KR102211231B1 - 프리프레그 인서트물 예열 및 성형 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 프리프레그 인서트물 예열 및 성형 장치는, 프리프레그 인서트물인 복수의 탄소 섬유 시트를 파지한 상태에서 위치 이동 가능한 인서트물 취부 유닛(100); 상기 인서트물 취부 유닛(100)을 통해 상기 복수의 탄소 섬유 시트가 순차적으로 공급되는 고정 금형(210)과, 슬라이딩 이동 가능하게 배치된 한쌍의 코어 금형을 구비한 상태에서 상기 고정 금형(210) 상에 형폐 가능하도록 배치된 이동 금형(220)을 갖는 금형 조립체(200); 및 상기 금형 조립체(200) 상에 일체적으로 결합된 상태에서 상기 고정 금형(210)과 이동 금형(220)의 개폐에 따라 개방 내지 폐쇄되는 가열 유닛(300);을 포함하고, 상기 인서트물 취부 유닛(100)을 이용하여 상기 복수의 탄소 섬유 시트를 상기 가열 유닛(300)을 통해 예열을 시행한 후 연속적으로 상기 금형 조립체(200)를 통해 가압 성형 및 오버 몰딩을 실시한다.
Description
본 발명은 프리프레그 인서트물 예열 및 성형 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 프리프레그는 레진과 같은 결합제를 강화 섬유에 미리 함침시켜 제조되는 시트 형태의 제품으로서, 복합재료 제품의 성형을 위한 중간 재료를 말한다. 이때, 강화 섬유로는 탄소 섬유, 유리 섬유, 아라미드(aramid) 섬유 등이 주로 이용되며, 결합제로는 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 열가소성 수지 등이 이용된다.
이러한 프리프레그는 섬유의 종류, 섬유의 배열형태, 결합제의 종류 등에 따라 다양한 제품군을 형성하며, 프리프레그를 이용하여 제조되는 복합재는 다른 재료와 비교하여 강도, 강성도, 내식성, 피로수명, 내충격성 등의 특성이 매우 우수하다. 이 때문에 프리프레그는 소재 경량화가 특히 요구되는, 항공우주, 자동차, 선박, 건축 등을 포함한 여러 산업 분야에서 폭넓게 활용되고 있다.
복합재를 이용하여 중공 구조체를 제조하기 위한 종래 기술을 살펴보면 다음과 같다.
오토클레이브(autoclave) 성형법은 프리프레그를 여러 겹 몰드에 적층한 후 진공백으로 제품 표면을 포장하여 외부로부터 차단시킨 다음, 진공백 외부에는 기체 압력이 가해지고 내부에는 외부 진공 펌프에 의해 진공상태를 유지시켜, 제품의 에 함침되어 있는 수지로부터 발생되는 휘발성분을 제거하여 프리프레그를 각 층 간의 틈새 없이 접합할 수 있도록 한 것이다.
열팽창 몰딩법은 프리프레그를 금형 사이에 배치시키고 수지의 변형 온도 이상에서 실리콘 블록을 팽창시켜 압축 성형하는 방법으로, 수지를 미리 예열된 특정 형상의 금형에 투입하고 고온 및 고압으로 압축하여 제품을 생산하여 짧은 시간에 복잡한 형상의 제품을 성형할 수 있다.
에어팽창 몰딩방법은 프리프레그를 금형 사이에 위치시키고 그 금형에 히터(heater) 또는 핫플레이트(hot plate)를 이용하여 열을 가하는 방식으로, 특정 온도가 가해지면 내부에 있는 튜브가 팽창되면서 프리프레그를 가압하는 방식의 공기압을 이용한 성형방법이다.
프리프레그 인서물들 중 탄소섬유 시트는 수지가 함침되어 있는 프리프레그로서 예열 이후에 빠른 시간 내에 금형 내로의 장입이 필요하다. 별도의 가열장치를 통해 탄소섬유 시트를 가열한 이후에 금형 내로의 장입 후 형폐의 시간이 길어질수록 탄소섬유 시트에 함침되어 있는 수지가 냉각되어 성형성이 떨어진다는 문제점이 있게 된다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하고자 하는 것으로서, 인서트물 취부 유닛을 이용하여 프리프레그 인서트물인 탄소 섬유 시트를 파지한 상태에서 가열 유닛 상으로 위치 이동하여 예열을 수행한 상태에서 연속적으로 인서트 금형 상으로 이동하여 성형 작업을 수행하게 하는 프리프레그 인서트물 예열 및 성형 장치를 제공하는 것이 목적이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프리프레그 인서트물 예열 및 성형 장치는, 프리프레그 인서트물인 복수의 탄소 섬유 시트를 파지한 상태에서 위치 이동 가능한 인서트물 취부 유닛(100); 상기 인서트물 취부 유닛(100)을 통해 상기 복수의 탄소 섬유 시트가 순차적으로 공급되는 고정 금형(210)과, 슬라이딩 이동 가능하게 배치된 한쌍의 코어 금형을 구비한 상태에서 상기 고정 금형(210) 상에 형폐 가능하도록 배치된 이동 금형(220)을 갖는 금형 조립체(200); 및 상기 금형 조립체(200) 상에 일체적으로 결합된 상태에서 상기 고정 금형(210)과 이동 금형(220)의 개폐에 따라 개방 내지 폐쇄되는 가열 유닛(300);을 포함하고, 상기 인서트물 취부 유닛(100)을 이용하여 상기 복수의 탄소 섬유 시트를 상기 가열 유닛(300)을 통해 예열을 시행한 후 연속적으로 상기 금형 조립체(200)를 통해 가압 성형 및 오버 몰딩을 실시한다.
상기 가열 유닛(300)은 상기 고정 금형(210)과 이동 금형(220) 상에 각각 일체적으로 고정 결합되는 한쌍의 단위 가열부(310,320)를 포함하고, 상기 한쌍의 단위 가열부(310,320)는 상부가 개방된 상태의 중공 형상을 갖는 것으로서, 상기 복수의 탄소 섬유 시트에 대한 동시적인 가열을 수행한다.
상기 인서트물 취부 유닛(100)은, 회전 플레이트(110), 상기 회전 플레이트(110)의 상부에 결합되는 회전 구동부(120), 상기 회전 플레이트(110)의 하단에 양측 상으로 대칭적으로 배치되는 파지부(140), 및 상기 회전 플레이트(110)의 상단에 양측 상으로 대칭적으로 배치되어져 상기 파지부(140)의 작동을 조절하는 액츄에이터부(150)를 포함하고, 전기적인 신호를 수신한 상기 액츄에이터부(150)의 상하 작동에 따라서 상기 파지부(140)를 이루는 그립(143)의 개방 동작을 통해 상기 복수의 탄소 섬유 시트에 대한 로딩 작업을 수행하게 한다.
상기 액츄에이터부(150)는, 상기 회전 플레이트(110)의 측부 가장자리를 따라 배치되는 연결 바아(151) 및 상기 연결 바아(151)의 하단 상에 소정 간격으로 배치되는 복수의 작동 로드(153)를 포함하고, 상기 연결 바아(151) 사이에는 완충 부재(160)가 구비된다.
상기 고정 금형(210)은 상부 측에 형성된 1차 성형 공간(211) 및 상기 1차 성형 공간(211)의 하부 측에 이격 형성된 2차 성형 공간(213)을 포함하고, 상기 복수의 탄소 섬유 시트는 상기 인서트물 취부 유닛(100)을 통해 상기 1,2차 성형 공간의 상부 측에 각각 형성된 시트 걸이핀(215) 상에 걸리는 구조이다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 프리프레그 인서트물 예열 및 성형 장치는 인서트물 취부 유닛을 이용하여 프리프레그 인서트물인 탄소 섬유 시트를 파지한 상태에서 가열 유닛 상으로 위치 이동하여 예열을 수행한 상태에서 연속적으로 인서트 금형 상으로 이동하여 성형 작업을 수행하게 함으로써 탄소섬유 시트에 함침되어 있는 수지의 냉각을 방지하여 성형성을 향상한다.
본 발명은 회전 가동 가능한 취부 유닛을 통해 고정 금형 상에 상하로 배치된 성형 공간 상에 상기 한쌍의 탄소 섬유 시트를 연속적으로 배치 가능하게 함으로써 금형 조립체의 형개 시에 신속한 시트 공급 작업을 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리프레그 인서트물 예열 및 성형 장치의 구성을 보인다.
도 2는 가열 유닛 상에 인서트물 취부 유닛이 위치한 상태에서, 금형 조립체와 가열 유닛이 동시에 형합을 한 상태를 보인다.
도 3은 가열 유닛 상에서 예열이 이루어진 인서트물을 인서트물 취부 유닛을 이용하여 연속적으로 하부 이송하여 금형 조립체 상에 위치한 상태를 보인다.
도 4는 금형 조립체 상에 인서트물 취부 유닛이 위치한 상태에서, 금형 조립체와 가열 유닛이 동시에 형합을 한 상태를 보인다.
도 5는 인서트물 취부 유닛의 구체적인 구성을 보인다.
도 6은 본 발명에 따른 프리프레그 인서트물 예열 및 성형 장치를 이루는 금형 조립체의 구체적인 형상을 보인다.
도 2는 가열 유닛 상에 인서트물 취부 유닛이 위치한 상태에서, 금형 조립체와 가열 유닛이 동시에 형합을 한 상태를 보인다.
도 3은 가열 유닛 상에서 예열이 이루어진 인서트물을 인서트물 취부 유닛을 이용하여 연속적으로 하부 이송하여 금형 조립체 상에 위치한 상태를 보인다.
도 4는 금형 조립체 상에 인서트물 취부 유닛이 위치한 상태에서, 금형 조립체와 가열 유닛이 동시에 형합을 한 상태를 보인다.
도 5는 인서트물 취부 유닛의 구체적인 구성을 보인다.
도 6은 본 발명에 따른 프리프레그 인서트물 예열 및 성형 장치를 이루는 금형 조립체의 구체적인 형상을 보인다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프리프레그 인서트물 예열 및 성형 장치는 프리프레그 인서트물인 복수의 탄소 섬유시트(10)를 파지한 상태에서 위치 이동 가능한 인서트물 취부 유닛(100), 인서트물 취부 유닛(100)을 통해 복수의 탄소 섬유 시트가 순차적으로 공급되는 금형 조립체(200), 및 금형 조립체(200) 상에 일체적으로 결합된 상태에서 금형 조립체(200)를 구성하는 고정 금형(210)과 이동 금형(220)의 개폐에 따라 개방 내지 폐쇄되는 가열 유닛(300)을 포함한다.
금형 조립체(200)는 고정 금형(210)과, 슬라이딩 이동 가능하게 배치된 한쌍의 코어 금형을 구비한 상태에서 상기 고정 금형(210) 상에 형폐 가능하도록 배치된 이동 금형(220)을 갖는다.
고정 금형(210) 상에는 복수의 성형 공간(211,213) 및 상기 복수의 성형 공간(2111,213)의 상부 측에 각각 형성된 시트 걸이핀(215)이 구비된다. 인서트물 취부 유닛(100)을 통해 공급된 복수의 탄소 섬유 시트는 시트 걸이핀(215)을 통해 성형 공간의 전방 상에 위치하게 된다.
이동 금형(220) 상에는 슬라이딩 코어 방식으로 위치 변경하는 한쌍의 코어 금형을 구비한다. 금형 조립체(200)를 구성하는 고정 금형(210)과 이동 금형(220)의 형합 시에 고정 금형(210)의 성형 공간에 위치한 탄소 섬유 시트는 상기 코어 금형에 의해 가압 성형되어져 중공의 성형 구조체를 형성하는 것과 동시에 중고의 성형 구조체 상에 사출 성형을 통한 보강 구조물의 형성 및 에어 공급을 통한 표면 품질을 확보할 수 있게 한다.
상기 가열 유닛(300)은 고정 금형(210)과 이동 금형(220) 상에 각각 일체적으로 고정 결합되는 한쌍의 단위 가열부(310,320)를 포함하고, 상기 한쌍의 단위 가열부(310,320)는 상부(314,324)가 개방된 상태의 중공 형상을 갖는 것으로서, 상기 복수의 탄소 섬유 시트에 대한 동시적인 가열을 수행한다.
고정 금형(210)의 상부 상에 배치되는 제1 단위 가열부(310)는 제2 단위 가열부(320)와 마주하는 방향으로 개방된 'ㄷ' 단면을 갖는 중공 형태를 갖는다. 상기 제1 단위 가열부(310)의 내부 안쪽에는 제1 히터(312)가 배치되어진다. 한편, 이동 금형(220)의 상부 상에 배치되는 제2 단위 가열부(320)는 제1 단위 가열부(310)와 마주하는 방향으로 개방된 'ㄷ' 단면을 갖는 중공 형태를 갖는다. 상기 제2 단위 가열부(320)의 내부 안쪽에는 제2 히터(322)가 배치되어진다.
복수의 탄소 섬유 시트를 파지한 인서트물 취부 유닛(100)은 한쌍의 단위 가열부(310,320)가 서로 이격된 상태에서 하강한 후에 제1,2 단위 가열부의 중심부 상에서 정지한다. 상기 상태에서, 금형 조립체(200)의 형합 공정에 연동하여 한쌍의 단위 가열부(310,320)는 서로 형합하게 된다. 이를 통해서 가열 유닛(300) 내에 인서트물 취부 유닛(100)이 수용되는 형태가 이루어지고, 복수의 탄소 섬유 시트는 제1,2 히터를 통해 동시에 예열 작업이 행해진다.
상기 인서트물 취부 유닛(100)은 회전 플레이트(110), 회전 플레이트(110)의 상부 중앙에 결합되는 회전 구동부(120), 회전 구동부(120)의 일측 상에 고정 결합되는 이송 아암 연결부(130), 회전 플레이트(110)의 하단에 양측 상으로 대칭적으로 배치되는 복수의 파지부(140), 및 회전 플레이트(110)의 상단에 양측 상으로 대칭적으로 배치되어져 상기 파지부(140)의 작동을 조절하는 액츄에이터부(10)를 포함한다.
이송 아암 연결부(130)는 다축 관절 로봇에 연결되어지게 한다. 다축 관절 로봇은 다관절 링크 및 다관절 링크의 연결 지점을 이루는 복수의 축을 갖는 구조를 가진 상태에서 모션 제어부를 통해 로봇을 이루는 각 축의 위치, 속도 및 가속도 정보를 포함하는 경로 계획을 세워 명령을 내리게 된다. 다축 관절 로봇은 모든 관절이 직선형인 직교형 로봇, 2개의 직선운동관절과 1개의 회전관절을 갖는 원통형 로봇, 2개의 회전관절과 1 개의 직선관절을 갖는 구형 로봇 및 3개의 회전관절을 갖는 연결형 로봇 중 어느 하나의 종류를 사용하거나 또는 상기 다수의 로봇 종류 중 둘 이상을 조합하여 사용하는 것이 가능하다.
상기 복수의 파지부(140) 각각은 회전 플레이트(110)의 하단 상에서 하부 방향으로 형성되는 파지 몸체(141), 파지 몸체(141)의 하부 상에 형성된 그랩 회전축(145)을 기준으로 좁혀지거나 벌려지는 동작을 수행하는 한쌍의 그랩(143)을 갖는다. 즉, 한쌍의 그랩(143)은 액츄에이터부(150)의 작동에 따라서 탄소 섬유 시트를 양측에서 잡는 방식으로 파지 가능한 한편으로 지정된 장소에서 탄소 섬유 시트의 해제를 가능하게 한다.
전기적인 신호를 수신한 액츄에이터부(150)의 상하 작동에 따라서 파지부(140)를 이루는 그랩(143)의 개방 동작을 통해 복수의 탄소 섬유 시트에 대한 로딩 작업을 수행한다.
상기 액츄에이터부(150)는 회전 플레이트(110)의 측부 가장자리를 따라 배치되는 연결 바아(151) 및 상기 연결 바아(151)의 하단 상에 소정 간격으로 배치되는 복수의 작동 로드(153)를 포함한다. 복수의 파지부(140)는 연결 바아(151)를 따라서 상기 복수의 작동 로드(153)의 상에 각각 배치되는 구조일 수 있다.
복수의 작동 로드(153)는 회전 플레이트(110)를 관통하여 결합한 상태에서 파지 몸체(141)의 내부 상에서 한쌍의 그랩에 기구적으로 연동하게 결합한다. 즉, 예시적으로 파지 몸체(141) 내에서 수직 방향으로 운동하는 작동 로드(153)는 그랩 회전축(145)에 회전 가능하게 결합된 한쌍의 그랩(143)의 상단 상에 링크 결합되거나, 그랩 회전축(145)에 링크 결합되는 방식을 통해 상기 한쌍의 그랩(143)의 회전 작동을 조절한다.
상기 연결 바아(151)와 회전 플레이트(110)사이에는 완충 부재(160)가 구비되어진다.
액츄에이터부(150) 작동 시에, 완충 부재(160)는 연결 바아(151)의 하강 제한 지점을 설정한다. 즉, 상승한 연결 바아(151)의 하강 시에 예상치 못한 고장으로 인한 갑작스런 낙하 충격을 방지하거나, 상승한 연결 바아(151)의 최저점을 설정하는 기능을 한다.
도 6을 참조하여 이동 금형(220)의 일 실시예를 설명한다.
이동 금형(220)은 제1 코어 금형 가이드부(221), 제1 코어 금형 가이드부(221)에 형성된 가이드바(223)를 따라 이동 가능하게 결합된 제2 코어 금형 가이드부(225), 가이드바(223)를 따라 이동 가능하게 결합되되 제2 코어 금형 가이드부(225)의 외측 상에 배치되는 소재 가이드부(227), 제1 코어 금형 가이드부(221) 상에서 슬라이딩 운동하도록 배치되는 제1 코어 금형(230), 제2 코어 금형 가이드부(225) 상에서 슬라이딩 운동하도록 배치되는 제2 코어 금형(240)을 포함한다.
금형 조립체(100)의 형합 단계에서, 소재 가이드부(227)는 고정 금형(210)에 장입된 탄소 섬유시트(10)를 고정 금형(210)의 성형 공간(211,213)과 코어 금형(230,240) 사이에 안정적으로 위치시키도록 하는 기능을 한다. 즉,
제1 코어 금형(230)은 제1 코어 금형 가이드부(221)에 형성된 제1 가이드 레일(222)을 따라 고정 금형(210)의 1차 성형 공간(211)과 2차 성형 공간(213) 간을 반복적으로 슬라이딩 운동한다. 한편, 제2 코어 금형(240)은 제2 코어 금형 가이드부(225)에 형성된 제2 가이드 레일(226)을 따라 고정 금형(210)의 1차 성형 공간(211)과 2차 성형 공간(213) 간을 반복적으로 슬라이딩 운동한다.
즉, 예시적으로 제1 코어 금형(230)을 통해 인서트물이 결합되는 과정을 보면 다음과 같다.
제1 코어 금형 가이드부(221)의 제1 가이드 레일(222)을 따라 고정 금형(210)의 1차 성형 공간(211)에 위치한 제1 코어 금형(230)에 제1 인서트물을 가압하여 성형한 상태에서, 제1 코어 금형(230)을 제1 가이드 레일(222)을 따라 고정 금형(210)의 2차 성형 공간(213)에 위치하게 한다. 이후에, 2차 성형 공간(213)에 공급된 제2 인서트물을 가압하여 성형한다. 여기서, 상기 제1,2 인서트물은 프리프레그 인서트물인 복수의 탄소 섬유시트(10)를 의미하는 것일 수 있다.
한편, 금형(100)이 형폐된 상태에서, 1차 성형 공간(211)에 수용된 제1 인서트물에 대한 가압 성형이 이루어지는 것과 동시에, 제1 인서트물에 형성된 관통홀을 통해 수지의 공급이 이루어진다. 여기에서, 제1 인서트물의 관통홀을 통해 제1 인서트물 내측으로 수지를 공급한 후에 제1 인서트물의 관통홀 외측을 통해 제1 인서트물 외측으로 수지를 공급한다. 즉, 1차 성형 공간(211)에서 가압 성형된 제1 인서트물에 대해 고정 금형(210)에 형성된 러너부에 배치된 밸브 모듈을 이용하여 수지를 공급하는 과정을 통해 제1 인서트물의 내외부 상에 오버 몰딩을 수행하여 제1 인서트물의 내외측 상에 보강 구조물을 형성할 수 있다.
본 발명은 인서트물 취부 유닛(100)을 이용하여 복수의 탄소 섬유 시트를 가열 유닛(300)을 통해 예열을 시행한 후 연속적으로 금형 조립체(200)를 통해 가압 성형 및 오버 몰딩을 실시한다. 본 발명에 따른 프리프레그 인서트물 예열 및 성형 장치는 인서트물 취부 유닛(100)을 이용하여 프리프레그 인서트물인 탄소 섬유 시트를 파지한 상태에서 가열 유닛(300) 상으로 위치 이동하여 예열을 수행한 상태에서 연속적으로 인서트 금형 상으로 이동하여 성형 작업을 수행하게 함으로써 탄소섬유 시트에 함침되어 있는 수지의 냉각을 방지하여 성형성을 향상한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 인서트물 취부 유닛
110 : 회전 플레이트
120 : 회전 구동부
130 : 이송 아암 연결부
140 : 파지부
141: 파지 몸체
143 : 그랩
145 : 그랩 회전축
150 : 액츄에이터부
200 : 금형 조립체
210 : 고정 금형
211 : 1차 성형 공간
213 : 2차 성형 공간
215 : 시트 걸이핀
220 : 이동 금형
300 : 가열 유닛
110 : 회전 플레이트
120 : 회전 구동부
130 : 이송 아암 연결부
140 : 파지부
141: 파지 몸체
143 : 그랩
145 : 그랩 회전축
150 : 액츄에이터부
200 : 금형 조립체
210 : 고정 금형
211 : 1차 성형 공간
213 : 2차 성형 공간
215 : 시트 걸이핀
220 : 이동 금형
300 : 가열 유닛
Claims (5)
- 프리프레그 인서트물인 복수의 탄소 섬유 시트를 파지한 상태에서 위치 이동 가능한 인서트물 취부 유닛(100);
상기 인서트물 취부 유닛(100)을 통해 상기 복수의 탄소 섬유 시트가 순차적으로 공급되는 고정 금형(210)과, 슬라이딩 이동 가능하게 배치된 한쌍의 코어 금형을 구비한 상태에서 상기 고정 금형(210) 상에 형폐 가능하도록 배치된 이동 금형(220)을 갖는 금형 조립체(200); 및
상기 금형 조립체(200) 상에 일체적으로 결합된 상태에서 상기 고정 금형(210)과 이동 금형(220)의 개폐에 따라 개방 내지 폐쇄되는 가열 유닛(300);을 포함하고,
상기 인서트물 취부 유닛(100)은,
회전 플레이트(110), 상기 회전 플레이트(110)의 상부에 결합되는 회전 구동부(120), 상기 회전 플레이트(110)의 하단에 양측 상으로 대칭적으로 배치되는 파지부(140), 및 상기 회전 플레이트(110)의 상단에 양측 상으로 대칭적으로 배치되어져 상기 파지부(140)의 작동을 조절하는 액츄에이터부(150)를 포함하고,
전기적인 신호를 수신한 상기 액츄에이터부(150)의 상하 작동에 따라서 상기 파지부(140)를 이루는 그립(143)의 개방 동작을 통해 상기 복수의 탄소 섬유 시트에 대한 로딩 작업을 수행하게 하며,
상기 인서트물 취부 유닛(100)을 이용하여 상기 복수의 탄소 섬유 시트를 상기 가열 유닛(300)을 통해 예열을 시행한 후 연속적으로 상기 금형 조립체(200)를 통해 가압 성형 및 오버 몰딩을 실시하는 것을 특징으로 하는,
프리프레그 인서트물 예열 및 성형 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 가열 유닛(300)은 상기 고정 금형(210)과 이동 금형(220) 상에 각각 일체적으로 고정 결합되는 한쌍의 단위 가열부(310,320)를 포함하고, 상기 한쌍의 단위 가열부(310,320)는 상부가 개방된 상태의 중공 형상을 갖는 것으로서, 상기 복수의 탄소 섬유 시트에 대한 동시적인 가열을 수행하는, 프리프레그 인서트물 예열 및 성형 장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 액츄에이터부(150)는,
상기 회전 플레이트(110)의 측부 가장자리를 따라 배치되는 연결 바아(151) 및 상기 연결 바아(151)의 하단 상에 소정 간격으로 배치되는 복수의 작동 로드(153)를 포함하고, 상기 연결 바아(151) 사이에는 완충 부재(160)가 구비되는,
프리프레그 인서트물 예열 및 성형 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 고정 금형(210)은 상부 측에 형성된 1차 성형 공간(211) 및 상기 1차 성형 공간(211)의 하부 측에 이격 형성된 2차 성형 공간(213)을 포함하고,
상기 복수의 탄소 섬유 시트는 상기 인서트물 취부 유닛(100)을 통해 상기 1,2차 성형 공간의 상부 측에 각각 형성된 시트 걸이핀(215) 상에 걸리는 구조인,
프리프레그 인서트물 예열 및 성형 장치.
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KR1020200055587A KR102211231B1 (ko) | 2020-05-11 | 2020-05-11 | 프리프레그 인서트물 예열 및 성형 장치 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115122573A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-09-30 | 青岛海泰科模具有限公司 | 一种用于碳纤维产品热压注塑一体成型的模具及工艺 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140021448A (ko) * | 2012-08-10 | 2014-02-20 | 주식회사 일광 | 자동차용 사이드 임팩트바 제조 방법 |
KR101436454B1 (ko) * | 2014-04-01 | 2014-09-01 | (주)대성사 | 탄소섬유 열가소성수지 프리프레그의 성형방법 |
KR101434840B1 (ko) * | 2014-04-01 | 2014-09-02 | (주)대성사 | 탄소섬유 열가소성수지 프리프레그용 헤밍장치 |
KR20170127613A (ko) * | 2016-05-12 | 2017-11-22 | ㈜한국몰드김제 | 시트백 프레임 성형 방법 및 장치 |
KR20190142819A (ko) * | 2018-06-19 | 2019-12-30 | 이동우 | 연속압축성형을 이용한 섬유강화 복합재료 제조 장치 |
-
2020
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140021448A (ko) * | 2012-08-10 | 2014-02-20 | 주식회사 일광 | 자동차용 사이드 임팩트바 제조 방법 |
KR101436454B1 (ko) * | 2014-04-01 | 2014-09-01 | (주)대성사 | 탄소섬유 열가소성수지 프리프레그의 성형방법 |
KR101434840B1 (ko) * | 2014-04-01 | 2014-09-02 | (주)대성사 | 탄소섬유 열가소성수지 프리프레그용 헤밍장치 |
KR20170127613A (ko) * | 2016-05-12 | 2017-11-22 | ㈜한국몰드김제 | 시트백 프레임 성형 방법 및 장치 |
KR20190142819A (ko) * | 2018-06-19 | 2019-12-30 | 이동우 | 연속압축성형을 이용한 섬유강화 복합재료 제조 장치 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115122573A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-09-30 | 青岛海泰科模具有限公司 | 一种用于碳纤维产品热压注塑一体成型的模具及工艺 |
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