KR102217071B1 - Non-impregnation type continuous fiber composite manufacturing equipment - Google Patents

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임준혁
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for manufacturing a non-impregnated continuous fiber composite material, which comprises: a fiber supply unit for supplying a plurality of extending fiber reinforcing materials; a coating unit in which the fiber reinforcing materials move parallel to the ground surface, through which the fiber reinforcing materials pass, and in which a resin is sprayed onto the fiber reinforcing materials; and a mold forming unit which possesses heat and through which the fiber reinforcing materials pass. The coating unit comprises: a housing unit through which the fiber reinforcing materials pass; a roller unit which is positioned inside the housing unit, and comes into contact with the fiber reinforcing materials to move the fiber reinforcing materials in a longitudinal direction; and a spray unit which is positioned inside the housing unit, and sprays the resin toward the fiber reinforcing materials. According to the present invention, the fiber reinforcing materials can be applied onto the resin without bending.

Description

비함침 타입의 연속섬유 복합재 제조장치{NON-IMPREGNATION TYPE CONTINUOUS FIBER COMPOSITE MANUFACTURING EQUIPMENT}Non-impregnated type continuous fiber composite manufacturing equipment {NON-IMPREGNATION TYPE CONTINUOUS FIBER COMPOSITE MANUFACTURING EQUIPMENT}

본 발명은 비함침 타입의 연속섬유 복합재 제조장치에 관한 발명으로, 섬유 강화재가 굴곡지면서 수지 배스 내에서 함침되는 것이 아닌 지면과 평행하도록 이동하면서 수지가 도포되는 것을 특징으로 한다. 이러한 특징으로 인해, 연속섬유 복합재의 엣지(Edge)부분의 찢김 등의 문제가 발생하지 않게 되고, 플렉서블 한 특성을 보존할 수 있게 되며, 섬유 강화재의 단방향 물성을 지속적으로 유지하면서 연속섬유 복합재의 굴곡 특성을 타켓(target) 부품의 요구 수준으로 개선할 수 있는 장점이 있다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing a non-impregnated continuous fiber composite material, characterized in that the resin is applied while the fiber reinforcement is bent while moving parallel to the ground rather than impregnated in the resin bath. Due to these characteristics, problems such as tearing at the edge of the continuous fiber composite material do not occur, it is possible to preserve the flexible characteristics, and the bending of the continuous fiber composite material while continuously maintaining the unidirectional properties of the fiber reinforcement material. There is an advantage in that the characteristics can be improved to the required level of the target part.

섬유강화 고분자 복합재료는 보강재료인 섬유에 기지재료인 고분자 수지를 함침시켜 만들어진다.Fiber-reinforced polymer composites are made by impregnating fibers as reinforcing materials with polymer resins as matrix materials.

고분자 복합재료는 무게에 비해 강도가 크고, 화학적으로 안정하며, 피로 한도가 큰 등의 여러 장점이 있으며, 우수한 무게비 성능을 요구하는 항공 우주 산업, 각종 자동차 부품 등에 그 적용 범위를 넓혀가고 있다.Polymer composites have several advantages such as high strength compared to weight, chemically stable, and high fatigue limit, and are expanding their application range to the aerospace industry and various automobile parts that require excellent weight ratio performance.

섬유 강화 고분자 복합재료의 성형 방법에는 Autoclave Molding, 필라멘트 와인딩, 테이프 적층법, RTM(Resin Transfer Molding), Pultrusion, Compression Molding 등의 여러 방법이 있다. 이러한 여러 성형 공정 중 Pultrusion은 연속적으로 공급되는 섬유다발에 수지를 함침시키면서 다이를 통해 인발하여 제품을 성형하는 공정이다.There are several methods for molding fiber-reinforced polymer composite materials such as Autoclave Molding, filament winding, tape lamination, RTM (Resin Transfer Molding), Pultrusion, and Compression Molding. Among these various molding processes, Pultrusion is a process in which a product is molded by drawing through a die while impregnating a resin into a continuously supplied fiber bundle.

이러한 균일한 단면을 갖는 무단의 복합재료 프로파일들의 연속적인 제조를 위한 수십년 동안 공지된 방법의 인발 성형은, 다발들, 소위 로빙들(rovings)로 조합되는 섬유들은 열경화성 또는 열가소성 기지재료, 예를 들어, 폴리우레탄 또는 에폭시 수지로 함침되고, 그리고 후속하여, 대부분 열 처리를 통해 복합재료 프로파일을 형성하기 위해 경화 공구에서 경화된다. 섬유들은, 특히, 유리, 탄소, 현무암, 또는 아라미드(aramid) 섬유들일 수 있다.The pultrusion of a method known for decades for the continuous production of such endless composite profiles with uniform cross-section, fibers combined into bundles, so-called rovings, are thermosetting or thermoplastic matrix materials, e.g. For example, it is impregnated with a polyurethane or epoxy resin and subsequently cured in a curing tool to form a composite profile, mostly through heat treatment. The fibers may, in particular, be glass, carbon, basalt, or aramid fibers.

가장 일반적인 인발 성형 시스템들에서, 로빙들은 당김 유닛, 소위 풀러(puller)에 의해 액체로 형성된 기지재료로 채워진 개방 함침 배스(open impregnating bath)를 통해 편향 롤러들에 걸쳐 당겨진다. 개방 함침 배스 후에, 함침된 로빙들은 경화 공구로 진입하며, 이 경화 공구는 하나 이상의 열 챔버들을 포함한다.In the most common pultrusion systems, the rovings are pulled across the deflection rollers through a pulling unit, an open impregnating bath filled with a matrix material formed of liquid by a so-called puller. After the open impregnation bath, the impregnated rovings enter the hardening tool, which hardening tool contains one or more thermal chambers.

또한, 인발 성형 시스템들은 수년 동안 공지되어 있으며, 이 인발 성형 시스템들에서, 로빙들은 사출 박스를 통해 편향 없이 당겨진다. 이 인발 성형 시스템들은 섬유들의 움직임 방향으로 하우징의 전방 단부에서 섬유들을 공급하기 위한 적어도 하나의 슬릿 형상 로빙 공급부를 포함한다. 섬유들은 액체 기지재료로 함침되고, 당김 유닛에 의해 당겨진다. 함침된 섬유 부분들은 섬유들의 움직임 방향으로 하우징의 후방 단부의 슬릿형상 운반 개구를 통해 사출 박스를 떠나서 후속하여 경화 공구로 진입한다.Further, pultrusion systems have been known for many years, in which rovings are pulled without deflection through the injection box. These pultrusion systems comprise at least one slit-shaped roving feed for feeding fibers at the front end of the housing in the direction of movement of the fibers. The fibers are impregnated with the liquid matrix and pulled by the pulling unit. The impregnated fiber parts leave the injection box through the slit-shaped conveying opening at the rear end of the housing in the direction of movement of the fibers and subsequently enter the curing tool.

도 1은 종래의 인발 성형 장치를 도시한 것이다.1 shows a conventional pultrusion molding apparatus.

종래의 인발 성형 장치는 섬유 공급부(1), 가이드부(2), 함침부(3), 금형 성형부(4), 경화부(5) 및 절단부(6)를 구비한다.A conventional pultrusion molding apparatus includes a fiber supply part 1, a guide part 2, an impregnation part 3, a mold molding part 4, a hardening part 5, and a cut part 6.

섬유 공급부(1)에는 복수 개의 권취롤(1a)이 구비되고, 권취롤(1a)에 권취된 섬유 강화재(10)는 가이드부(2)를 거쳐 함침부(3)에 유입된다. 함침부(3)에서 수지에 함침된 섬유 강화재(10)는 금형 성형부(4) 및 경화부(5)를 거쳐 가열 및 경화되고, 원하는 형태에 따라 절단부(6)에서 절단된다.The fiber supply unit 1 is provided with a plurality of winding rolls 1a, and the fiber reinforcing material 10 wound on the winding roll 1a is introduced into the impregnation unit 3 through the guide unit 2. The fiber reinforcement material 10 impregnated with the resin in the impregnation part 3 is heated and cured through the mold molding part 4 and the hardening part 5, and cut in the cutting part 6 according to a desired shape.

도 2는 종래의 인발 성형 장치에서의 함침부(3)의 형상을 간략하게 도시한 것이다. 함침부(3)는 배스(bath) 형태로, 내부에 복수 개의 롤(3a)이 구비된다. 복수 개의 롤(3a)의 중심축은 수직 방향으로부터 높이가 상이하고, 도 2와 같이 섬유 강화재(10)가 굴곡을 지니도록 배치된다.2 schematically shows the shape of the impregnated portion 3 in a conventional pultrusion molding apparatus. The impregnation part 3 is in the form of a bath, and a plurality of rolls 3a are provided therein. The central axes of the plurality of rolls 3a have different heights from the vertical direction, and the fiber reinforcement 10 is arranged to have a curvature as shown in FIG. 2.

또한, 도 3은 종래의 인발 성형 장치에서의 함침부(3)의 롤(3a)의 다른 형태를 간략하게 도시한 것이다. 다른 형태의 롤(3a)은 섬유 강화재(10)를 지지하기 위한 돌기부(3b)가 형성되어 섬유 강화재(10)가 꺾이는 부분을 지지하게 된다.In addition, Fig. 3 schematically shows another form of the roll 3a of the impregnated portion 3 in the conventional pultrusion molding apparatus. Another type of roll 3a is formed with a protrusion 3b for supporting the fiber reinforcement 10 to support the portion where the fiber reinforcement 10 is bent.

그러나, 종래와 같은 함침부(3)는 구조 특성 상 필연적으로 섬유 강화재(10)가 휘어져 엣지(Edge)가 형성되고, 완성된 연속섬유 복합재의 엣지 부분이 미성형되거나, 찢기는 등의 불량인 경우가 다수였다.However, when the conventional impregnation part 3 is inevitably bent due to the structural characteristics of the fiber reinforcement material 10 to form an edge, and the edge portion of the finished continuous fiber composite material is not molded or is defective, such as tearing. There were many.

이로 인해, 물성 측면에서 적용 가능한 분야가 다양함에도 불구하고, 부품 특성 상 단방향 물성은 필수이나, 플렉서블(flexible)한 특성을 동시에 보유해야 하는 부품(예컨대 항공기 구조재, 자동차 구조재, 대형 중공관 등)에서는 적용되기 어려운 문제점이 있었다.For this reason, although there are various fields applicable in terms of physical properties, unidirectional properties are essential due to the characteristics of parts, but in parts that must simultaneously possess flexible properties (e.g., aircraft structural materials, automobile structural materials, large hollow pipes, etc.) There was a problem that was difficult to apply.

KR 10-2003-0033044호KR 10-2003-0033044

본 발명은 비함침 타입의 연속섬유 복합재 제조장치에 관한 발명으로, 섬유 강화재가 굴곡지면서 수지 배스 내에서 함침되는 것이 아닌 지면과 평행하도록 이동하면서 수지가 도포되는 것을 특징으로 한다. 이러한 특징으로 인해, 연속섬유 복합재의 엣지(Edge)부분의 찢김 등의 문제가 발생하지 않게 되고, 플렉서블 한 특성을 보존할 수 있게 되며, 섬유 강화재의 단방향 물성을 지속적으로 유지하면서 연속섬유 복합재의 굴곡 특성을 타켓(target) 부품의 요구 수준으로 개선할 수 있는 장점이 있다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing a non-impregnated continuous fiber composite material, characterized in that the resin is applied while the fiber reinforcement is bent while moving parallel to the ground rather than impregnated in the resin bath. Due to these characteristics, problems such as tearing at the edge of the continuous fiber composite material do not occur, it is possible to preserve the flexible characteristics, and the bending of the continuous fiber composite material while continuously maintaining the unidirectional properties of the fiber reinforcement material. There is an advantage in that the characteristics can be improved to the required level of the target part.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 비함침 타입의 연속섬유 복합재 제조장치는 복수 개의 연장되는 섬유 강화재를 공급하는 섬유 공급부; 상기 섬유 강화재가 지면과 평행하도록 이동하여 통과하되, 수지가 상기 섬유 강화재에 분사되는 코팅부; 및 열을 지니되, 상기 섬유 강화재가 통과되는 금형 성형부;를 포함하고, 상기 코팅부는, 상기 섬유 강화재가 관통되는 하우징부; 상기 하우징부의 내부에 위치되되, 상기 섬유 강화재가 맞닿아 상기 섬유 강화재를 길이 방향으로 이동시키는 롤러부; 및 상기 하우징부의 내부에 위치되되, 상기 수지를 상기 섬유 강화재를 향하여 분사하는 분사부;를 포함한다.In order to achieve the above object, a non-impregnated continuous fiber composite manufacturing apparatus according to the present invention comprises: a fiber supply unit for supplying a plurality of extended fiber reinforcements; A coating portion through which the fiber reinforcement material is moved and passed in parallel with the ground, and resin is sprayed onto the fiber reinforcement material; And a mold forming part having heat, through which the fiber reinforcement material passes; wherein the coating part includes a housing part through which the fiber reinforcement material passes; A roller unit positioned inside the housing unit, the fiber reinforcement material abutting to move the fiber reinforcement material in the longitudinal direction; And an injection unit positioned inside the housing unit and spraying the resin toward the fiber reinforcement material.

또한, 본 발명에 따른 비함침 타입의 연속섬유 복합재 제조장치의 상기 하우징부는 상기 섬유 강화재가 유입되는 유입구 및 상기 수지가 도포된 상기 섬유 강화재가 배출되는 배출구를 포함하고, 상기 유입구 및 상기 배출구의 하단의 지면으로부터의 수직 방향의 높이는, 상기 롤러부의 표면의 지면으로부터의 수직 방향의 높이와 동일하다.In addition, the housing part of the non-impregnated type continuous fiber composite manufacturing apparatus according to the present invention includes an inlet through which the fiber reinforcement material is introduced and an outlet through which the fiber reinforcement material coated with the resin is discharged, and the inlet and the lower end of the outlet The height of the roller part in the vertical direction from the ground is equal to the height of the surface of the roller portion in the vertical direction from the ground.

또한, 본 발명에 따른 비함침 타입의 연속섬유 복합재 제조장치의 상기 분사부는 상기 하우징부의 내부에서 상기 하우징부의 상면에 결합되어 하방으로 상기 수지를 분사한다.In addition, the injection unit of the non-impregnated continuous fiber composite manufacturing apparatus according to the present invention is coupled to the upper surface of the housing unit inside the housing unit to inject the resin downward.

또한, 본 발명에 따른 비함침 타입의 연속섬유 복합재 제조장치의 상기 분사부는 상기 섬유 강화재의 길이 방향과 수직하도록 연장 형성된다.In addition, the injection portion of the non-impregnated continuous fiber composite manufacturing apparatus according to the present invention is formed to extend perpendicular to the longitudinal direction of the fiber reinforcement.

또한, 본 발명에 따른 비함침 타입의 연속섬유 복합재 제조장치의 상기 롤러부는 길이 방향으로 연장 형성되되, 벨트가 회전되는 타이밍 벨트 타입이다.In addition, the roller portion of the non-impregnated type continuous fiber composite manufacturing apparatus according to the present invention is formed to extend in the longitudinal direction, and is a timing belt type in which the belt is rotated.

또한, 본 발명에 따른 비함침 타입의 연속섬유 복합재 제조장치의 상기 벨트는 길이 방향으로 소정의 간격을 두고 이격되는 한 쌍의 롤러로 인해 회전한다.In addition, the belt of the non-impregnated type continuous fiber composite manufacturing apparatus according to the present invention rotates by a pair of rollers spaced apart at predetermined intervals in the longitudinal direction.

또한, 본 발명에 따른 비함침 타입의 연속섬유 복합재 제조장치의 상기 유입구는 상부 유입구 및 하부 유입구를 구비하고, 상기 상부 유입구 및 상기 하부 유입구는 상기 섬유 강화재와 소정의 각도를 지니면서 경사진다.In addition, the inlet of the non-impregnated type continuous fiber composite manufacturing apparatus according to the present invention has an upper inlet and a lower inlet, and the upper inlet and the lower inlet are inclined while having a predetermined angle with the fiber reinforcement.

또한, 본 발명에 따른 비함침 타입의 연속섬유 복합재 제조장치의 상기 상부 유입구 및 하부 유입구는 상기 하우징부에 가까워질수록 수직 방향으로의 간격이 좁아진다.In addition, as the upper inlet and the lower inlet of the non-impregnated continuous fiber composite manufacturing apparatus according to the present invention are closer to the housing part, the distance in the vertical direction becomes narrower.

또한, 본 발명에 따른 비함침 타입의 연속섬유 복합재 제조장치의 상기 롤러는 교체 가능하다.In addition, the roller of the non-impregnated type continuous fiber composite manufacturing apparatus according to the present invention is replaceable.

본 발명에 따르면 종래의 배스 타입이 아닌 하우징부 내에서의 수지를 상부에서 분사하는 형식으로 섬유 강화재에 수지를 도포하고, 롤러부 등의 구성으로 인해, 섬유 강화재가 지면과 평행하도록 길이 방향으로 이동하여, 섬유 강화재가 굴곡 없이 수지가 도포된다. 이로 인해, 연속섬유 복합재의 엣지(Edge)부분의 찢김 등의 문제가 발생하지 않게 되고, 플렉서블 한 특성을 보존할 수 있게 된다. 즉, 섬유 강화재의 단방향 물성을 지속적으로 유지하면서 연속섬유 복합재의 굴곡 특성을 타켓(target) 부품의 요구 수준으로 개선할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, resin is applied to the fiber reinforcement material in the form of spraying the resin in the housing part from the top rather than the conventional bath type, and due to the configuration of the roller part, the fiber reinforcement material moves in the longitudinal direction so that it is parallel to the ground Thus, the resin is applied without bending the fiber reinforcement. Accordingly, a problem such as tearing of an edge portion of the continuous fiber composite material does not occur, and flexible characteristics can be preserved. That is, while maintaining the unidirectional properties of the fiber reinforcement material continuously, there is an advantage of improving the bending characteristics of the continuous fiber composite material to the required level of the target component.

또한, 고정부의 구성으로 고정부의 승강 및 하강을 반복적으로 진행하여 주기적으로 섬유 강화재를 가압하고, 평행 이동의 이탈을 방지할 수 있게 된다.In addition, it is possible to repeatedly press the fiber reinforcement material by repeatedly performing the lifting and lowering of the fixing part with the configuration of the fixing part, and to prevent separation of parallel movement.

도 1은 종래의 인발 성형 장치를 도시한 것이다.
도 2는 종래의 인발 성형 장치에서의 함침부의 형상을 간략하게 도시한 것이다.
도 3은 종래의 인발 성형 장치에서의 함침부의 롤러의 다른 형태를 간략하게 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 코팅부를 도시한 것이다.
도 5 및 도 6은 고정부의 정면도를 도시한 것으로, 작동 과정을 분할하여 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 유입구를 상세히 도시한 것이다.1 shows a conventional pultrusion molding apparatus.
2 is a schematic view of the shape of an impregnated portion in a conventional pultrusion molding apparatus.
3 schematically shows another form of a roller of an impregnation part in a conventional pultrusion molding apparatus.
Figure 4 shows a coating according to the present invention.
5 and 6 are front views of the fixing unit, and are divided into an operation process.
Figure 7 shows in detail the inlet according to the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.

또한, 본 발명에서의 '길이 방향'이라 함은 도 4를 기준으로 x축 방향이고, '폭 방향'이라 함은 도 4를 기준으로 y축 방향이고, '수직 방향'이라 함은 도 4를 기준으로 길이 방향과 폭 방향에 동시에 수직되는 z축 방향이다. 이하에서 동일하게 적용된다.In addition, the'length direction' in the present invention refers to the x-axis direction based on FIG. 4, the'width direction' refers to the y-axis direction based on FIG. 4, and the'vertical direction' refers to FIG. It is the z-axis direction perpendicular to the length and width directions as a reference. The same applies below.

본 발명에 따른 연속섬유 복합재 제조장치는 섬유 공급부(1), 가이드부(2), 코팅부, 금형 성형부(4)를 구비한다.The continuous fiber composite manufacturing apparatus according to the present invention includes a fiber supply unit (1), a guide unit (2), a coating unit, and a mold molding unit (4).

섬유 공급부(1), 가이드부(2) 및 금형 성형부(4)는 종래의 기술과 동일한 바, 중복 설명을 방지하기 위해 상세한 설명은 생략하도록 한다.The fiber supply unit 1, the guide unit 2, and the mold molding unit 4 are the same as those of the prior art, and detailed descriptions will be omitted to prevent redundant descriptions.

도 4는 본 발명에 따른 코팅부를 도시한 것이다. 이하, 도 4를 참조하여 코팅부의 구성 및 이에 따른 효과를 설명하도록 한다.Figure 4 shows a coating according to the present invention. Hereinafter, the configuration of the coating unit and effects thereof will be described with reference to FIG. 4.

본 발명에서는 종래의 함침부(3) 대신 코팅부가 구성된다. 본 발명에 따른 코팅부는 하우징부(100), 유입구(200), 배출구(300), 롤러부(400), 분사부(500) 및 고정부(600)를 포함한다.In the present invention, instead of the conventional impregnation part 3, a coating part is configured. The coating part according to the present invention includes a housing part 100, an inlet 200, an outlet 300, a roller part 400, a spray part 500, and a fixing part 600.

하우징부(100)는 박스(box) 형태인 것이 바람직하다. 또한, 하우징부(100) 내부에 유입구(200), 배출구(300), 롤러부(400), 분사부(500) 및 고정부(600)가 위치되는 것이 바람직하다.It is preferable that the housing part 100 is in the form of a box. In addition, it is preferable that the inlet 200, the outlet 300, the roller part 400, the injection part 500, and the fixing part 600 are located inside the housing part 100.

하우징부(100)는 섬유 강화재(10)가 관통된다. 이때, 섬유 강화재(10)는 하우징부(100)를 관통하면서 지면과 평행하도록 관통되는 것이 바람직하다. 이에 관한 설명은 후술하도록 한다.The housing portion 100 is through the fiber reinforcement 10. At this time, it is preferable that the fiber reinforcement 10 penetrates through the housing part 100 so as to be parallel to the ground. This will be described later.

하우징부(100)에는 유입구(200) 및 배출구(300)가 형성된다. 유입구(200)는 섬유 강화재(10)가 가이드부(2)를 거쳐 유입되는 곳이고, 배출구(300)는 수지가 코팅된 섬유 강화재(20)가 배출되는 곳이다.An inlet 200 and an outlet 300 are formed in the housing 100. The inlet 200 is a place where the fiber reinforcement material 10 is introduced through the guide unit 2, and the outlet 300 is a place where the fiber reinforcement material 20 coated with a resin is discharged.

도 7은 본 발명에 따른 유입구(200)를 상세히 도시한 것이다.7 is a detailed illustration of the inlet 200 according to the present invention.

본 발명에 따른 유입구(200)는 상부 유입구(210) 및 하부 유입구(220)로 구성된다. 이때, 상부 유입구(210) 및 하부 유입구(220)는 지면과 평행한 섬유 강화재(10)와 소정의 각도를 지니면서 경사를 지니는 것이 바람직하다.The inlet 200 according to the present invention is composed of an upper inlet 210 and a lower inlet 220. At this time, it is preferable that the upper inlet 210 and the lower inlet 220 have a slope while having a predetermined angle with the fiber reinforcement 10 parallel to the ground.

좀 더 상세하게는, 상부 유입구(210) 및 하부 유입구(220)는 하우징부(100)에 가까워질수록(도 7을 기준으로 좌측에서 우측 방향) 간격이 좁아지는 것이 바람직하다.In more detail, it is preferable that the distance between the upper inlet 210 and the lower inlet 220 becomes narrower as the upper inlet 210 and the lower inlet 220 are closer to the housing unit 100 (from left to right based on FIG. 7 ).

이러한 소위 '깔때기' 형상으로 인해, 섬유 강화재(10)가 하우징부(100)로 유입되기 시작하는 부분에는 최대한 유입 크기를 넓히고, 하우징부(100) 내부로 유입되는 시점에서는 유입 크기를 좁혀 이탈 가능성을 방지할 수 있게 된다.Due to this so-called'funnel' shape, the inflow size is increased as much as possible at the portion where the fiber reinforcement material 10 begins to flow into the housing unit 100, and at the point of introduction into the housing unit 100, the inflow size is narrowed and the possibility of separation Can be prevented.

롤러부(400)는 하우징부(100)의 내부에 위치되어, 섬유 강화재(10)를 길이 방향으로 이동시키는 역할을 한다.The roller part 400 is located inside the housing part 100 and serves to move the fiber reinforcement 10 in the longitudinal direction.

좀 더 상세하게는, 롤러부(400)는 길이 방향으로 소정의 간격을 둔 한 쌍의 롤러 사이를 감싸는 벨트가 시계 방향으로 회전하는 타이밍 벨트(timing belt) 타입인 것이 바람직하다.In more detail, the roller unit 400 is preferably a timing belt type in which a belt surrounding a pair of rollers spaced at a predetermined distance in the longitudinal direction rotates in a clockwise direction.

벨트의 표면에 섬유 강화재(10)가 놓이게 되고, 벨트가 이동함에 따라 섬유 강화재 또한 이동하게 된다. 타이밍 벨트는 한 쌍의 롤러 사이의 구간에서는 직선 방향으로 이동하기 때문에 벨트의 표면에 위치된 섬유 강화재(10)가 길이 방향으로 이동할 수 있게 된다.The fiber reinforcement 10 is placed on the surface of the belt, and the fiber reinforcement also moves as the belt moves. Since the timing belt moves in a linear direction in a section between a pair of rollers, the fiber reinforcement material 10 located on the surface of the belt can move in the longitudinal direction.

롤러는 교체 가능한 것이 바람직하다. 이로 인해, 작업자가 보수가 용이하며 내구성이 증대되는 장점이 있다.It is preferable that the roller is replaceable. Accordingly, there is an advantage in that the operator is easy to repair and durability is increased.

이때, 미도시되었지만 롤러부(400)는 하우징부(100)의 하면과 수직 방향으로 소정의 간격을 두고 이격되어 위치된다. 높이를 설정하기 위한 구성으로는 일 예로 '다이'형태일 수 있으나, 반드시 이러한 예에 국한되는 것은 아니다.At this time, although not shown, the roller unit 400 is positioned to be spaced apart from the lower surface of the housing unit 100 at a predetermined distance in the vertical direction. The configuration for setting the height may be, for example, a'die' type, but is not necessarily limited to this example.

또한, 유입구(200)와 하우징부(100)가 맞닿는 지점의 하단 및 배출구(300)와 하우징부(100)가 맞닿는 지점의 하단의 지면으로부터의 수직 방향의 높이와, 롤러부(400)의 벨트의 표면의 지면으로부터의 수직 방향의 높이가 동일한 것이 바람직하다.In addition, the height in the vertical direction from the ground at the lower end of the point where the inlet 200 and the housing unit 100 abut, and the lower end of the point where the outlet 300 and the housing unit 100 abut, and the belt of the roller unit 400 It is preferable that the height of the surface in the vertical direction from the ground is the same.

이로 인해, 섬유 강화재(10)가 유입되고 하우징부(100)의 내부에서 수지가 도포되어 배출되는 공정을 거쳐도, 섬유 강화재(10)가 지면과 평행한 상태로 이동할 수 있게 된다. 종래의 경우에는 함침부(3)에서 섬유 강화재(10)가 굴곡을 지니면서 수지가 함침되어 배출되나, 본 발명의 경우에는 지면과 평행한 상태로 수지가 코팅된다. 따라서, 연속섬유 복합재의 엣지(Edge)부분의 찢김 등의 문제가 발생하지 않게 되고, 플렉서블 한 특성을 보존할 수 있게 된다. 즉, 섬유 강화재의 단방향 물성을 지속적으로 유지하면서 연속섬유 복합재의 굴곡 특성을 타켓(target) 부품의 요구 수준으로 개선할 수 있는 장점이 있다.Due to this, even through a process in which the fiber reinforcement material 10 is introduced and the resin is applied and discharged from the inside of the housing unit 100, the fiber reinforcement material 10 can move in a state parallel to the ground. In the conventional case, the resin is impregnated and discharged while the fiber reinforcing material 10 has a bend in the impregnation part 3, but in the case of the present invention, the resin is coated in a state parallel to the ground. Accordingly, a problem such as tearing of an edge portion of the continuous fiber composite material does not occur, and flexible characteristics can be preserved. That is, while maintaining the unidirectional properties of the fiber reinforcement material continuously, there is an advantage of improving the bending characteristics of the continuous fiber composite material to the required level of the target component.

본 발명에 따른 분사부(500)는 하우징부(100) 내부에 형성된다. 좀 더 상세하게는 하우징부(100)의 내부에서 상부에 결합되어 분사 방향이 하방으로 향하도록 형성된다. 분사부(500)는 일 예로 중공부가 형성된 원통 형상이다.The injection unit 500 according to the present invention is formed inside the housing unit 100. In more detail, it is coupled to the upper portion of the housing unit 100 and formed so that the spraying direction faces downward. The injection part 500 has a cylindrical shape in which a hollow part is formed, for example.

분사부(500)에서는 수지가 분사된다. 수지를 저장하는 저장부 등은 공지된 기술인 바 상세한 설명은 생략하도록 한다. 분사된 수지는 길이 방향으로 이동 중인 섬유 강화재(10)에 분사되고, 섬유 강화재(10)는 수지에 의해 코팅되어 배출된다.The resin is sprayed from the spraying unit 500. Since the storage unit for storing the resin is a known technology, a detailed description will be omitted. The sprayed resin is sprayed onto the fiber reinforcement 10 moving in the longitudinal direction, and the fiber reinforcement 10 is coated with the resin and discharged.

이때, 분사부(500)는 섬유 강화재의 길이 방향과 수직하도록 연장 형성되어 방향성을 지니는 것이 바람직하다. 이로 인해, 수지가 섬유 강화재(10)에 균일하게 분사될 수 있는 장점이 있다.At this time, the injection unit 500 is preferably formed to extend perpendicular to the longitudinal direction of the fiber reinforcement to have a directionality. For this reason, there is an advantage that the resin can be uniformly sprayed on the fiber reinforcement (10).

고정부(600)는 롤러부(400)의 일측에 위치된다. 좀 더 상세하게는, 배출구(300) 근방에 위치되는 것이 바람직하다.The fixing part 600 is located on one side of the roller part 400. In more detail, it is preferable to be located near the outlet 300.

도 5 및 도 6은 고정부(600)의 정면도를 도시한 것으로, 작동 과정을 분할하여 도시한 것이다. 이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 고정부(600)의 구성 및 작동 원리, 이에 따른 효과를 설명하도록 한다.5 and 6 show a front view of the fixing part 600, and show the operation process divided. Hereinafter, the configuration and operation principle of the fixing part 600, and effects thereof will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

고정부(600)는 하우징부(100)의 내부에서 수직 방향으로 연장 형성된 지지대(30)에 결착되어 지지대(30)의 상면에 위치된 섬유 강화재(10)를 가압한다. 이로 인해, 수지가 도포되는 과정에서 섬유 강화재(10)가 뒤틀리는 경우가 발생되면, 고정부(600)가 이를 가압하여 지면과 평행을 유지할 수 있게 하는 장점이 있다.The fixing part 600 is attached to the support 30 extending in the vertical direction from the inside of the housing part 100 and presses the fiber reinforcement 10 positioned on the upper surface of the support 30. For this reason, when the fiber reinforcement 10 is distorted in the process of applying the resin, there is an advantage that the fixing part 600 presses it to maintain parallel to the ground.

결합부재(610)는 패널 형상으로, 하우징부(100)의 상면에서 고정부(600)의 구성요소를 연결하는 역할을 한다.The coupling member 610 has a panel shape and serves to connect the components of the fixing part 600 on the upper surface of the housing part 100.

지지부 하우징(620)은 결합부재(610)의 하부에서 수직 방향으로 연장 형성된다. 지지부 하우징(620)은 박스(box) 형태인 것이 바람직하며, 지지부 하우징(620)의 내부에서 지지부(630)가 지지부 실린더(650)에 의해 수직 방향으로 승강하게 된다.The support housing 620 is formed to extend in a vertical direction from the lower portion of the coupling member 610. It is preferable that the support part housing 620 is in the form of a box, and the support part 630 is raised and lowered in the vertical direction by the support part cylinder 650 inside the support part housing 620.

이때, 지지부 하우징(620)의 내측면에는 슬라이더(621)가 결합되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 지지부(630)의 외측면에 형성된 이에 상보적으로 대응되는 형상을 지닌 슬라이더가 지지부 하우징(620)의 내측면에 형성된 슬라이더(621)를 따라 수직 방향으로 슬라이딩 운동을 진행할 수 있게 된다. 동작의 유연함을 제공하여 고정 및 해제가 용이한 장점이 있다.At this time, it is preferable that the slider 621 is coupled to the inner surface of the support housing 620. Accordingly, a slider having a shape complementarily corresponding thereto formed on the outer surface of the support part 630 can slide in a vertical direction along the slider 621 formed on the inner surface of the support part housing 620. There is an advantage that it is easy to fix and release by providing flexibility in operation.

지지부(630)는 지지부 실린더(650)에 의해 지지부 하우징(620) 내부에서 수직 방향으로 승하강할 수 있다. 이때, 지지부 실린더(650)는 일 예로 유압 실린더 형태인 것이 바람직하다. 또한, 사용자의 전자적 제어를 통해 지지부(630)가 승강할 수 있게 된다.The support part 630 may be raised and lowered in a vertical direction inside the support part housing 620 by the support part cylinder 650. At this time, the support cylinder 650 is preferably in the form of a hydraulic cylinder, for example. In addition, the support unit 630 can be elevated through electronic control of the user.

클램프부(640)는 지지부 하우징(620) 내부에 일부가 위치되고, 일부는 지지부 하우징(620) 외부로 돌출된다. 클램프부(640)는 제1 클램프부(641) 및 제2 클램프부(642)를 포함한다. 제1 클램프부(641)는 다시 제1 상부 클램프(641a) 및 제1 하부 클램프(641b)를 포함하고, 제2 클램프부(642)는 다시 제2 상부 클램프(642a) 및 제2 하부 클램프(642b)를 포함한다.A part of the clamp part 640 is located inside the support part housing 620, and a part of the clamp part 640 protrudes outside the support part housing 620. The clamp unit 640 includes a first clamp unit 641 and a second clamp unit 642. The first clamp part 641 again includes a first upper clamp 641a and a first lower clamp 641b, and the second clamp part 642 is again a second upper clamp 642a and a second lower clamp ( 642b).

이때, 제1 상부 클램프(641a) 및 제1 하부 클램프(641b)는 이를 길이 방향으로 동시에 관통하는 제1 축(6402)에 의해 링크(link) 결합된다. 또한, 제2 상부 클램프(642a) 및 제2 하부 클램프(642b)는 이를 길이 방향으로 동시에 관통하는 제2 축(6403)에 의해 링크 결합된다. 또한, 제1 상부 클램프(641a), 제2 상부 클램프(642a) 및 지지부(630)의 상부는 이를 길이 방향으로 동시에 관통하는 상부 축(6401)에 의해 링크 결합되고, 제1 하부 클램프(641b), 제2 하부 클램프(642b) 및 지지부(630)의 하부는 이를 길이 방향으로 동시에 관통하는 하부 축(6404)에 의해 링크 결합된다.At this time, the first upper clamp 641a and the first lower clamp 641b are linked by a first shaft 6402 penetrating them simultaneously in the longitudinal direction. Further, the second upper clamp 642a and the second lower clamp 642b are linked by a second shaft 6403 penetrating them simultaneously in the longitudinal direction. In addition, the upper portions of the first upper clamp 641a, the second upper clamp 642a, and the support part 630 are linked by an upper shaft 6401 penetrating them simultaneously in the longitudinal direction, and the first lower clamp 641b , The second lower clamp 642b and the lower part of the support part 630 are linked by a lower shaft 6404 penetrating them simultaneously in the longitudinal direction.

이러한 구성요소 간 링크 결합으로 인해, 도 6과 같이 지지부(630)가 하강하여 지지대(30)의 상면에 위치된 섬유 강화재(10)와 맞닿는 경우에는, 제1 상부 클램프(641a) 및 제2 상부 클램프(642a)가 폭 방향으로 벌어지고, 이와 반대로 제1 하부 클램프(641b) 및 제2 하부 클램프(642b)는 폭 방향으로 좁아지게 된다.Due to the linkage between these components, as shown in FIG. 6, when the support 630 descends and contacts the fiber reinforcement 10 located on the upper surface of the support 30, the first upper clamp 641a and the second upper The clamp 642a is widened in the width direction, and on the contrary, the first lower clamp 641b and the second lower clamp 642b are narrowed in the width direction.

이때, 지지부(630)가 지지대(30)의 상면에 위치된 섬유 강화재(10)와 맞닿기 전에는 제1 하부 클램프(641b) 및 제2 하부 클램프(642b)는 폭 방향으로 좁아질 수 없고, 지지부(630)가 지지대(30)의 상면에 위치된 섬유 강화재(10)와 맞닿은 후에만 지지대(30)의 측면과 맞닿아 지지대(30)의 상면에 위치된 섬유 강화재(10)와 및 지지대(30)의 측면을 모두 결착할 수 있게 된다.At this time, the first lower clamp 641b and the second lower clamp 642b cannot be narrowed in the width direction before the support 630 abuts the fiber reinforcement 10 located on the upper surface of the support 30, and the support part The fiber reinforcement 10 and the support 30 abutting the side surface of the support 30 only after the 630 abuts the fiber reinforcement 10 located on the upper surface of the support 30 and located on the upper surface of the support 30 ), you will be able to bind all the sides.

섬유 강화재(10)에 코팅된 수지의 두께는 공정 특성 상 일정할 수 없다. 따라서, 변하지는 않는 형태로 섬유 강화재(10)를 가압하는 구조라면, 코팅되는 수지의 두께에 따라 가압력 차이가 발생되는 문제점이 있다.The thickness of the resin coated on the fiber reinforcement 10 cannot be constant due to process characteristics. Therefore, if the structure to press the fiber reinforcement 10 in a form that does not change, there is a problem that a difference in pressing force occurs depending on the thickness of the resin to be coated.

그러나, 본 발명에 따르면, 만약 코팅된 수지의 두께가 두꺼워지더라도 지지부(630)가 먼저 섬유 강화재(10)에 맞닿아야만 제1 하부 클램프(641b) 및 제2 하부 클램프(642b)가 폭 방향으로 좁아지게 되므로 코팅된 수지의 두께를 불문하고 지지대(30)와 제1 하부 클램프(641b) 및 제2 하부 클램프(642b)와의 결합력이 유지되는 장점이 있다. 이에 연계되는 효과로 섬유 강화재(10)를 가압하는 힘이 균일하게 가해질 수 있게 된다.However, according to the present invention, even if the thickness of the coated resin is increased, the first lower clamp 641b and the second lower clamp 642b must be in contact with the fiber reinforcement 10 first, even if the thickness of the coated resin is increased. Since it becomes narrower, there is an advantage in that the bonding force between the support 30 and the first lower clamp 641b and the second lower clamp 642b is maintained regardless of the thickness of the coated resin. With an effect linked thereto, the force to press the fiber reinforcement 10 can be uniformly applied.

이때, 고정부(600)의 지지대(30)의 고정을 해제하는 과정은 지지부(630)의 승강을 통해 이루어진다. 이는 지지부(630)의 하강으로 인해 구현되는 동작과 반대로 이루어진다. 중복 설명을 방지하기 위해 상세한 설명은 생략한다.In this case, the process of releasing the fixation of the support 30 of the fixing part 600 is performed through the lifting of the support part 630. This is done opposite to the operation implemented by the lowering of the support part 630. Detailed description will be omitted to prevent redundant description.

이때, 미도시된 외부 제어로 인해, 고정부(600)의 승강 및 하강을 반복적으로 진행하여 주기적으로 섬유 강화재(10)를 가압하고, 이탈을 방지할 수 있게 된다.At this time, due to an external control not shown, it is possible to repeatedly press the fiber reinforcement material 10 by repeatedly performing the lifting and lowering of the fixing part 600, and to prevent separation.

지지부(630), 제1 하부 클램프(641b) 및 제2 하부 클램프(642b)의 단부에는 패드(631, 6411, 6421)이 형성되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 지지대(30)와의 마찰력이 증대되어 고정력이 증대된다. 또한, 섬유 강화재(10)와 맞닿는 부분의 패드(631)로 인해 섬유 강화재(10)의 손상 정도를 낮출 수 있게 된다.It is preferable that pads 631, 6411 and 6421 are formed at the ends of the support 630, the first lower clamp 641b, and the second lower clamp 642b. Due to this, the frictional force with the support 30 is increased, thereby increasing the fixing force. In addition, it is possible to reduce the degree of damage to the fiber reinforcement 10 due to the pad 631 in contact with the fiber reinforcement 10.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also present. It belongs to the scope of rights of

100 : 하우징부,
200 : 유입구,
300 : 배출구,
400 : 롤러부,
500 : 분사부,
600 : 고정부.100: housing part,
200: inlet,
300: outlet,
400: roller part,
500: injection part,
600: fixed part.

Claims (9)

복수 개의 연장되는 섬유 강화재를 공급하는 섬유 공급부;
상기 섬유 강화재가 지면과 평행하도록 이동하여 통과하되, 수지가 상기 섬유 강화재에 분사되는 코팅부; 및
열을 지니되, 상기 섬유 강화재가 통과되는 금형 성형부;를 포함하고,
상기 코팅부는,
상기 섬유 강화재가 관통되는 하우징부;
상기 하우징부의 내부에 위치되되, 상기 섬유 강화재가 맞닿아 상기 섬유 강화재를 길이 방향으로 이동시키는 롤러부; 및
상기 하우징부의 내부에 위치되되, 상기 수지를 상기 섬유 강화재를 향하여 분사하는 분사부;를 포함하고,
상기 하우징부는 상기 섬유 강화재가 유입되는 유입구 및 상기 수지가 도포된 상기 섬유 강화재가 배출되는 배출구를 포함하고,
상기 유입구 및 상기 배출구의 하단의 지면으로부터의 수직 방향의 높이는, 상기 롤러부의 표면의 지면으로부터의 수직 방향의 높이와 동일하고,
상기 분사부는 상기 하우징부의 내부에서 상기 하우징부의 상면에 결합되어 하방으로 상기 수지를 분사하고,
상기 분사부는 상기 섬유 강화재의 길이 방향과 수직하도록 연장 형성되고,
상기 롤러부는 길이 방향으로 연장 형성되되, 벨트가 회전되는 타이밍 벨트 타입인 것인
비함침 타입의 연속섬유 복합재 제조장치.
A fiber supply unit for supplying a plurality of elongated fiber reinforcements;
A coating portion through which the fiber reinforcement material moves and passes in parallel with the ground, and resin is sprayed onto the fiber reinforcement material; And
It has heat, but the mold forming part through which the fiber reinforcement is passed; Including,
The coating part,
A housing through which the fiber reinforcement material passes;
A roller unit positioned inside the housing unit, the fiber reinforcement material abutting to move the fiber reinforcement material in the longitudinal direction; And
Doedoe located inside the housing, the injection unit for spraying the resin toward the fiber reinforcement; includes,
The housing portion includes an inlet through which the fiber reinforcement material is introduced and an outlet through which the fiber reinforcement material coated with the resin is discharged,
The height of the inlet and the lower end of the outlet in a vertical direction from the ground is equal to the height of the surface of the roller portion in a vertical direction from the ground,
The injection unit is coupled to the upper surface of the housing unit inside the housing unit to inject the resin downward,
The injection unit is formed to extend perpendicular to the longitudinal direction of the fiber reinforcement,
The roller part is formed to extend in the longitudinal direction, the belt is a timing belt type to rotate
Non-impregnated type continuous fiber composite manufacturing device.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 벨트는 길이 방향으로 소정의 간격을 두고 이격되는 한 쌍의 롤러로 인해 회전하는 것인
비함침 타입의 연속섬유 복합재 제조장치.
The method of claim 1,
The belt is rotated by a pair of rollers spaced apart at a predetermined distance in the longitudinal direction
Non-impregnated type continuous fiber composite manufacturing device.
 제6항에 있어서,
상기 유입구는 상부 유입구 및 하부 유입구를 구비하고,
상기 상부 유입구 및 상기 하부 유입구는 상기 섬유 강화재와 소정의 각도를 지니면서 경사진 것인
비함침 타입의 연속섬유 복합재 제조장치.
The method of claim 6,
The inlet has an upper inlet and a lower inlet,
The upper inlet and the lower inlet are inclined while having a predetermined angle with the fiber reinforcement
Non-impregnated type continuous fiber composite manufacturing device.
 제7항에 있어서,
상기 상부 유입구 및 하부 유입구는 상기 하우징부에 가까워질수록 수직 방향으로의 간격이 좁아지는 것인
비함침 타입의 연속섬유 복합재 제조장치.
The method of claim 7,
The upper inlet and the lower inlet are closer to the housing, the smaller the gap in the vertical direction.
Non-impregnated type continuous fiber composite manufacturing device.
 제8항에 있어서,
상기 롤러는 교체 가능한 것인
비함침 타입의 연속섬유 복합재 제조장치.The method of claim 8,
The roller is replaceable
Non-impregnated type continuous fiber composite manufacturing device.
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