KR102214620B1 - 수용성 몰드 제조방법 및 이를 이용한 연료탱크 제조방법 - Google Patents

수용성 몰드 제조방법 및 이를 이용한 연료탱크 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수용성 몰드를 구성하는 중공형 세라믹 버블 알갱이들 또는/및 테프론 볼들이 수용성 몰드를 지탱하는 뼈대 역할을 하여, 수용성 몰드에 프리프레그를 감싸고 경화시키는 과정에서 강한 압력을 주어도 수용성 몰드가 깨지거나 뭉개지지 않는다. 이로 인해, 연료탱크와 같은 중공형 제품을 치밀하게 만들 수 있다.

Description

수용성 몰드 제조방법 및 이를 이용한 연료탱크 제조방법{Method for making water-soluble mold and making the fuel tank using the same}
본 발명은 수용성 몰드 제조방법 및 이를 이용한 연료탱크 제조방법에 관한 것이다.
항공, 자동차, 레저·스포츠 분야에 사용되는 섬유강화 복합재 부품들 중에는 중공(Hollow)구조가 많다. 이러한 중공 구조를 만들기 위해, 형상의 반쪽을 각각 만든 후 조립하는 방법이 쓰인다. 그러나, 이러한 방법은, 연료탱크와 같이 빈틈이 없어야 하는 제품을 만드는 데 부적합하다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 수용성 코어(water soluble core)에 프리프레그를 감싸고 경화시킨 다음에, 수용성 코어를 물로 녹여, 남아 있는 프리프레그로 연료탱크를 빈틈없이 만드는 방법이 개발되었다.
그러나, 수용성 코어는 강도가 약해서, 프리프레그를 감싸고 경화시키는 과정에서 압력을 주기 어려워, 연료탱크를 치밀하게 만들기 어렵다.
한국등록특허(특1994-0011763)
본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 수용성 몰드 제조방법 및 이를 이용한 연료탱크 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 수용성 몰드 제조방법은,
바인더와 중공형 세라믹 버블 알갱이들을 혼합하는 제1-1단계;
혼합된 상기 바인더와 상기 중공형 세라믹 버블 알갱이들을 가압 및 가열하여 설정된 형상을 가진 코어재로 만드는 제1-2단계; 및
상기 코어재의 표면에 수용성 코팅제를 코팅하는 제1-3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 수용성 몰드 제조방법으로, 연료탱크 제작용 수용성 몰드를 만드는 제1단계;
상기 연료탱크 제작용 수용성 몰드에 프리프레그를 감는 제2단계;
상기 프리프레그가 감긴 연료탱크 제작용 수용성 몰드를 가압 및 가열하여 상기 프리프레그에 포함된 열경화성 수지를 경화시키는 제3단계; 및
상기 프리프레그가 감긴 연료탱크 제작용 수용성 몰드를 물에 담그고, 상기 프리프레그의 개방구를 통해 상기 물을 침투시켜, 상기 연료탱크 제작용 수용성 몰드에 포함된 바인더 및 수용성 코팅제를 녹인 후, 상기 연료탱크 제작용 수용성 몰드에 포함된 중공형 세라믹 버블 알갱이들을 상기 프리프레그의 개방구를 통해서 상기 물과 함께 빼내는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 몰드를 이용한 연료탱크 제조방법에 의해서도 상기 목적이 달성된다.
또한, 상기 목적은, 바인더와 중공형 세라믹 버블 알갱이들과 테프론 볼들을 혼합하는 제1단계;
혼합된 상기 바인더와 상기 중공형 세라믹 버블 알갱이들과 테프론 볼들을 가압 및 가열하여 설정된 형상을 가진 코어재로 만드는 제2단계; 및
상기 코어재의 표면에 수용성 코팅제를 코팅하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 몰드 제조방법에 의해 달성된다.
이러한 수용성 몰드 제조방법으로, 연료탱크 제작용 수용성 몰드를 만드는 제1단계;
상기 연료탱크 제작용 수용성 몰드에 프리프레그를 감는 제2단계;
상기 프리프레그가 감긴 연료탱크 제작용 수용성 몰드를 가압 및 가열하여 상기 프리프레그에 포함된 열경화성 수지를 경화시키는 제3단계; 및
상기 프리프레그가 감긴 연료탱크 제작용 수용성 몰드를 물에 담그고, 상기 프리프레그의 개방구를 통해 상기 물을 침투시켜, 상기 연료탱크 제작용 수용성 몰드에 포함된 바인더 및 수용성 코팅제를 녹인 후, 상기 연료탱크 제작용 수용성 몰드에 포함된 중공형 세라믹 버블 알갱이들 및 테프론 볼들을 상기 프리프레그의 개방구를 통해서 상기 물과 함께 빼내는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 몰드를 이용한 연료탱크 제조방법에 의해서도 상기 목적이 달성된다.
본 발명은 수용성 몰드를 구성하는 중공형 세라믹 버블 알갱이들 또는/및 테프론 볼들이 수용성 몰드를 지탱하는 뼈대 역할을 하여, 수용성 몰드에 프리프레그를 감싸고 경화시키는 과정에서 강한 압력을 주어도 수용성 몰드가 깨지거나 뭉개지지 않는다. 이로 인해, 연료탱크와 같은 중공형 제품을 치밀하게 만들 수 있다.
본 발명은 부피가 큰 테프론 볼들을 사용하여, 바인더와 중공형 세라믹 버블 알갱이들의 양을 줄일 수 있다. 또한, 테프론 볼들을 다른 수용성 몰드를 만드는 데 재활용될 수 있다. 따라서, 수용성 몰드 제작에 소요되는 비용을 절감할 수 있다. 또한, 테프론 볼의 크기와 개수를 조절하여, 대형 연료탱크를 쉽게 만들 수 있다.
본 발명은 바인더와 중공형 세라믹 버블 알갱이들 또는/및 테프론 볼들 가압 및 가열하여 코어재를 만들고, 그 코어재의 표면에 수용성 코팅제를 코팅한다. 이로 인해, 코어재에 프리프레그를 감고, 가열 및 가압하더라도, 프리프레그에 포함된 수지가 코어재로 침투하는 것을 막을 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 수용성 몰드 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 방법으로 만들어진 수용성 몰드로 소형 연료탱크를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 도 2에 도시된 방법에 의해, 소형 연료탱크가 제조되는 상태를 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 수용성 몰드 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 도 4에 도시된 방법으로 만들어진 수용성 몰드로 대형 연료탱크를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 도 5에 도시된 방법에 의해, 대형 연료탱크가 제조되는 상태를 나타낸 모식도이다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 수용성 몰드 제조방법을 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 수용성 몰드 제조방법은,
바인더와 중공형 세라믹 버블 알갱이들을 혼합하는 제1-1단계(S11);
혼합된 상기 바인더와 상기 중공형 세라믹 버블 알갱이들을 가압 및 가열하여 설정된 형상을 가진 코어재로 만드는 제1-2단계(S12); 및
상기 코어재의 표면에 수용성 코팅제를 코팅하는 제1-3단계(S13)로 구성된다.
이하, 제1-1단계(S11)를 설명한다.
수용성 금속염을 물과 혼합하여 바인더를 제조한다.
바인더의 종류는 수용성 금속염계 바인더 또는 폴리비닐 알코올계 바인더다.
수용성 금속염계 바인더 제조방법
제일인산나트륨, 사붕산나트륨, 황산마그네슘 중 2종 이상을 물과 혼합한다.
제일인산나트륨, 사붕산나트륨, 황산마그네슘과 물을 혼합할 경우, 물 400 중량부에 제일인산나트륨 350 중량부, 사붕산나트륨 23 중량부, 황산마그네슘 148 중량부로 혼합하는 것이, 수용성 몰드의 강도를 유지하고, 제일인산나트륨, 사붕산나트륨, 황산마그네슘의 용출로 인한 재료낭비를 없애 바람직하다.
물의 온도는 45 내지 55℃ 인 것이 바람직하다. 이러한 물의 온도범위 내에서 제일인산나트륨, 사붕산나트륨, 황산마그네슘이 가장 잘 녹기 때문이다.
제일인산나트륨, 사붕산나트륨, 황산마그네슘과 물을 혼합하여 8 내지 12분 동안 기계적 교반하는 것이 바람직하다. 교반시간이 8분 미만일 경우 제일인산나트륨, 사붕산나트륨, 황산마그네슘이 다 녹지 않을 수 있으며, 12분을 초과할 경우 이미 다 녹은 상태이기 때문이다.
폴리비닐 알코올계 바인더 제조방법
80℃의 물 500 g에 폴리비닐 알코올 40 g을 넣은 다음, 히팅맨틀(heating mantle)을 이용하여 400 rpm으로 교반한다. 이후 95℃의 물 온도에서 추가로 폴리비닐 알코올 40 g을 넣고 동일한 속도로 교반하여 물에 폴리비닐 알코올을 완전히 용해시킨다.
수용성 금속염계 바인더와 폴리비닐 알코올계 바인더의 장단점 비교
폴리비닐 알코올계 바인더를 사용하여 만든 수용성 몰드는, 수용성 금속염계 바인더를 사용하여 만든 수용성 몰드에 비해 강도가 더 높다.
다만, 폴리비닐 알코올계 바인더를 사용하여 만든 수용성 몰드는 60℃ 이상의 고온의 물로 녹여야 하나, 수용성 금속염계 바인더를 사용하여 만든 수용성 몰드는 상온의 물에서도 잘 녹는다.
중공형 세라믹 버블 알갱이(12)는, 알루미나(산화 알루미늄), 탄화규소, 이산화규소, 멀라이트(mullite), 지르코니아(산화 지르코늄) 등으로 내부가 비워지게 만들어진다. 중공형 세라믹 버블 알갱이(12)의 직경은 300 ㎛ ~ 1000 ㎛ 가 될 수 있다. 또한, 중공형 세라믹 버블 알갱이(12)의 탭 밀도(tapped density)는 0.3 g/㎤ ~ 0.9 g/㎤가 될 수 있다.
중공형 세라믹 버블 알갱이(12)는 수용성 몰드(1)의 강도를 유지하는 뼈대 역할을 한다.
이하, 제1-2단계(S12)를 설명한다.
바인더(11)와 중공형 세라믹 버블 알갱이(12)들을 혼합기에 넣고, 충분하게 혼합시킨다. 바인더(11)와 중공형 세라믹 버블 알갱이(12)들을 설정된 형상을 가진 틀에 붓고, 가압 및 가열하여 설정된 형상을 가진 코어재로 만든다.
중공형 세라믹 버블 알갱이(12)들 100 중량부에 바인더(11)를 10 내지 40 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조한다. 바인더(11)의 함량이 10 중량부 미만일 경우 코어재의 강도가 저하될 수 있고, 40 중량부를 초과할 경우 성형 시 바인더(11)가 용출될 수 있기 때문이다.
바인더(11)와 중공형 세라믹 버블 알갱이(12)들을 설정된 형상을 가진 틀에 붓고 가압시, 최종 코어재의 밀도가 0.3 g/㎤ ~ 0.9g/㎤ 가 되도록 가압한다. 코어재의 성형밀도가 0.3 g/㎤ 미만일 경우 최종 코어재의 형상이 잘 유지되지 않으며, 0.9 g/㎤을 초과하게 만들 경우, 코어재가 만들어지는 과정에 세라믹 버블 알갱이(12)가 깨질 수 있고, 작업자가 취급하기에 코어재가 너무 무거워지기 때문이다.
코어재는 상온(20±5℃)에서 24시간 1차 건조한 다음, 60℃에서 48시간 2차로 열풍건조가 이루어질 수 있다. 이와 같이 상온에서 건조시킨 후 열풍건조를 하는 것은, 열풍건조를 바로 하게 되면 코어재의 표면만 건조되고 속은 건조되지 않기 때문이다.
이하, 제1-3단계(S13)를 설명한다.
수용성 코팅제(13)를 제조한다.
이를 위해, 물에 폴리비닐알코올(PVA)을 천천히 첨가하며 용해시켜 용해액을 제조한다. 폴리비닐알코올은 물 100 중량부에 4 내지 16 중량부가 용해될 수 있다.
에어 스프레이건을 이용하여 분무 방식으로 코어재에 도포할 경우에는 물 100 중량부에 폴리비닐 알코올 4 내지 8 중량부를 용해시키는 것이 바람직하며, 붓을 이용하여 코어재에 도포할 경우에는 물 100 중량부에 폴리비닐 알코올 8 내지 16 중량부를 용해시켜 수용성 코팅제(13)를 제조하는 것이 바람직하다.
폴리비닐알코올이 4 중량부 미만으로 용해될 경우 수용성 코팅제(13) 기능이 저하될 수 있고, 16 중량부 초과하여 용해될 경우 수용성 코팅제(13)의 점도가 높아져 코어재의 표면에 도포가 어려워지기 때문이다. 여기서 물의 온도는 폴리비닐알코올을 용해시키기 위해 80 내지 85℃이다.
이렇게 제조된 용해액을 상온으로 냉각시킨다. 이는 추후 혼합되는 에틸알코올의 기화를 방지하기 위한 것이다.
냉각된 용해액에 에틸알코올을 혼합하여 수용성 코팅제를 제조한다.
에틸알코올을 혼합하는 이유는, 코어재의 표면에 코팅된 수용성 코팅제(13)를, 빠르게 건조시키기 위함이다.
여기서, 냉각된 용해액에 에틸알코올 25 내지 35 중량부를 첨가하고 혼합하여 수용성 코팅제(13)를 제조한다. 그 이유는, 에틸알코올이 25 중량부 미만일 경우 수용성 코팅제(13)의 건조 시간 단축효과가 미미하고, 35 중량부 초과할 경우 폴리비닐알코올과 반응하여 수용성 코팅제가 겔(gel)화 되기 때문이다.
이렇게 만들어진 수용성 코팅제(13)를 코어재의 표면에 분무 또는 붓칠하여 코팅할 수 있다. 코어재의 표면에 수용성 코팅제(13)를 1차 도포하고 3시간 이상 건조시킨 후, 수용성 코팅제(13)를 2차 도포하여 건조시킬 수 있다.
제1-1단계(S11) 내지 제1-3단계(S13)를 거쳐 제조된 수용성 몰드(1)는 압축강도 및 굴곡강도는 4MPa 이상이고, 물 용해도는 50g/min·m2 이상이며, 열팽창계수는 5x10-5mm/mm·℃ 이하로 나타난다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 수용성 몰드 제조방법으로 제조된 수용성 몰드로, 연료탱크를 만드는 방법을 설명한다. 여기서, 연료탱크는 용량 100리터 미만의 소형 연료탱크이다. 도 3을 기본적으로 참조한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 수용성 몰드 제조방법으로 제조된 수용성 몰드로, 연료탱크를 만드는 방법은,
연료탱크 제작용 수용성 몰드를 만드는 제1단계(S21);
상기 연료탱크 제작용 수용성 몰드에 프리프레그를 감는 제2단계(S22);
상기 프리프레그가 감긴 연료탱크 제작용 수용성 몰드를 가압 및 가열하여 상기 프리프레그에 포함된 열경화성 수지를 경화시키는 제3단계(S23); 및
상기 프리프레그가 감긴 연료탱크 제작용 수용성 몰드를 물에 담그고, 상기 프리프레그의 개방구를 통해 상기 물을 침투시켜, 상기 연료탱크 제작용 수용성 몰드에 포함된 바인더 및 수용성 코팅제를 녹인 후, 상기 연료탱크 제작용 수용성 몰드에 포함된 중공형 세라믹 버블 알갱이들을 상기 프리프레그의 개방구를 통해서 상기 물과 함께 빼내는 제4단계(S24)로 구성된다.
이하, 제1단계(S21)를 설명한다.
연료탱크 제작용 수용성 몰드(1)를 만든다.
본 발명의 제1실시예에 따른 수용성 몰드 제조방법으로, 연료탱크 형상을 가진 수용성 몰드를 만든다. 수용성 몰드를 만드는 방법은 전술하였으므로, 그 설명을 생략한다.
이하, 제2단계(S22)를 설명한다.
도 3(a)에 도시된 바와 같이, 연료탱크 제작용 수용성 몰드(1)에 프리프레그(PP)를 감는다. 프리프레그(PP)는 탄소섬유로 짜여진 직물에 열경화성 수지를 함침시켜 B STAGE(수지의 반경화 상태)까지 경화시킨 시트(SHEET) 모양 재료이다.
이하, 제3단계(S23)를 설명한다.
프리프레그(PP)가 감긴 연료탱크 제작용 수용성 몰드(1)를 가압 및 가열하여, 프리프레그(PP)에 포함된 열경화성 수지를 경화시킨다. 이때, 연료탱크 제작용 수용성 몰드(1)에 강한 압력이 가해지더라도, 중공형 세라믹 버블 알갱이(12)들이 연료탱크 제작용 수용성 몰드(1)의 강도를 유지시켜, 연료탱크 제작용 수용성 몰드(1)가 깨지거나 뭉개지는 것을 막아준다.
이하, 제4단계(S24)를 설명한다.
도 3(b)에 도시된 바와 같이, 프리프레그(PP)가 감긴 연료탱크 제작용 수용성 몰드(1)를 물(W)에 담근다. 프리프레그(PP)의 개방구(E)를 통해 물(W)이 침투한다. 프리프레그(PP)의 개방구(E)는 소형 연료탱크의 연료주입구가 된다. 도 3(b)에 도시된 도면부호 B는 물이 담긴 용기다.
연료탱크 제작용 수용성 몰드(1)에 포함된 바인더(11) 및 수용성 코팅제(13)가 서서히 녹는다.
바인더(11) 및 수용성 코팅제(13)가 다 녹으면, 도 3(c)에 도시된 바와 같이, 프리프레그(PP)가 감긴 연료탱크 제작용 수용성 몰드(1)를 뒤집는다. 물(W)에 녹은 바인더(11) 및 수용성 코팅제(13)가 개방구(E)를 통해서 물(W)과 함께 빠져나온다. 동시에, 물(W)에 녹지 않은 중공형 세라믹 버블 알갱이(12)들이 물(W)과 함께 프리프레그(PP)의 개방구(E)를 통해서 빠져나온다. 도 3(c)에서 도면부호 X는 바인더(11) 및 수용성 코팅제(13)가 녹아 있는 물이다.
도 3(d)에 도시된 바와 같은, 소형 연료탱크 형상을 가진 프리프레그(PP)를 건조하면, 소형 연료탱크가 만들어진다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 수용성 몰드 제조방법을 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 수용성 몰드 제조방법은,
바인더와 중공형 세라믹 버블 알갱이들과 테프론 볼들을 혼합하는 제1단계(S31);
혼합된 상기 바인더와 상기 중공형 세라믹 버블 알갱이들과 테프론 볼들을 가압 및 가열하여 설정된 형상을 가진 코어재로 만드는 제2단계(S32); 및
상기 코어재의 표면에 수용성 코팅제를 코팅하는 제3단계(S33)로 구성된다.
본 발명의 제2실시예에 따른 수용성 몰드 제조방법은, 제1실시예에 따른 수용성 몰드 제조방법과, 제1단계(S31)에 테프론 볼(24)들이 더 추가된 것을 제외하고는 모두 동일하다. 이하, 테프론 볼(24)에 대해 추가 설명을 하고 나머지 설명은 생략한다.
테프론 볼(24)들을 추가하여 코어재를 만듦으로써, 바인더(21)와 중공형 세라믹 버블 알갱이(22)들의 양을 크게 줄일 수 있다. 또한, 코어재의 강도를 크게 보강할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 수용성 몰드 제조방법은, 대형 연료탱크 제작용 수용성 몰드를 만들어내는 데 적합하다.
테프론 볼(24)은 유기 중합체 계열에 속하는 비가연성 불소수지로 만들어진다. 테프론 볼(24)은 모든 화학약품에 대해 내화학성이 있으며, 매끄러운 표면을 가진다. 테프론 볼(24)은 온도범위(－270~250℃)에서 물리적 성질을 유지한다. 테프론 볼(24)의 내부는 비워있으며, 껍질의 두께는 수 ㎜이다. 연료탱크의 크기에 따라 테프론 볼(24)의 개수와 직경은 조절될 수 있다. 다만, 테프론 볼(24)의 직경은, 연료탱크의 개방구(E, 도 6 참조)를 빠져나올 수 있는 직경으로 만들어져야 한다. 테프론 볼(24)은 다른 수용성 몰드를 만드는 데 재활용될 수 있다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 수용성 몰드 제조방법으로 제조된 수용성 몰드로, 연료탱크를 만드는 방법을 설명한다. 여기서, 연료탱크는 용량 100리터를 초과하는 대형 연료탱크이다. 도 6을 기본적으로 참조한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 수용성 몰드 제조방법으로 제조된 수용성 몰드로, 연료탱크를 만드는 방법은,
연료탱크 제작용 수용성 몰드를 만드는 제1단계(S41);
상기 연료탱크 제작용 수용성 몰드에 프리프레그를 감는 제2단계(S42);
상기 프리프레그가 감긴 연료탱크 제작용 수용성 몰드를 가압 및 가열하여 상기 프리프레그에 포함된 열경화성 수지를 경화시키는 제3단계(S43); 및
상기 프리프레그가 감긴 연료탱크 제작용 수용성 몰드를 물에 담그고, 상기 프리프레그의 개방구를 통해 상기 물을 침투시켜, 상기 연료탱크 제작용 수용성 몰드에 포함된 바인더 및 수용성 코팅제를 녹인 후, 상기 연료탱크 제작용 수용성 몰드에 포함된 중공형 세라믹 버블 알갱이들 및 테프론 볼들을 상기 프리프레그의 개방구를 통해서 상기 물과 함께 빼내는 제4단계(S44)로 구성된다.
이하, 제1단계(S41)를 설명한다.
연료탱크 제작용 수용성 몰드(2)를 만든다.
본 발명의 제2실시예에 따른 수용성 몰드 제조방법으로, 연료탱크 형상을 가진 수용성 몰드(2)를 만든다. 수용성 몰드(2)를 만드는 방법은 전술하였으므로, 그 설명을 생략한다.
이하, 제2단계(S42)를 설명한다.
도 6(a)에 도시된 바와 같이, 연료탱크 제작용 수용성 몰드(1)에 프리프레그(PP)를 감는다.
이하, 제3단계(S43)를 설명한다.
프리프레그(PP)가 감긴 연료탱크 제작용 수용성 몰드(2)를 가압 및 가열하여, 프리프레그(PP)에 포함된 열경화성 수지를 경화시킨다. 이때, 연료탱크 제작용 수용성 몰드(2)에 강한 압력이 가해지더라도, 중공형 세라믹 버블 알갱이(12)들과 테프론 볼(24)들이 연료탱크 제작용 수용성 몰드(2)의 강도를 유지시켜, 연료탱크 제작용 수용성 몰드(2)가 깨지거나 뭉개지는 것을 막아준다.
이하, 제4단계(S44)를 설명한다.
도 6(b)에 도시된 바와 같이, 프리프레그(PP)가 감긴 연료탱크 제작용 수용성 몰드(2)를 물(W)에 담근다. 프리프레그(PP)의 개방구(E)를 통해 물(W)이 침투한다. 프리프레그(PP)의 개방구(E)는 대형 연료탱크의 연료주입구가 된다. 도 6(b)에서 도면부호 B는 물이 담긴 용기다.
연료탱크 제작용 수용성 몰드(2)에 포함된 바인더(21) 및 수용성 코팅제(23)가 서서히 녹는다.
바인더(21) 및 수용성 코팅제(23)가 다 녹으면, 도 6(c)에 도시된 바와 같이, 프리프레그(PP)가 감긴 연료탱크 제작용 수용성 몰드(2)를 뒤집는다. 물(W)에 녹은 바인더(21) 및 수용성 코팅제(23)가 개방구(E)를 통해서 물(W)과 함께 빠져나온다. 동시에, 물(W)에 녹지 않은 중공형 세라믹 버블 알갱이(22)들과 테프론 볼(24)들이 물(W)과 함께 개방구(E)를 통해서 빠져나온다. 도 6(c)에서 도면부호 X는 바인더(21) 및 수용성 코팅제(23)가 녹아 있는 물이다.
도 6(d)에 도시된 바와 같은, 대형 연료탱크 형상을 가진 프리프레그(PP)를 건조하면, 대형 연료탱크가 만들어진다.
1,2: 연료탱크 제작용 수용성 몰드
11,21: 바인더 12,22: 중공형 세라믹 버블 알갱이
13,23: 수용성 코팅제 24: 테프론 볼
PP: 프리프레그 E: 개방구

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 바인더와, 중공형 세라믹 버블 알갱이들을 혼합하는 제1-1단계; 혼합된 상기 바인더와 상기 중공형 세라믹 버블 알갱이들을 가압 및 가열하여 설정된 형상을 가진 코어재로 만드는 제1-2단계; 및 상기 코어재의 표면에 수용성 코팅제를 코팅하는 제1-3단계를 거쳐 연료탱크 제작용 수용성 몰드를 만드는 제1단계;
    상기 연료탱크 제작용 수용성 몰드에 프리프레그를 감는 제2단계;
    상기 프리프레그가 감긴 연료탱크 제작용 수용성 몰드를 가압 및 가열하여 상기 프리프레그에 포함된 열경화성 수지를 경화시키는 제3단계; 및
    상기 프리프레그가 감긴 연료탱크 제작용 수용성 몰드를 물에 담그고, 상기 프리프레그의 개방구를 통해 상기 물을 침투시켜, 상기 연료탱크 제작용 수용성 몰드에 포함된 바인더 및 수용성 코팅제를 녹인 후, 상기 연료탱크 제작용 수용성 몰드에 포함된 중공형 세라믹 버블 알갱이들을 상기 프리프레그의 개방구를 통해서 상기 물과 함께 빼내는 제4단계를 포함하며,
    상기 바인더는 폴리비닐 알코올계 바인더이며,
    에어 스프레이건을 이용하여 분무 방식으로 상기 코어재에 상기 수용성 코팅제를 도포하는 경우, 상기 수용성 코팅제는 물 100 중량부에 폴리비닐 알코올 4 내지 8 중량부를 용해시켜 제조되며,
    붓을 이용하여 상기 코어재에 상기 수용성 코팅제를 도포하는 경우, 상기 수용성 코팅제는 물 100 중량부에 폴리비닐 알코올 8 내지 16 중량부를 용해시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 수용성 몰드를 이용한 연료탱크 제조방법.
  3. 삭제
  4. 바인더와, 중공형 세라믹 버블 알갱이들과, 테프론 볼들을 혼합하는 제1-1단계; 혼합된 상기 바인더와 상기 중공형 세라믹 버블 알갱이들과 테프론 볼들을 가압 및 가열하여 설정된 형상을 가진 코어재로 만드는 제1-2단계; 및 상기 코어재의 표면에 수용성 코팅제를 코팅하는 제1-3단계를 거쳐 연료탱크 제작용 수용성 몰드를 만드는 제1단계;
    상기 연료탱크 제작용 수용성 몰드에 프리프레그를 감는 제2단계;
    상기 프리프레그가 감긴 연료탱크 제작용 수용성 몰드를 가압 및 가열하여 상기 프리프레그에 포함된 열경화성 수지를 경화시키는 제3단계; 및
    상기 프리프레그가 감긴 연료탱크 제작용 수용성 몰드를 물에 담그고, 상기 프리프레그의 개방구를 통해 상기 물을 침투시켜, 상기 연료탱크 제작용 수용성 몰드에 포함된 바인더 및 수용성 코팅제를 녹인 후, 상기 연료탱크 제작용 수용성 몰드에 포함된 중공형 세라믹 버블 알갱이들 및 테프론 볼들을 상기 프리프레그의 개방구를 통해서 상기 물과 함께 빼내는 제4단계를 포함하며,
    상기 바인더는 폴리비닐 알코올계 바인더이며,
    에어 스프레이건을 이용하여 분무 방식으로 상기 코어재에 상기 수용성 코팅제를 도포하는 경우, 상기 수용성 코팅제는 물 100 중량부에 폴리비닐 알코올 4 내지 8 중량부를 용해시켜 제조되며,
    붓을 이용하여 상기 코어재에 상기 수용성 코팅제를 도포하는 경우, 상기 수용성 코팅제는 물 100 중량부에 폴리비닐 알코올 8 내지 16 중량부를 용해시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 수용성 몰드를 이용한 연료탱크 제조방법.
  5. 삭제
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114131796A (zh) * 2021-10-29 2022-03-04 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 适于大型复合材料结构件用的轻质高强阳模制造方法及应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940011763A (ko) 1992-11-26 1994-06-22 소용철 조명 장치가 결합된 자물쇠 시스템
JP2003039560A (ja) * 2001-08-01 2003-02-13 Fuji Heavy Ind Ltd 閉空間を有する構造体の製造方法
KR20110018707A (ko) * 2009-08-18 2011-02-24 주식회사 스피자 용해성 고체 몰드를 이용한 자전거 부품의 제조방법
KR20110098767A (ko) * 2008-12-01 2011-09-01 누켐 테크놀로지스 게엠베하 연료 코어 제조 방법 및 장치
JP6191776B2 (ja) * 2015-06-02 2017-09-06 三菱ケミカル株式会社 繊維強化プラスチック成形体の製造方法
KR102048732B1 (ko) * 2013-02-28 2020-01-08 복셀젯 아게 물-용해성 주조 몰드를 이용하여 몰딩을 생성하기 위한 프로세스 및 그의 생성을 위한 물질 시스템

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940011763A (ko) 1992-11-26 1994-06-22 소용철 조명 장치가 결합된 자물쇠 시스템
JP2003039560A (ja) * 2001-08-01 2003-02-13 Fuji Heavy Ind Ltd 閉空間を有する構造体の製造方法
KR20110098767A (ko) * 2008-12-01 2011-09-01 누켐 테크놀로지스 게엠베하 연료 코어 제조 방법 및 장치
KR20110018707A (ko) * 2009-08-18 2011-02-24 주식회사 스피자 용해성 고체 몰드를 이용한 자전거 부품의 제조방법
KR102048732B1 (ko) * 2013-02-28 2020-01-08 복셀젯 아게 물-용해성 주조 몰드를 이용하여 몰딩을 생성하기 위한 프로세스 및 그의 생성을 위한 물질 시스템
JP6191776B2 (ja) * 2015-06-02 2017-09-06 三菱ケミカル株式会社 繊維強化プラスチック成形体の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114131796A (zh) * 2021-10-29 2022-03-04 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 适于大型复合材料结构件用的轻质高强阳模制造方法及应用

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