beam preform including an integrated flat plate preform and a separate flat plate preform according to an embodiment of the present invention,
9 is a schematic diagram of a side cross-section in the longitudinal direction of a preform for manufacturing a π-shaped beam preform according to an embodiment of the present invention,
10 is a schematic diagram showing a preform shape manufactured for manufacturing a π-shaped beam and a manufactured π-shaped beam according to an embodiment of the present invention,
11 is a photograph of a π-type beam manufactured according to an embodiment of the present invention,
12 is an X-shaped beam photograph manufactured according to an embodiment of the present invention,
13 is a schematic diagram showing a preform shape manufactured for manufacturing a T-beam and a manufactured T-beam according to an embodiment of the present invention,
14 is a photograph of a T-beam manufactured according to an embodiment of the present invention,
15 is a schematic diagram showing a preform shape manufactured for manufacturing an H-beam and a manufactured H-beam according to an embodiment of the present invention,
16 is a photograph of an H-beam manufactured according to an embodiment of the present invention,
FIG. 17 is a schematic diagram of an example showing a structure inside a reed and an arrangement of warp in manufacturing a semi-structured profile beam preform including an integrated flat plate preform and a separate flat plate preform according to an embodiment of the present invention .

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by an expert skilled in the art to which the present invention belongs.

본 발명의 일 측면에서의 목적은 일체형 평판 프리폼 및 분리형 평판 프리폼을 포함하는 준정형 프로파일 빔 프리폼을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a semi-structured profile beam preform including an integrated flat plate preform and a separate flat plate preform.

이를 위하여 발명자들은 두께 방향의 섬유가 프리폼 전체 두께를 관통하여 하나의 직교결속층을 갖는 일체형 평판 프리폼부; 및 상기 일체형 평판 프리폼부에 접하고, 두께 방향의 섬유가 프리폼 일부 두께를 관통하여 복수의 직교결속층을 갖는 분리형 평판 프리폼부;를 포함하는 준정형 프로파일 빔 프리폼을 개발하였다.To this end, the inventors include an integrated flat plate preform having one orthogonal bonding layer through which fibers in the thickness direction penetrate the entire thickness of the preform; And a separable flat plate preform part having a plurality of orthogonal bonding layers in contact with the integrated flat plate preform part and having a plurality of orthogonal bonding layers through which fibers in the thickness direction pass through a portion of the preform thickness.

또한, 본 발명의 다른 측면에서의 목적은 준정형 프로파일 빔 프리폼 제조방법을 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semi-structured profile beam preform.

이를 위하여 발명자들은 직교결속 방식으로 준정형 프로파일 빔 프리폼을 제조하는 방법이되, 두께 방향의 섬유가 프리폼 전체 두께를 관통하도록 하여 하나의 직교결속층을 갖는 일체형 평판 프리폼부를 형성하는 단계; 상기 일체형 평판 프리폼부에 접하여, 두께 방향의 섬유가 프리폼 일부 두께를 관통하여 복수의 직교결속층을 갖는 분리형 평판 프리폼부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 준정형 프로파일 빔 프리폼의 제조방법을 개발하였다.To this end, the inventors provide a method of manufacturing a semi-structured profile beam preform in an orthogonal bonding method, the steps of forming an integrated flat preform part having one orthogonal bonding layer by allowing fibers in the thickness direction to penetrate the entire thickness of the preform; Development of a method for manufacturing a semi-structured profile beam preform comprising the step of forming a separate flat plate preform having a plurality of orthogonal bonding layers by contacting the integrated flat plate preform part and passing through a portion of the thickness of the preform in a thickness direction I did.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에서의 목적은 상기 준정형 프로파일 빔 프리폼 제조방법을 구현하기 위한 준정형 프로파일 빔 프리폼 제조장치를 구현하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to implement a semi-structured profile beam preform manufacturing apparatus for implementing the method of manufacturing the semi-structured profile beam preform.

이를 위하여 발명자들은 경사(warp), 종광(heddle), 종광틀(harness), 바디(reed), 및 셔틀(shuttle)을 포함하고, 상기 바디는 두께 방향의 섬유와 그 이외의 경사가 이격되도록 하기 위한 추가적인 살(reed wire)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 준정형 프로파일 빔 프리폼 제조장치를 개발하였다.To this end, the inventors include warp, heddle, heald frame, reed, and shuttle, and the body allows fibers in the thickness direction and other warp to be spaced apart. A semi-structured profile beam preform manufacturing apparatus, characterized in that it further includes an additional reed wire, was developed.

이하, 경사(warp)가 적층되는 방향을 프리폼의 두께 방향, 경사(warp)가 삽입되는 방향을 프리폼의 길이 방향, 위사(weft)가 삽입되는 방향을 프리폼의 폭 방향이라고 정의한다. Hereinafter, the direction in which the warp is stacked is defined as the thickness direction of the preform, the direction in which the warp is inserted is defined as the length direction of the preform, and the direction in which the weft is inserted is defined as the width direction of the preform.

이하 직교결속(orthogonal) 방식이란, 세 축의 섬유가 서로 직각을 이루면서, 경사는 두께 방향으로 적층되고, 두께 방향의 섬유는 경사와 동일한 방향으로 삽입되어 두께 방향으로 각 경사와 수직되게 위 아래로 이동하며, 위사가 경사와 두께 방향의 섬유 사이로 삽입되는 3차원 직물의 제직 방법을 뜻한다. 도 2 및 도 3을 통해 명확히 이해할 수 있다.Hereinafter, the orthogonal method means that the fibers of the three axes form a right angle to each other, the warp is stacked in the thickness direction, and the fibers in the thickness direction are inserted in the same direction as the warp and move up and down perpendicular to each warp in the thickness direction. It refers to a method of weaving a three-dimensional fabric in which the weft is inserted between the fibers in the warp and thickness directions. It can be clearly understood through FIGS. 2 and 3.

이하 본 발명의 일 측면에 의한 준정형 프로파일 빔 프리폼의 구성에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a configuration of a semi-structured profile beam preform according to an aspect of the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 측면에서 제공되는 준정형 프로파일 빔 프리폼은 두께 방향의 섬유가 프리폼 전체 두께를 관통하여 하나의 직교결속층을 갖는 일체형 평판 프리폼부; 및 두께 방향의 섬유가 프리폼 일부 두께를 관통하여 복수의 직교결속층을 갖는 분리형 평판 프리폼부를 포함한다.The semi-structured profile beam preform provided in an aspect of the present invention includes an integrated flat plate preform portion having one orthogonal bonding layer through which fibers in the thickness direction pass through the entire thickness of the preform; And a separable flat plate preform portion having a plurality of orthogonal bonding layers through which fibers in the thickness direction pass through a partial thickness of the preform.

상기 각각의 프리폼에서의 두께 방향의 섬유는 두께 방향으로 관통하여 각 층을 이어주는 역할을 하는 섬유를 의미한다. 도 2 내지 도 4의 노란색 선으로 이해할 수 있다. 이하 프리폼 두께 방향의 섬유, 두께를 지나는 섬유, 두께를 관통하는 섬유, 두께 방향의 경사, 두께를 관통하는 경사 및 이와 유사한 어구 등은 이와 같은 의미로 해석될 수 있다. 이에 따라 이하 두께 방향의 섬유는 경사의 한 종류로서, 경사에 포함되는 것으로 이해할 수 있다. 즉, 도 4의 경사 1 내지 6 에서 경사 1과 경사 6은 두께 방향의 섬유를 의미하는 것이고, 도 9의 경사 1 내지 10 에서 경사 7, 8, 9, 10 은 두께 방향의 섬유를 의미하는 것이다.The fibers in the thickness direction in each of the preforms refer to fibers that penetrate in the thickness direction and connect each layer. It can be understood by the yellow line of FIGS. 2 to 4. Hereinafter, fibers in the thickness direction of the preform, fibers passing through the thickness, fibers passing through the thickness, the inclination in the thickness direction, the inclination through the thickness, and similar phrases may be interpreted as such. Accordingly, it can be understood that the fibers in the thickness direction are included in the warp as one type of warp. That is, in slopes 1 to 6 in FIG. 4, inclinations 1 and 6 refer to fibers in the thickness direction, and in slopes 1 to 10 in FIG. 9, slopes 7, 8, 9, and 10 refer to fibers in the thickness direction. .

이하, 상기 "일체형 평판 프리폼부"는 "일체부분"과 같은 의미를 갖고, 상기 "분리형 평판 프리폼부"는 "분기부분"과 같은 의미를 갖는 것으로 정의한다.Hereinafter, the "integrated flat plate preform part" has the same meaning as the "integrated part", and the "separable flat plate preform part" is defined as having the same meaning as the "branching part".

상기 하나의 직교결속층을 갖는 일체형 평판 프리폼은 경사, 위사 및 전체 두께를 관통하는 두께 방향의 섬유로 구성될 수 있다. 두께 방향으로 적층된 경사 사이로 위사가 수직을 이루며 삽입되는 형태를 가지고 있으며, 경사와 위사에 모두 수직한 두께 방향의 섬유가 각 층을 이어준다. 도 3 내지 도 4를 통해 이해할 수 있다.The integrated flat preform having one orthogonal bonding layer may be composed of warp, weft, and fibers in a thickness direction penetrating the entire thickness. The weft yarn is vertically inserted between the warp yarns stacked in the thickness direction, and fibers in the thickness direction perpendicular to both the warp yarn and the weft yarn connect each layer. It can be understood through FIGS. 3 to 4.

또한, 상기 복수의 직교결속층을 갖는 분리형 평판 프리폼은 그 일 구체예로서, 2개의 분리되는 직교결속층을 가진 분리형 평판 프리폼일 수 있다.In addition, the separable flat preform having a plurality of orthogonal bonding layers may be a separable flat preform having two separate orthogonal bonding layers as a specific example.

또한, 상기 복수의 직교결속층을 갖는 분리형 평판 프리폼은 경사, 위사 및 일부 두께를 관통하는 두께 방향의 섬유를 포함한 것을 하나의 층으로 한 복수의 층으로 구성될 수 있다. 각각의 층은 일체형 평판 프리폼과 만나는 지점에서 분기될 수 있다. 도 7, 도 9, 도 10, 도 13 및 도 15를 통해 이해할 수 있다.In addition, the separable flat preform having a plurality of orthogonal bonding layers may be composed of a plurality of layers including warp, weft, and fibers in a thickness direction penetrating through a partial thickness as one layer. Each layer can be branched at the point where it meets the integral flat preform. It can be understood through FIGS. 7, 9, 10, 13, and 15.

또한, 상기 각각의 프리폼에서 두께 방향의 섬유와 그 외의 경사는 프리폼의 폭 방향으로 어긋나게 위치할 수 있다. 프리폼 두께 방향의 섬유의 경우 여러 층을 상하로 이동하므로 다른 섬유와의 마찰이 더 많이 생긴다. 프리폼 두께 방향의 섬유와 이외의 경사를 분리하여 이런 마찰을 최소화한다는 점에서 바람직하다. 상기 내용은 도 3 및 도 17을 참고하여 이해할 수 있다.In addition, in each of the preforms, the fibers in the thickness direction and other inclinations may be positioned to be shifted in the width direction of the preform. In the case of fibers in the thickness direction of the preform, several layers are moved up and down, so more friction occurs with other fibers. It is preferable in that such friction is minimized by separating the fibers in the thickness direction of the preform and other warp. The above can be understood with reference to FIGS. 3 and 17.

또한, 상기 각각의 프리폼에서 두께 방향의 섬유는 탄소 섬유, 유리 섬유 및 케블라 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 섬유 묶음(bundle)일 수 있다.In addition, the fibers in the thickness direction in each of the preforms may be one or more fiber bundles selected from the group consisting of carbon fibers, glass fibers, and Kevlar fibers.

두께 방향의 섬유가 탄소 섬유 묶음일 경우 1 k 내지는 6 k 로 사용함이 바람직하다. 1 k는 1000가닥을 의미한다.When the fibers in the thickness direction are carbon fiber bundles, it is preferable to use 1 k to 6 k. 1 k means 1000 strands.

두께 방향의 섬유가 케블라 섬유 묶음인 경우 1000 데니어 내지 1500 데니어로 사용함이 바람직하다. 데니어(denier)는 섬유의 길이가 9000 m 일 때의 섬유 전체 무게를 그램 수로 표시한 것이다.When the fiber in the thickness direction is a bundle of Kevlar fibers, it is preferable to use 1000 denier to 1500 denier. Denier is the total weight of the fiber in grams when the length of the fiber is 9000 m.

두께 방향의 섬유가 유리 섬유 묶음인 경우 상기 탄소 섬유 묶음이나 케블라 섬유 묶음의 경우와 비슷한 두께의 섬유 묶음을 사용함이 바람직하다.When the fiber in the thickness direction is a bundle of glass fibers, it is preferable to use a bundle of fibers having a thickness similar to that of the bundle of carbon fibers or Kevlar fiber.

두께 방향의 섬유는 프리폼의 표면에 굴곡을 많이 형성하므로, 강성이 높은 섬유를 사용시 이 굴곡으로 인해 위사 간격이 벌어질 수 있다. 따라서 상기와 같은 범위의 섬유 묶음을 두께 방향의 섬유로 사용하는 것이 바람직하다.Since the fibers in the thickness direction form a lot of bends on the surface of the preform, when a fiber having high rigidity is used, the weft gap may be widened due to this bend. Therefore, it is preferable to use the fiber bundle in the above range as the fiber in the thickness direction.

또한, 상기 준정형 프로파일 빔 프리폼은 일체형 평판 프리폼부와 분리형 평판 프리폼부의 반복 및 조합 등을 통하여 원하는 형상을 얻을 수 있으며, 각 프리폼부의 길이를 조절함으로써, 원하는 형상을 얻을 수 있다.In addition, the semi-structured profile beam preform can obtain a desired shape through repetition and combination of the integral flat preform portion and the separate flat plate preform portion, and the desired shape can be obtained by adjusting the length of each preform portion.

또한, 상기 준정형 프로파일 빔 프리폼은 분리형 평판 프리폼부를 전개하였을 때, π형, H형, I형, X형, T형 및 Y형으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 준정형 프로파일 빔 프리폼일 수 있다.In addition, the semi-structured profile beam preform is characterized in that it has at least one shape selected from the group consisting of π-type, H-type, I-type, X-type, T-type, and Y-type when the separable flat preform part is deployed. It may be a semi-structured profile beam preform.

예를 들어, π형, H형, I형 및 X형 빔의 경우, 분리형 평판 프리폼부-일체형 평판 프리폼부-분리형 평판 프리폼부의 순으로 결합된 준정형 프로파일 빔 프리폼을 전개하여 얻을 수 있으며, 분리형 평판 프리폼부와 일체형 평판 프리폼부 각각의 길이 및 분리형 평판 프리폼부의 분리되는 각 층의 회전 각도에 따라 각기 다른 형태의 빔을 얻을 수 있다. 다만 이와 같은 분리형 평판 프리폼부 및 일체형 평판 프리폼부의 결합의 경우, 분리형 평판 프리폼부와 일체형 평판 프리폼부의 연결 부분에서 두께 방향의 섬유는 연결이 연속적으로 유지되어야 하므로, 일체형 평판 프리폼부의 두께 방향 섬유의 관통은 상기 일체형 평판 프리폼부의 두께 방향 일 단면으로부터 시작되어, 동일 면으로 끝나도록 구성되어야 할 것이다. 하기 실시예 2의 π형 빔 제조 공정에 의해 더욱 자세히 이해할 수 있다.For example, in the case of π-type, H-type, I-type, and X-type beams, it can be obtained by deploying a semi-structured profile beam preform combined in the order of a separate flat plate preform part-integrated flat plate preform part-separable flat preform part. Different types of beams can be obtained according to the length of each of the flat plate preform and the integral flat preform and the rotation angle of each layer to be separated from the separate flat preform. However, in the case of the combination of the separate flat preform part and the integrated flat preform part, the fiber in the thickness direction must be continuously maintained at the connection part of the detachable flat preform part and the integrated flat preform part, so the fiber in the thickness direction of the integrated flat preform part penetrates. It should be configured to start from one cross section in the thickness direction of the integrated flat preform part and end on the same plane. It can be understood in more detail by the π-type beam manufacturing process of Example 2 below.

X형의 경우, π형, H형, I형에 비하여 일체형 평판 프리폼부의 길이를 짧게 조절하여 얻을 수 있으며, 분리형 평판 프리폼부 및 일체형 평판 프리폼부의 길이를 각각 조절하여 H형과 I형을 구별해 제작할 수 있으며, 분기부분의 회전 각도에 따라 π형; H형과 I형; X형으로 구분될 수 있다.In the case of X-type, it can be obtained by adjusting the length of the integral flat preform part to be shorter than that of the π-type, H-type and I-type. It can be manufactured, and π-type according to the rotation angle of the branch; H and I types; It can be classified as type X.

T형 및 Y형 빔의 경우, 분리형 평판 프리폼부와 일체형 평판 프리폼부가 결합된 준정형 프로파일 빔 프리폼을 전개하여 얻을 수 있으며, 분리형 평판 프리폼부와 일체형 평판 프리폼부의 길이 및 분리형 평판 프리폼부의 분리되는 각 층의 회전 각도에 따라 각기 다른 형태의 빔을 얻을 수 있다. T형 및 Y형은 분리되는 각 층의 회전 각도를 달리하여 각기 제작할 수 있다.In the case of T-shaped and Y-shaped beams, it can be obtained by deploying a semi-structured profile beam preform in which a separate flat plate preform part and an integrated flat plate preform part are combined. Different types of beams can be obtained depending on the rotation angle of the floor. T-type and Y-type can be manufactured separately by varying the rotation angle of each layer to be separated.

이외에도, 다양한 분리형 평판 프리폼부와 일체형 평판 프리폼부의 조합 및 반복, 각 프리폼부의 길이 조절, 분리되는 각 층의 회전 각도 조절 및 분리형 평판 프리폼부에서의 분리되는 층의 수 조절 등에 의하여 다양한 형태가 될 수 있는 준정형 프로파일 빔을 얻을 수 있다.In addition, various forms can be formed by combining and repetition of various separate flat preform parts and integrated flat preform parts, adjusting the length of each preform part, adjusting the rotation angle of each separated layer, and adjusting the number of layers separated in the separate flat preform part. A semi-structured profile beam can be obtained.

상기 준정형 프로파일 빔 프리폼은 직교결속 방식에 의해 3차원으로 제조된 것으로서, 두께를 관통하는 섬유가 수직으로 침입하기 때문에 경사 및 위사의 간격을 최소화하여 치밀한 제작이 가능하다는 장점이 있으며, 이러한 직교결속 방식에 의해 분기를 제작한 경우 직조되지 못하는 부분이 생기는 다른 직조 방식에 비해, 직조되지 못하는 부분이 없다는 장점 또한 있다.The semi-structured profile beam preform is manufactured in three dimensions by an orthogonal binding method, and has the advantage of minimizing the spacing of warp and weft yarns and enabling precise fabrication because fibers penetrating the thickness vertically penetrate. When the branch is manufactured by the method, there is also an advantage in that there is no part that cannot be woven compared to other weaving methods in which a part that cannot be woven occurs.

이하 본 발명의 다른 측면에서 제공되는 준정형 프로파일 빔 프리폼 제조방법에 대하여 상세히 설명한다. 도면 및 실시예를 통해 더욱 자세히 이해할 수 있다.Hereinafter, a method of manufacturing a semi-structured profile beam preform provided in another aspect of the present invention will be described in detail. It can be understood in more detail through the drawings and examples.

우선 직교결속 방식을 이용한 다층 평판 제조 공정을 상세히 설명한다.First, a multilayer flat plate manufacturing process using an orthogonal bonding method will be described in detail.

기존의 2차원 직물의 경우는 경사와 위사가 서로 교차하면서 2개 층을 형성하는 구조이다. 가장 간단한 형상인 평직 구조는 직조기의 종광틀을 2개로 구성하여 교대로 상하 운동하면서 개구를 형성한다. 그러나 3차원 배열의 프리폼은 여러 층의 경사와 위사가 배열되기 때문에 여러 개의 종광틀을 사용해야 하고 이 종광틀을 조합하여 상하 운동하여 개구를 형성해야 한다. In the case of the existing two-dimensional fabric, the warp and weft yarns cross each other to form two layers. The simplest plain weave structure consists of two heald frames of the loom to form an opening while alternately moving up and down. However, in a three-dimensional array of preforms, since several layers of warp and weft are arranged, several heald frames must be used, and the heald frames must be combined to form an opening by vertical motion.

도 4는 가장 간단한 형태의 다층 구조를 가지는 직교결속(orthogonal)을 보여주고 있다. 이 구조는 기본적으로 세 축의 섬유가 서로 직각을 이루는데, 요구되는 특성에 따라 각 섬유의 종류, 굵기 및 포함량을 적절히 조절할 수 있다는 점에서 3차원 직물의 재료설계 유연성을 분명하게 보여주고 있는 구조이다. 이 그림에서 경사(warp)는 1 내지 6으로 표시되어 있고 위사(weft)는 a, b, c 등의 열로 각각 표시하고 두께 방향으로 1 내지 5로 나타내고 있다. 상기 언급한 것과 같이, 경사가 적층된 방향을 두께 방향, 경사의 방향을 길이 방향, 위사의 방향을 폭 방향으로 정의한다. 4 shows an orthogonal having a multilayered structure in the simplest form. This structure is a structure that clearly shows the flexibility of the material design of three-dimensional fabrics in that the three-axis fibers are basically at right angles to each other, and the type, thickness, and amount of each fiber can be appropriately adjusted according to the required characteristics. to be. In this figure, warp is indicated by 1 to 6, and weft is indicated by columns of a, b, and c, respectively, and 1 to 5 in the thickness direction. As mentioned above, the direction in which the warp is stacked is defined as the thickness direction, the direction of the warp is defined as the length direction, and the direction of the weft is defined as the width direction.

도 4는 직조되는 프리폼의 길이 방향의 측면 단면을 보인 것으로서 고정된 위사 사이로 경사가 지나가는 것처럼 보이나 실제로 직조할 때는 배열된 경사 사이로 위사를 삽입한다. 즉, 종광틀을 관통하여 지나는 경사 1 내지 6의 섬유를 하나 혹은 여러 개를 함께 순차적으로 위로 당겨 올리면서 위사를 삽입하는 방법을 취한다. 예를 들어, 위사 a1을 삽입하기 위해서는 경사 1을 위로 올려 주고 나머지 2 내지 6은 그대로 있으며, 위사 a2를 삽입하기 위해서는 경사 1, 2를 위로 올려준다. 마찬가지로, 예를 들어, b3을 삽입하기 위해서는 경사 2, 3, 6을 위로 올려준다. 이 공정은 기본구조가 반복되는 b 열까지 진행되며 그 후에는 이 패턴을 계속적으로 반복시키면 된다. 이렇게 일련의 경사를 가진 종광틀을 위로 올려주는 것을 리프팅(lifting)이라고 하는데 직교 구조의 프리폼을 얻기 위한 리프팅 도표를 그림으로 나타내면 도 5와 같다. 이 표에서 검은 사각형은 위로 올려지는 종광틀을 표시한 것이고, W는 경사를 가진 종광틀 번호를 나타내고, F는 위사를 나타낸다. 이렇게 작성된 리프팅 도표를 직기의 제어판에 입력시킴으로써 직기의 종광틀은 이 순서대로 올려지게 된다.4 is a side cross-sectional view of the woven preform in the longitudinal direction, and it looks as if the warp passes between the fixed wefts, but when actually weaving, the weft is inserted between the arranged warp. That is, one or several fibers of warp 1 to 6 passing through the heald frame are pulled up sequentially together and a weft thread is inserted. For example, to insert the weft thread a1, the warp 1 is raised and the remaining 2 to 6 remain the same, and to insert the weft a2, the warp 1 and 2 are raised. Likewise, for example, to insert b3, tilts 2, 3, and 6 are raised. This process proceeds to row b where the basic structure is repeated, after which the pattern can be repeated continuously. Lifting the heald frame having a series of inclinations above is called lifting, and a lifting diagram for obtaining a preform of an orthogonal structure is shown in Fig. 5. In this table, the black square indicates the heald frame that is raised upwards, W indicates the number of the heald frame with inclination, and F indicates the weft. By inputting the thus prepared lifting diagram to the control panel of the loom, the heald frame of the loom is raised in this order.

이하 상기 직교결속 방식을 이용한 다층 평판 제조 공정에 대한 설명을 기초로, 본 발명의 다른 측면에서 제공되는 준정형 프로파일 빔 프리폼 제조방법에 대하여 실시예를 통해 상세히 설명한다. 이들의 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실험예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, a method of manufacturing a semi-structured profile beam preform provided in another aspect of the present invention will be described in detail through examples based on the description of the multilayer plate manufacturing process using the orthogonal bonding method. These examples are for illustrative purposes only, and it will be apparent to those of ordinary skill in the art that the scope of the present invention is not construed as being limited by these experimental examples.

<실시예 1> 일체형 평판 프리폼 및 분리형 평판 프리폼을 포함하는 준정형 프로파일 빔 프리폼의 제조<Example 1> Preparation of a semi-structured profile beam preform including an integrated flat plate preform and a separate flat plate preform

분기평판의 제조 공정은 π형 빔에 대하여 기술한다. 그 이유는 π형 빔은 T형 빔이나 H형 빔의 형태를 모두 갖추고 있기 때문이다. 도 6은 π형 빔 형상을 보인 것으로 기존의 T 조인트에 비하여 좌우에서 다른 부재와 연결되는 구조이기 때문에 조인트 부재로서 기계적 특성이 우수할 것으로 예상할 수 있다. 빔의 윗부분을 플렌지(flange)라고 하고 아래로 두 부분으로 갈라진 부분을 레그(leg)라고 하고 두 레그 사이의 간격은 갭(gap)이라고 부르기로 한다. 레그 부분은 T형 빔이나 H형 빔의 경우 웹(web)이라고 할 수 있다.The manufacturing process of the branch plate is described for a π-type beam. The reason is that the π-type beam has both a T-beam and an H-beam. 6 shows the shape of a π-shaped beam, and since it is a structure that is connected to other members from the left and right compared to the conventional T joint, it can be expected that the joint member will have excellent mechanical properties. The upper part of the beam is called a flange, the part that is split into two parts below is called a leg, and the gap between the two legs is called a gap. The leg portion may be referred to as a T-beam or a web in the case of an H-beam.

도 7은 직조되는 프리폼의 길이 방향의 측면 단면을 보인 것이다. 여기서, 두께 방향의 섬유를 뜻하는 경사 9번, 10번과 경사 7번, 8번은 전체 두께로 관통하지 않고 1/2 두께로 관통되며 일체부분에서는 경사 7번, 10번이 전체두께로 관통되고 경사 8번, 9번은 프리폼의 중앙부분으로 지나간다. 즉, 분기부분의 두께 방향 경사는 전체를 관통하여 연결되지 않기 때문에 두 부분이 분리된다. 직조를 할 때는 종광틀을 관통하여 지나는 경사 1부터 10까지의 섬유를 하나 혹은 여러 개를 함께 순차적으로 위로 당겨 올리면서 위사를 삽입하는 방법을 취한다. 예를 들어, 도 7을 보면 위사 a1을 삽입하기 위해서는 경사 10을 위로 올려 주어야 하고 나머지 1 내지 9는 그대로 있으며, 섬유 a2를 삽입하기 위해서는 경사 6, 10을 위로 올려준다. 마찬가지로, 예를 들어, b5를 삽입하기 위해서는 경사 4, 5, 6, 7, 9, 10 을 위로 올려준다. 여기서, 섬유 열 a 와 b는 그 뒤에 계속 분기부분 A 까지 반복된다. 그 뒤에는 일체부분이 오게 되는 데 일체부분은 앞의‘다층 평판 제조 공정'과 같이 수행된다. 즉, c1을 삽입하기 위해 7번 섬유를 올려 주고, c5를 삽입하기 위해 4, 5, 6, 7, 8, 9를 올려주면 된다. 여기서 b5를 삽입하는 위치와 c5를 삽입하는 위치가 프리폼의 같은 위치에 있으나 그것이 분기부분 혹은 일체부분에 위치하느냐에 따라 올려주는 경사의 선택은 서로 다른 번호의 조합임을 알 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이 이런 작업은 분기부분A/ 일체부분/ 분기부분B 가 반복되며 이 세 부분이 기본적인 싸이클이 된다. 기본 싸이클을 반복하면 원하는 빔을 계속해서 얻을 수 있다. 종광틀을 올려주는 리프팅 도표는 a,b,c,d 의 패턴이 다르므로 도 8과 같다.7 is a side cross-sectional view of the woven preform in the longitudinal direction. Here, warp 9, 10, and warp 7 and 8, which mean the fibers in the thickness direction, do not penetrate to the full thickness, but penetrate to a half thickness, and in the integral part, the warp 7 and 10 are penetrated to the full thickness. Slopes 8 and 9 go through the center of the preform. That is, since the inclination in the thickness direction of the branch portion is not connected through the whole, the two portions are separated. When weaving, one or several fibers of warp 1 to 10 passing through the heald frame are pulled up sequentially together and the weft is inserted. For example, referring to FIG. 7, in order to insert the weft a1, the warp 10 must be raised, and the remaining 1 to 9 remain, and to insert the fiber a2, the warp 6 and 10 are raised. Likewise, for example, to insert b5, the slopes 4, 5, 6, 7, 9, and 10 are raised. Here, the fiber rows a and b are repeated continuously until branch A. After that, an integral part comes, and the integral part is performed like the above'multilayer flat plate manufacturing process'. In other words, to insert c1, you need to put up the 7th fiber, and to insert c5, you just need to put up 4, 5, 6, 7, 8, 9. Here, the position where b5 is inserted and the position where c5 is inserted are at the same position on the preform, but depending on whether it is located at a branch or integral part, it can be seen that the selection of the slope to be raised is a combination of different numbers. As explained earlier, in this operation, branch part A/ integral part/ branch part B are repeated, and these three parts become the basic cycle. Repeat the basic cycle to get the desired beam over and over again. The lifting diagram for raising the heald frame is shown in FIG. 8 because the patterns a, b, c, and d are different.

도 17은 바디를 보인 것이데, 바디는 스텝이 끝날 때마다 위사를 밀착시켜 프리폼의 두께 방향으로 위사가 적층되도록 한다. 바디는 도 1에서 보는 바와 같이 길이 방향으로 살(reed wire)이 균일하게 나와 있는데 살의 간격에 따라 사용할 전체 섬유 개수가 결정되기 때문에 최종적으로 프리폼의 밀도를 결정한다. 즉, 살 간격을 좁게 할수록 더 많은 양의 섬유를 포함시킬 수 있다. 그러나, 실 간격이 좁아서 너무 밀집되어 섬유가 지나가면 섬유간의 마찰로 인해 손상이 생기기 쉽고 개구가 불안정할 수 있기 때문에 복합재 성능과 제직성 모두를 고려하여 결정해야 한다. 특히, 3차원 제직에서 두께 방향의 섬유의 경우는(도 9의 경사 7, 8, 9, 10 번) 여러 층을 상하로 이동하므로 다른 섬유와의 마찰이 더 많이 생긴다. 이런 마찰을 최소화 하는 방법으로 프리폼 두께를 지나는 섬유와 그 이와의 섬유를 분리할 필요가 있다. 도 17은 도 9의 섬유 배열의 경우 바디의 살 간격과 그 내부를 지나는 경사를 나타낸 것이다. 즉, 경사 1 내지 6 은 개수가 많으므로 칸이 넓은 공간으로 지나고 경사 7 내지 10은 칸이 좁은 공간을 지나는 것을 보여주고 있다. 보통, 전체 두께를 지나는 섬유는 프리폼의 표면에 굴곡을 많이 형성하므로 카본섬유처럼 강성이 높은 섬유를 사용할 때는 이 굴곡으로 인하여 위사 간격이 벌어지게 되므로 느슨한 구조가 될 수 있다. 따라서, 전체 두께를 지나는 경사는 가는 섬유를 사용하는 것이 유리하다. 이런 경우에도 살의 간격을 달리하여 바디를 설계할 수 있다. Fig. 17 shows the body, in which the weft yarns are in close contact with each other at the end of the step so that the weft yarns are stacked in the thickness direction of the preform. As shown in FIG. 1, the body has uniform reed wires in the longitudinal direction, and since the total number of fibers to be used is determined according to the spacing of the flesh, the density of the preform is finally determined. That is, the narrower the gap between the flesh, the more fibers can be included. However, if the fibers are too dense due to the narrow space between the threads, damage may occur due to friction between the fibers and the opening may be unstable. Therefore, it must be determined in consideration of both the performance of the composite material and the weaving property. In particular, in the case of the fibers in the thickness direction in the three-dimensional weaving (warps 7, 8, 9, and 10 in Fig. 9), several layers are moved up and down, resulting in more friction with other fibers. In a way to minimize this friction, it is necessary to separate the fibers passing through the preform thickness and the fibers therewith. FIG. 17 shows the thickness of the body and the inclination passing through it in the case of the fiber arrangement of FIG. 9. That is, since the number of slopes 1 to 6 is large, the cells pass through a wide space, and the slopes 7 to 10 show that the cells pass through a narrow space. Usually, fibers passing through the entire thickness form a lot of curvature on the surface of the preform, so when using a fiber with high rigidity such as carbon fiber, the gap between the weft yarns is widened due to this curvature, and thus the structure may be loose. Therefore, it is advantageous to use fine fibers that warp through the entire thickness. Even in this case, the body can be designed by varying the thickness of the flesh.

지금까지 분기형 평판과 일체형 평판에 대한 기본적인 리프팅 도표를 구하였으므로 프로파일 빔을 형성하기 위해서는 이 기본 패턴을 빔의 원하는 크기가 되도록 적절히 반복하면 된다.So far, the basic lifting diagrams for the branched plate and the integral plate have been obtained. In order to form a profile beam, this basic pattern can be appropriately repeated so that the desired size of the beam is achieved.

<실시예 2> π형 빔의 제조<Example 2> Preparation of π-type beam

도 9는 도 7에서 갭 거리를 줄인 빔에 대한 섬유배열도를 보여주고 있다. π형 빔 제작을 위해 빔의 크기를 정하여 플렌지 폭은 100 mm, 레그 길이는 50 mm 로 하였다. 사전에 수행한 제직 작업으로부터 경사 방향으로의 권취 길이는 약 4 mm 로 됨을 확인하였다. 이 길이는 도 9의 a,b,c,d 각 열에 해당하는 경사방향으로의 길이가 되므로 a,b,c,d 에 해당하는 리프팅 도표의 반복 회수를 정하여 전체 길이를 결정할 수 있다. 따라서, 갭의 폭도 4 mm 가 된다. 또한, 패턴 반복을 할 때는 a,b,c,d 의 연결이 가능하도록 해야 한다. 즉, a b a b .... c d c .... a b a b 혹은 a b a b .... c d c d c .... a b a b 반복은 가능하나 a b a b .... c d c d .... a b a b 반복은 불가능하다. a,b,c,d 사이의 패턴이 바뀔 때는 경사의 연결이 연속적으로 유지될 수 있도록 해야 한다. 즉, 일체형 평판 프리폼부의 두께 방향 섬유의 관통은 상기 일체형 평판 프리폼부의 두께 방향의 일 단면으로부터 시작되어, 동일 면으로 끝나도록 구성된다는 것을 의미한다. 예를 들어, 도 9의 분기부분에서 위층을 지나는 두께 방향의 섬유(경사 9, 10)는 일체부분을 지난 후 다시 분기부분으로 삽입될 때 위층으로 삽입되어야 하며, 아래층을 지나는 두께 방향의 섬유(경사 7, 8)는 일체부분을 지난 후 다시 분기부분으로 삽입될 때 아래층으로 삽입되어야 한다. 이를 위해서 분기부분에서 일체부분으로 삽입될 때 두께 방향의 상측 단면을 지나며 삽입되는 경사 10은 일체부분에서 다시 분기부분으로 삽입될 때 상측 단면을 지나도록 삽입되어야 하며, 분기부분에서 일체부분으로 삽입될 때 두께 방향의 하측 단면을 지나며 삽입되는 경사 7은 일체부분에서 다시 분기부분으로 삽입될 때 하측 단면을 지나도록 삽입되어야 한다.9 shows a fiber arrangement diagram for a beam with a reduced gap distance in FIG. 7. To fabricate a π-shaped beam, the size of the beam was determined so that the flange width was 100 mm and the leg length was 50 mm. From the weaving work performed in advance, it was confirmed that the winding length in the warp direction was about 4 mm. Since this length becomes the length in the inclined direction corresponding to each column a, b, c, and d of FIG. 9, the total length can be determined by determining the number of repetitions of the lifting chart corresponding to a, b, c, and d. Therefore, the width of the gap is also 4 mm. In addition, when repeating a pattern, a, b, c, and d must be connected. That is, abab .... cdc .... abab or abab .... cdcdc .... abab repeat is possible, but abab .... cdcd .... abab repeat is not possible. When the pattern between a, b, c and d changes, it is necessary to ensure that the connection of the warp is maintained continuously. That is, the penetration of the fiber in the thickness direction of the integral flat preform portion is configured to start from one end face of the integral flat preform portion in the thickness direction and end with the same surface. For example, fibers (inclined 9, 10) in the thickness direction passing through the upper layer in the branching portion of FIG. 9 must be inserted into the upper layer when inserted into the branching portion after passing through the integral portion, and fibers in the thickness direction passing through the lower layer ( The slopes 7 and 8) must be inserted downstairs when they are inserted back into the branch after passing through the integral part. To this end, the slope 10, which is inserted through the upper section in the thickness direction when inserted from the branch to the integral part, must be inserted so as to pass through the upper section when inserted from the integral part to the branch again. In this case, the slope 7 inserted through the lower section in the thickness direction should be inserted so as to pass the lower section when inserted from the integral part to the branch part again.

이와 같이 갭 폭은 임의로 정하지 못하고 c 혹은 d 열의 홀수 개 조합으로 가능하므로 원하는 갭 폭을 갖기 위해서는 권취길이를 조정하거나 위사 굵기가 다른 것을 사용해야 한다. In this way, the gap width is not arbitrarily determined, and it is possible to combine an odd number of columns c or d. In order to obtain the desired gap width, the winding length must be adjusted or a different weft thickness must be used.

제조한 π형 빔 크기를 도 10에 나타내었다. 그림 10은 직기에서 제작되는 프리폼 형상 및 분기부분을 전개하면 얻어지는 π형 빔 형상을 보인 것이다. 여기서, 빗금 친 네모는 일체부분을 표시하고 분기부분은 굵은 선으로 표시하였다. 점선은 프리폼을 절단할 위치를 나타내며, 도 10에서 분기부분의 길이를 100 mm, 일체부분의 길이를 5 mm라고 한다면, (100 + 5) 길이를 계속 반복하면 된다. 표 1은 π형 빔 크기와 a,b,c 패턴의 반복회수 및 1회 반복 사이클에 해당하는 패턴의 전체 step 수를 정리한 것이다. 여기서 지수로 표시한 것은 반복 회수이고 “/”표시는 분기부분과 일체부분의 경계를 나타내며 “//”는 싸이클 반복을 나타낸다. 도 11은 제조된 π형 빔을 보인 것이다.The size of the prepared π-type beam is shown in FIG. 10. Fig. 10 shows the shape of the preform produced by the loom and the shape of the π-shaped beam obtained by expanding the branching part. Here, the hatched square marks the integral part and the branch part is marked with a thick line. The dotted line indicates the position at which the preform is to be cut, and if the length of the branch part is 100 mm and the length of the integral part is 5 mm in FIG. 10, the length of (100 + 5) can be repeated. Table 1 summarizes the π-type beam size, the number of repetitions of the a, b, and c patterns, and the total number of steps of the pattern corresponding to one repetition cycle. Here, the exponent is the number of repetitions, the “/” indicates the boundary between the branch and the integral part, and “//” indicates the cycle repetition. 11 shows the manufactured π-type beam.

플렌지 폭Flange width 레그 길이Leg length 레그 갭Leg gap 리프팅lifting step 수number of steps 프리폼 (mm)Preform (mm) 100100 5050 55 (ab)14a / c //(ab) 14 a / c // 240240

<실시예 3> X형 빔의 제조<Example 3> Preparation of X-shaped beam

X형 빔은 도 10의 π형 빔에서 플렌지와 레그가 이루는 직각 부분을 회전시키면 된다. 도 12와 같은 형태가 된다.The X-shaped beam can be rotated at a right angle between the flange and the leg in the π-shaped beam of FIG. 10. It has the same shape as in FIG. 12.

<실시예 4> T형 빔 및 Y형 빔 제조방법<Example 4> T-beam and Y-beam manufacturing method

도 13은 제조한 T형 빔 크기를 보인 것이다. 그림 13은 직기에서 제작되는 프리폼 형상 및 분기부분을 전개하면 얻어지는 T형 빔 형상을 보인 것이다. 여기서, 점선은 프리폼이 반복되는 위치를 나타낸다. 표 2는 T형 빔 크기와 a,b,c,d 패턴의 반복회수 및 1회 반복 사이클에 해당하는 패턴의 전체 step 수를 정리한 것이다. 여기서 지수로 표시한 것은 반복 회수이고 “/”표시는 분기부분과 일체부분의 경계를 나타내며 “//”는 싸이클 반복을 나타낸다. 도 14는 제조된 T형 빔을 보인 것이다.13 shows the size of the manufactured T-beam. Fig. 13 shows the shape of the preform produced by the loom and the shape of the T-beam obtained by expanding the branching part. Here, the dotted line indicates the position where the preform is repeated. Table 2 summarizes the T-beam size, the number of repetitions of the a, b, c, and d patterns, and the total number of steps of the pattern corresponding to one repetition cycle. Here, the exponent is the number of repetitions, the “/” indicates the boundary between the branch and the integral part, and “//” indicates the cycle repetition. 14 shows the manufactured T-beam.

또한, 전개 시 분기부분의 회전 각도를 달리하면 Y형 빔을 제조할 수 있다.In addition, if the rotation angle of the branch portion is changed during deployment, a Y-shaped beam can be manufactured.

플렌지 폭Flange width 레그 길이Leg length 리프팅lifting step 수number of steps 프리폼 (mm)Preform (mm) 5050 5050 (ab)6a / (cd)6c // (ab) 6 a / (cd) 6 c // 208208

<실시예 5> H형 빔 및 I형 빔 제조방법<Example 5> H-beam and I-beam manufacturing method

도 15는 제조한 H형 빔 크기를 보인 것이다. 도 15는 직기에서 제작되는 프리폼 형상 및 분기부분을 전개하면 얻어지는 H형 빔 형상을 보인 것이다. 여기서, 점선은 프리폼이 반복되는 위치를 나타낸다. 표 3은 H형 빔 크기와 a,b,c,d 패턴의 반복회수 및 1회 반복 사이클에 해당하는 패턴의 전체 step 수를 정리한 것이다. 여기서 지수로 표시한 것은 반복 회수이고 “/”표시는 분기부분과 일체부분의 경계를 나타내며 “//”는 싸이클 반복을 나타낸다. 도 16는 제조된 H형 빔을 보인 것이다.15 shows the size of the manufactured H-beam. Fig. 15 shows the shape of the preform produced by the loom and the shape of the H-beam obtained by expanding the branching portion. Here, the dotted line indicates the position where the preform is repeated. Table 3 summarizes the H-beam size, the number of repetitions of the patterns a, b, c, and d, and the total number of steps of the pattern corresponding to one repetition cycle. Here, the exponent is the number of repetitions, the “/” indicates the boundary between the branch and the integral part, and “//” indicates the cycle repetition. 16 shows the manufactured H-beam.

일체형 평판 프리폼부와 분리형 평판 프리폼부의 길이를 조절하여 H형 빔 혹은 I형 빔을 얻을 수 있다.H-beam or I-beam can be obtained by adjusting the length of the integral flat preform and the separate flat preform.

플렌지 폭Flange width 레그 길이Leg length 리프팅lifting step 수number of steps 프리폼 (mm)Preform (mm) 6060 110110 (ab)6a / (cd)18c // (ab)7 (ab) 6 a / (cd) 18 c // (ab) 7 208208

이하 상기 준정형 프로파일 빔 프리폼 제조방법을 구현하기 위한 준정형 프로파일 빔 프리폼 제조장치의 구성 및 역할에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a configuration and role of a semi-structured profile beam preform manufacturing apparatus for implementing the semi-structured profile beam preform manufacturing method will be described in detail.

상기 준정형 프로파일 빔 프리폼 제조장치는 일반적인 제직(weaving)장치의 구성을 포함한다. 즉, 경사(warp), 종광(heddle), 종광틀(harness), 바디(reed), 셔틀(shuttle) 등을 포함할 수 있다.The semi-structured profile beam preform manufacturing apparatus includes the configuration of a general weaving apparatus. That is, a warp, a heald, a harness, a reed, a shuttle, and the like may be included.

상기 프로파일 빔 프리폼 제조장치에 의해 직조된 직물은 그 길이 방향의 경사(warp)와 이와 직각을 이루는 폭 방향의 위사(fill 혹은 weft)의 두 방향의 섬유로 이루어져 있다. 상기 프로파일 빔 프리폼 제조장치는 섬유에서 직물로 만들어지는 순서에 따라 개구(shedding), 위입(filling insertion), 바디침(beat-up) 및 권취(take-up)의 4가지 기능으로 나뉜다. The fabric woven by the profile beam preform manufacturing apparatus is composed of fibers in two directions: warp in the longitudinal direction and fill or weft in the width direction perpendicular thereto. The profile beam preform manufacturing apparatus is divided into four functions: shedding, filling insertion, beat-up, and take-up according to the order in which fibers are made into fabric.

개구란 경사가 관통하는 종광틀(harness)을 상하 운동시켜 일련의 경사 사이의 간격을 만들어 줌으로써 위사가 삽입되도록 하는 과정이다. 경사는 실제로 종광틀(harness) 내부의 종광(heddle)을 관통하게 되는데, 이 종광은 일종의 와이어로서 그 중간에 루프가 형성된 것이다. 개구가 일어나면 위사를 가진 셔틀이 경사 사이를 지나면서 프리폼의 폭 방향으로 관통하게 된다. 이렇게 하여 엮어진 경사 및 위사는 권취 운동을 거치게 되는데 여기에서는 빗과 같은 형상의 리드를 앞뒤로 이동하여 섬유다발을 압착시키면서 직물을 형성한다. 바디침이 끝나면 직조된 직물은 롤러에 감기어(권취 운동) 다음 직조 작업이 계속되도록 하며, 이러한 4가지 작업을 계속 반복함으로써 원하는 길이만큼의 직물이 제조된다. The opening is a process in which the weft is inserted by making a gap between a series of warp by vertically moving a harness through which the warp passes. The warp actually passes through the heald inside the harness, which is a kind of wire and a loop is formed in the middle. When the opening occurs, the shuttle with the weft yarn passes between the warps and penetrates in the width direction of the preform. The warp and weft yarns woven in this way go through a winding motion. Here, a reed in the shape of a comb is moved back and forth to form a fabric while compressing the fiber bundle. When the body needle is finished, the woven fabric is wound on a roller (winding motion) so that the next weaving operation is continued, and the fabric of the desired length is manufactured by repeating these four operations continuously.

또한, 상기 준정형 프로파일 빔 프리폼 제조장치에서 바디(reed)는 두께 방향의 섬유와 그 이외의 경사가 이격되도록 하기 위한 추가적인 바디살(reed wire)을 더 포함할 수 있다. 바디는 스텝이 끝날 때마다 위사를 밀착시켜 프리폼의 두께 방향으로 위사가 적층되도록 하는 역할을 하는데. 바디는 도 1에서 보는 바와 같이 길이 방향으로 살(reed wire)이 균일하게 나와 있다. 살의 간격에 따라 사용할 전체 섬유 개수가 결정되기 때문에 최종적으로 프리폼의 밀도를 결정한다. 즉, 살 간격을 좁게 할수록 더 많은 양의 섬유를 포함시킬 수 있다. 그러나, 실 간격이 좁아서 너무 밀집되어 섬유가 지나가면 섬유간의 마찰로 인해 손상이 생기기 쉽고 개구가 불안정할 수 있기 때문에 복합재 성능과 제직성 모두를 고려하여 결정해야 한다. 특히, 3차원 제직에서 프리폼 두께를 관통하는 경사의 경우는(도 9의 경사 7, 8, 9, 10 번) 여러 층을 상하로 이동하므로 다른 섬유와의 마찰이 더 많이 생긴다. 이런 마찰을 최소화 하는 방법으로 프리폼 두께를 지나는 섬유와 그 이와의 섬유를 분리할 필요가 있다. 이를 위하여 상기 준정형 프로파일 빔 프리폼 제조장치에서 바디는 바디살을 추가로 더 포함하여 두께 방향의 섬유와 그 이외의 경사가 이격되도록 할 수 있다. 도 17은 도 9의 섬유 배열의 경우 바디의 살 간격과 그 내부를 지나는 경사를 나타낸 것이다. 즉, 경사 1 내지 6 은 개수가 많으므로 칸이 넓은 공간으로 지나고 경사 7 내지 10은 칸이 좁은 공간을 지나는 것을 보여주고 있다.In addition, in the semi-structured profile beam preform manufacturing apparatus, the body (reed) may further include an additional reed wire for allowing the fibers in the thickness direction and other inclinations to be spaced apart. The body plays a role of making the weft yarn stacked in the thickness direction of the preform by adhering the weft yarn every time the step is finished. As shown in FIG. 1, the body has a uniform reed wire in the longitudinal direction. Since the total number of fibers to be used is determined according to the thickness of the flesh, the density of the preform is finally determined. That is, the narrower the gap between the flesh, the more fibers can be included. However, if the fibers are too dense due to the narrow space between the threads, damage may occur due to friction between the fibers and the opening may be unstable. Therefore, it must be determined in consideration of both the performance of the composite material and the weaving property. In particular, in the case of a warp penetrating the preform thickness in 3D weaving (warp 7, 8, 9 and 10 in FIG. 9 ), several layers are moved up and down, resulting in more friction with other fibers. In a way to minimize this friction, it is necessary to separate the fibers passing through the preform thickness and the fibers therewith. To this end, in the semi-structured profile beam preform manufacturing apparatus, the body may further include a body flesh so that the fibers in the thickness direction and other inclinations are spaced apart. FIG. 17 shows the thickness of the body and the inclination passing through it in the case of the fiber arrangement of FIG. 9. That is, since the number of slopes 1 to 6 is large, the cells pass through a wide space, and the slopes 7 to 10 show that the cells pass through a narrow space.

이상, 본 발명을 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예 등으로 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.In the above, the present invention has been described in detail, but the scope of the present invention is not limited to specific embodiments, etc., and should be interpreted by the appended claims. In addition, those who have acquired ordinary knowledge in this technical field should understand that many modifications and variations can be made without departing from the scope of the present invention.

1 경사빔
2 경사 가이드
3 종광
4 종광틀
5 바디
6 셔틀
7 권취 롤러
1 oblique beam
2 slope guide
3 heald
4 heald frame
5 body
6 shuttle
7 winding roller

Claims (12)

두께 방향의 섬유가 프리폼 전체 두께를 관통하여 하나의 직교결속층을 갖는 일체형 평판 프리폼부; 및
상기 일체형 평판 프리폼부에 접하고, 두께 방향의 섬유가 프리폼 일부 두께를 관통하여 복수의 직교결속층을 갖는 분리형 평판 프리폼부;
를 포함하는 준정형 프로파일 빔 프리폼으로,
상기 분리형 평판 프리폼부의 복수의 직교결속층은 각각 복수의 직교결속층의 일 단부의 최상단으로부터 연장되는 제1 두께 방향의 섬유 및 최하단으로부터 연장되는 제2 두께 방향의 섬유를 포함하고,
상기 분리형 평판 프리폼부의 인접하는 경사 사이에는 하나의 위사가 위치하고,
상기 분리형 평판 프리폼부의 최상부에 위치하는 직교결속층의 제1 두께 방향의 섬유 및 최하부에 위치하는 직교결속층의 제2 두께 방향의 섬유만이 상기 일체형 평판 프리폼부의 프리폼 전체 두께를 관통하며, 상기 분리형 평판 프리폼부의 나머지 두께 방향의 섬유는 상기 일체형 평판 프리폼부에서 길이 방향으로 평행하게 연장되고,
상기 일체형 평판 프리폼부의 인접하는 경사 사이에는 하나의 위사가 위치하고,
상기 일체형 평판 프리폼부의 프리폼 전체 두께를 관통하는 두 개의 두께 방향의 섬유는 길이 방향으로 하나의 열의 위사를 프리폼의 두께 방향으로 결속시킬 수 있도록 프리폼 전체 두께의 최상단과 최하단에 번갈아 접하도록 연장되는 것을 특징으로 하는 준정형 프로파일 빔 프리폼.
An integrated flat preform part having one orthogonal bonding layer through which fibers in the thickness direction pass through the entire thickness of the preform; And
A separable flat plate preform portion in contact with the integrated flat plate preform portion and having a plurality of orthogonal bonding layers through which fibers in a thickness direction penetrate a portion of the preform thickness;
A semi-structured profile beam preform comprising a,
The plurality of orthogonal binding layers of the separable flat plate preform part each include fibers in a first thickness direction extending from an uppermost end of one end of the plurality of orthogonal binding layers and fibers in a second thickness direction extending from a lowermost end,
One weft yarn is located between adjacent warp of the separate flat plate preform part,
Only the fibers in the first thickness direction of the orthogonal bonding layer located at the top of the separate flat plate preform part and the fibers in the second thickness direction of the orthogonal bonding layer located at the lowermost part penetrate the entire thickness of the preform of the integrated flat preform part, and the separate type Fibers in the remaining thickness direction of the flat plate preform part extend in parallel in the longitudinal direction from the integral flat preform part,
One weft yarn is located between adjacent warps of the integrated flat preform part,
The fiber in the two thickness directions penetrating the entire thickness of the preform in the integrated flat preform portion extends to alternately contact the top and bottom ends of the total thickness of the preform so that one row of weft yarns in the length direction can be bound in the thickness direction of the preform. Semi-structured profile beam preform made of.
제1항에 있어서,
상기 일체형 평판 프리폼부의 두께 방향 섬유의 관통은 상기 일체형 평판 프리폼부의 두께 방향 일 단면으로부터 시작되어, 동일 면으로 끝나도록 구성되는 것을 특징으로 하는 준정형 프로파일 빔 프리폼.
The method of claim 1,
The semi-structured profile beam preform, characterized in that the penetration of the fibers in the thickness direction of the integrated flat preform portion is configured to start from one cross section in the thickness direction of the integral flat preform portion and end with the same surface.
제1항에 있어서,
상기 일체형 평판 프리폼부와 분리형 평판 프리폼부의 길이의 비를 조절하는 것을 특징으로 하는 준정형 프로파일 빔 프리폼.
The method of claim 1,
Semi-structured profile beam preform, characterized in that adjusting the ratio of the length of the integrated flat plate preform portion and the separate flat plate preform portion.
제1항에 있어서,
상기 준정형 프로파일 빔 프리폼은 분리형 평판 프리폼부를 전개하였을 때, X형의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 준정형 프로파일 빔 프리폼.
The method of claim 1,
The semi-structured profile beam preform, characterized in that when the separable flat preform portion is deployed, has an X-shaped shape.
제1항에 있어서,
상기 준정형 프로파일 빔 프리폼은 분리형 평판 프리폼부를 전개하였을 때, π형, I형 및 H형으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 준정형 프로파일 빔 프리폼.
The method of claim 1,
The semi-structured profile beam preform, characterized in that it has one type selected from the group consisting of a π-type, an I-type, and an H-type when the split-type flat preform is deployed.
제1항에 있어서,
상기 준정형 프로파일 빔 프리폼은 분리형 평판 프리폼부를 전개하였을 때, T형 및 Y형으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 준정형 프로파일 빔 프리폼.
The method of claim 1,
The semi-structured profile beam preform, characterized in that it has one type selected from the group consisting of a T-shape and a Y-shape when the separate flat plate preform is deployed.
직교결속 방식으로 제1항의 준정형 프로파일 빔 프리폼을 제조하는 방법이되,
두께 방향의 섬유가 프리폼 전체 두께를 관통하도록 하여 하나의 직교결속층을 갖는 일체형 평판 프리폼부를 형성하는 단계;
상기 일체형 평판 프리폼부에 접하여, 두께 방향의 섬유가 프리폼 일부 두께를 관통하여 복수의 직교결속층을 갖는 분리형 평판 프리폼부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 준정형 프로파일 빔 프리폼의 제조방법.
It is a method of manufacturing the semi-structured profile beam preform of claim 1 by orthogonal bonding method,
Forming an integrated flat preform portion having one orthogonal bonding layer by allowing fibers in the thickness direction to pass through the entire thickness of the preform;
And forming a separable flat plate preform having a plurality of orthogonal bonding layers in contact with the integrated flat plate preform by allowing fibers in a thickness direction to penetrate a portion of the thickness of the preform.
제7항에 있어서,
상기 일체형 평판 프리폼부를 형성하는 단계에서 일체형 평판 프리폼부의 두께 방향의 섬유의 관통은 상기 일체형 평판 프리폼부의 두께 방향 일 단면으로부터 시작되어, 동일 면으로 끝나도록 구성되는 것을 특징으로 하는 준정형 프로파일 빔 프리폼의 제조방법.
The method of claim 7,
In the step of forming the integrated flat preform part, the penetration of fibers in the thickness direction of the integrated flat preform part starts from one end face of the integrated flat preform part in the thickness direction and ends on the same side. Manufacturing method.
제7항에 있어서,
상기 분리형 평판 프리폼부는 상기 일체형 평판 프리폼부의 일면 또는 양면에 접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 준정형 프로파일 빔 프리폼의 제조방법.
The method of claim 7,
The method of manufacturing a semi-structured profile beam preform, characterized in that the separable flat preform part is formed in contact with one or both sides of the integrated flat preform part.
제7항에 있어서, 상기 분리형 평판 프리폼부의 길이와 일체형 평판 프리폼부의 길이의 비를 조절하는 것을 특징으로 하는 준정형 프로파일 빔 프리폼의 제조방법.
The method of claim 7, wherein the ratio of the length of the separate flat plate preform portion and the length of the integral flat plate preform portion is adjusted.
제7항에 있어서, 상기 두께 방향의 섬유의 관통 시에, 상기 두께 방향의 섬유가 경사와 이격되도록 삽입되어 관통되는 것을 특징으로 하는 준정형 프로파일 빔 프리폼의 제조방법.
The method of claim 7, wherein when the fibers in the thickness direction pass through, the fibers in the thickness direction are inserted and penetrated so as to be spaced apart from the warp.
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