KR102280820B1 - 프리프레그 압축성형을 위한 자동성형 제어방법 - Google Patents

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김병하
김태용
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Abstract

본 발명은 프리프레그 압축성형을 위한 자동성형 제어방법를 제공한다. 상기 제어방법은, 경화거동 측정장치에서 프리프레그 소재의 시간에 따른 경화거동의 변화를 측정하는 단계; 데이터처리부에서 상기 측정된 시간에 따른 경화거동의 변화에 기초하여 성형의 시작시간 및 종료시간을 입력받아 저장하는 단계; 상기 성형의 초기압력 및 최종압력을 입력받아 저장하는 단계; 상기 성형의 스텝수 및 상기 스텝의 분할로직를 입력받아 저장하는 단계; 및 상기 저장된 시작시간, 종료시간, 초기압력, 최종압력, 스텝수 및 분할로직을 이용하여 상기 각각의 스텝마다 성형개시시점, 성형시간 및 성형압력을 설정하는 단계를 포함한다.

Description

프리프레그 압축성형을 위한 자동성형 제어방법{Method for controlling automatic molding for compression molding of prepreg}
본 발명은 프리프레그 압축성형 제어방법에 관한 것으로서, 특히 최적의 프리프레그 성형품을 위한 성형조건을 설정하여 자동으로 성형할 수 있도록 프리프레그 압축성형을 위한 자동성형 제어방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 프리프레그(Prepreg)는 탄소섬유, 유리섬유, 케블라섬유 등 섬유강화재에 에폭시 수지, 폴리아미드 수지 등과 같은 액상 합성수지를 침투시킨 섬유 강화 복합재의 중간단계 소재를 말한다.
이러한 프리프레그 소재는 최종 부품 성형틀에서 열과 압력을 받으면 기계적, 열적 물성이 뛰어난 복합재 부품이 만들어진다.
프리프레그 소재는 예를 들어 고강도와 강한 탄성이 요구되는 각종 스포트기구, 항공기, 자동차 보트 등의 여러 산업분야에 이용되고 있다.
프리프레그는 성형 전에는 합성수지가 반경화 상태로 공기층이 존재한다. 이러한 프리프레그는 고온, 고압의 오토클레이브(Autoclave) 성형 공정을 통해 내,외부에 기포가 없는 제품으로 성형될 수 있다.
하지만, 종래의 일반적인 프레스 성형공정의 경우 공정건에 따라 표면에 핀홀(pinhole)이 발생할 수 있고 내부에 기포(bubble)가 발생할 가능성이 매우 크다.
프리프레그 소재의 표면에 핀홀이 발생하면 제품의 표면품질이 저하되며, 이에 제품의 품질불량으로 이어지고, 내부에 기포가 발생하면 제품의 기계적 강도가 저하되는 문제점이 발생한다.
한편, 종래에 프리프레그 성형방법이 많이 알려져 있다. 하지만, 종래기술에서는 핀홀과 기포의 발생을 최소화하는 기술이 제시되어 있지 않다.
한국등록특허공보 제10-1436454호 한국등록특허공보 제10-1497446호
본 발명은 프리프레그 소재를 성형함에 있어서 표면의 핀홀과 내부의 기포 발생을 최소화하도록 하는 프리프레그 압축성형을 위한 자동성형 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 최적의 프리프레그 성형품을 제조할 수 있도록 프리프레그 압축성형을 위한 성형조건을 사전에 설정하여 저장하고, 상기 설정된 성형조건에 따라 성형설비에서 자동성형이 이루어지도록 하는 프리프레그 압축성형을 위한 자동성형 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 투입되는 프리프레그 소재의 특성에 맞는 맞춤형 성형을 위한 공정조건을 설정함으로써 해당 소재에 대하여 최적의 성형제품을 제조할 수 있도록 하는 프리프레그 압축성형을 위한 자동성형 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 압축성형을 위한 자동성형 제어방법은, 경화거동 측정장치에서 프리프레그 소재의 시간에 따른 경화거동의 변화를 측정하는 단계; 데이터처리부에서 상기 측정된 시간에 따른 경화거동의 변화에 기초하여 성형의 시작시간 및 종료시간을 입력받아 저장하는 단계; 상기 성형의 초기압력 및 최종압력을 입력받아 저장하는 단계; 상기 성형의 스텝수 및 상기 스텝의 분할로직를 입력받아 저장하는 단계; 및 상기 저장된 시작시간, 종료시간, 초기압력, 최종압력, 스텝수 및 분할로직을 이용하여 상기 각각의 스텝마다 성형개시시점, 성형시간 및 성형압력을 설정하는 단계를 포함한다.
상기 경화거동 측정장치는 DSC(Differential Scanning Calorimeter) 또는 회전형 레오미터(Rotation rheometer)를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 프리프레그 소재의 경화거동이 최소인 시점 이전부터 성형을 시작하여 상기 경화거동이 최소인 시점 이후에 성형이 완료되도록 성형조건이 설정될 수 있다.
여기서, 상기 성형의 시작시간은 상기 프리프레그 소재의 경화거동이 최저인 시간보다 이전시간으로 입력되고 상기 성형의 종료시간은 상기 프리프레그 소재의 경화거동이 최저인 시간보다 이후시간으로 입력될 수 있다.
본 발명에서, 상기 프리프레그 소재의 경화거동이 최소인 시점은 상기 프리프레그 소재의 점도가 최소일 수 있다.
본 발명에서, 상기 성형의 시작시간과 종료시간을 상기 입력된 스텝수로 시간등분할하여 상기 각각의 스텝별로 성형시간 및 성형압력이 설정될 수 있다.
본 발명에서, 상기 각각의 스텝별로 성형시간은 동일하게 설정될 수 있다.
본 발명에서, 상기 성형의 초기압력과 최종압력을 상기 스텝수로 등분할된 값으로 상기 성형압력을 설정하되, 상기 각각의 스텝이 진행될 때마다 상기 등분할된 값만큼 순차적으로 증가되도록 설정될 수 있다.
본 발명에 의하면 프리프레그 소재에서 표면에 핀홀과 내부에 기포의 발생을 방지할 수 있으므로 표면품질과 기계적 강도가 우수한 제품을 제조할 수 있다.
본 발명에 의하면 표면조도를 일정값 이하로 제조함으로써 자동차의 마감 부품으로 사용이 가능하다.
본 발명에 의하면 프리프레그 성형을 위한 공정조건을 자동으로 셋팅하여 성형이 자동으로 이루어지도록 설정할 수 있고 성형을 위한 싸이클 타임(cycle time)을 상대적으로 짧게 설정할 수 있다.
본 발명에 의하면 프리프레그 소재의 특성에 맞는 공정조건을 설정함으로써 해당 소재에 맞는 최적의 성형제품을 제조할 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그의 성형을 위한 시스템의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 설비제어부의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 소재의 시간에 따른 경화거동 그래프의 일 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 압축성형을 위한 자동성형 제어방법ㅊ을 나타낸 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 성형조건의 설정을 위한 데이터 입력테이블을 표시한 예시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 설정된 성형조건을 표시하는 성형조건 테이블의 예시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 경화거동 그래프에서 시간등분할의 예시도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그의 성형을 위한 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 설비제어부의 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 성형 시스템은 경화거동 측정장치(110), 설비제어부(120), 표시부(130), 성형설비(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
경화거동 측정장치(110)는 프리프레그 소재의 경화거동를 측정하는 장치가 될 수 있다. 본 실시예는 경화거동 측정장치(110)로 대표적으로 DSC(Differential Scanning Calorimeter) 또는 회전형 레오미터(Rotational rheometer)를 사용할 수 있다.
이러한 경화거동(curing behavior)은 소재나 물질의 평가속성 중 하나로서 해당 소재나 물질의 점도를 의미할 수 있다. 이러한 경화거동은 온도의 변화에 따른 소재나 물질의 점도의 변화로 나타날 수 있다.
일 실시예에서 경화거동 측정장치(110)로 DSC를 이용하는 경우, 프리프레그 소재의 열류(heat flow)를 측정하고, 열류로부터 경화거동을 측정할 수 있다. 물론, 이러한 열류 및 경화거동으로부터 점도를 측정할 수 있다.
다른 실시예에서 경화거동 측정장치(110)로 회전형 레오미터를 이용하는 경우, 프리프레그 소재의 점도를 직접 측정할 수도 있다. 이러한 점도는 경화거동의 일 특성이 될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에서 경화거동 측정장치(110)는 프리프레그 소재의 시간에 따른 경화거동을 측정할 수 있다. 측정된 경화거동은 설비제어부(120)에 의해 표시부(130)에 표시될 수 있다. 이로써, 사용자는 표시부(130)에 표시된 프리프레그 소재의 경화거동 정보를 시각적으로 확인할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 경화거동 측정장치에서 측정된 탄소섬유 프리프레그 소재의 시간에 따른 경화거동 변화를 나타낸 그래프의 일 예시도이다.
도 3을 참조하면, 프리프레그 소재의 경화거동은 시간에 따라 변한다. 프리프레그 소재의 경화거동이 최저가 되는 시점이 존재한다. 즉, 프리프레그 소재의 경화거동이 최저가 되는 시점(42)이 곧 해당 소재의 점도가 최저가 될 수 있다.
경화거동이 최저인 시점(42)은 경화거동 그래프(41)로부터 추출될 수 있다. 즉, 경화거동 그래프(41)에서 경화거동이 최저인 시간(42)을 획득할 수 있다. 도면에서는 일례로 51.5초인 걸로 도시되어 있다.
이에, 본 발명에서는 프리프레그 소재의 경화거동이 최저가 되는 시간(42)을 확인하고, 그 경화거동의 최저 시간을 기준으로 프리프레그의 성형조건을 설정하도록 할 수 있다. 경화거동이 최저가 되는 시간이 점도가 최저가 될 수 있다.
즉, 프리프레그 소재의 경화거동이 최저가 되는 시점(42)을 전후로 성형을 개시하도록 한다. 프리프레그의 성형조건 설정은 하기에서 구체적으로 설명된다.
설비제어부(120)는 경화거동 측정장치(110), 표시부(130) 및 성형설비(140)를 각각 제어할 수 있다. 이러한 설비제어부(120)는 경화거동 측정장치(110)에서 측정되는 프리프레그 소재의 시간에 대한 경화거동 그래프(41)를 표시부(130)에 표시할 수 있다.
한편, 다른 실시예에서 경화거동 측정장치(110)의 종류에 따라 프리프레그 소재의 점도 그래프를 측정하고 표시부(130)에 점도 그래프를 표시할 수도 있다. 즉, 예를 들어 회전형 레오미터의 경우 점도를 측정하고 이를 표시부(130)에 표시할 수 있다.
또한, 설비제어부(120)는 사용자로부터 데이터를 입력받을 수 있고 사용자로부터 입력받은 데이터를 이용하여 프리프레그 소재의 자동 형성을 위한 성형조건을 설정할 수 있다. 그리고, 설비제어부(120)는 상기와 같이 설정된 성형조건을 근거로 성형설비(140)를 제어할 수 있다.
성형설비(140)는 설비제어부(120)에 의해 설정된 성형조건에 따라 프리프레그 소재의 성형을 자동으로 실행할 수 있다. 즉, 성형설비(140)는 설비제어부(120)로부터 출력되는 성형조건을 수신하고, 그 성형조건에 따라 프리프레그 소재의 성형을 자동으로 수행하는 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 설비제어부(120)는 입력부(121), 저장부(122), 데이터처리부(123) 및 출력부(124)를 포함하여 구성될 수 있다.
입력부(121)는 사용자로부터 데이터를 입력받을 수 있다. 상기 입력부(121)는 사용자가 데이터를 입력할 수 있도록 구성될 수 있다. 예컨대, 키보드, 마우스, 터치패드 등으로 구현될 수 있다.
저장부(122)는 입력부(121)를 통해 사용자가 데이터를 입력할 수 있는 테이블을 저장할 수 있다. 그리고, 사용자에 의해 테이블에 입력되는 데이터를 저장할 수 있다. 이때, 테이블에 입력되는 데이터는 표시부(130)에 표시될 수 있다. 이로써 사용자는 자신이 입력하는 데이터를 시각적으로 확인할 수 있다.
데이터처리부(123)는 입력부(121)를 통해 입력되는 사용자의 데이터를 근거로 기설정된 프로그램 또는 소프트웨어를 이용하여 프리프레그 소재의 자동성형을 위한 성형조건을 설정할 수 있다. 본 실시예에서 상기 성형조건은 성형시의 압력, 시간, 온도, 스텝 등의 조건을 포함할 수 있다.
출력부(124)는 데이터처리부(123)에서 설정된 성형조건을 성형설비(140)로 출력할 수 있다. 이로써 성형설비(140)는 수신된 성형조건에 따라 프리프레그 소재의 성형을 자동으로 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 압축성형을 위한 자동성형 제어방법을 나타낸 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 성형조건의 설정을 위한 데이터 입력테이블을 표시한 예시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 설정된 성형조건을 표시하는 성형조건 테이블의 예시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 프리프레그 압축성형을 위한 자동성형 제어방법에서는 경화거동 측정장치(110)에서 성형하고자 하는 프리프레그 소재의 시간에 따른 경화거동 변화를 측정할 수 있다(S101).
데이터처리부(130)는 프리프레그 소재의 시간에 따른 경화거동의 변화가 측정되면, 경화거동의 변화에 대한 그래프를 표시부(130)에 표시할 수 있다(S103).
그리고, 데이터처리부(130)는 해당 프리프레그 소재의 성형조건을 설정하기 위해 사용자가 데이터를 입력할 수 있도록 데이터 입력테이블(51)을 표시부(130)에 표시할 수 있다(S105).
이후, 입력부(121)는 사용자로부터 성형조건을 설정하기 위한 데이터를 입력받을 수 있다(S107). 사용자는 데이터 입력테이블(51)에서 표시된 복수의 데이터 입력창(52)에 원하는 데이터를 입력할 수 있다.
그리고, 데이터처리부(120)는 상기와 같이 데이터 입력테이블(51)에 사용자로부터 데이터가 입력되면 데이터 입력테이블(51)에 복수의 성형조건별로 입력된 데이터를 저장부(120)에 저장할 수 있다(S109).
계속해서, 데이터처리부(130)는 상기와 같이 입력된 데이터를 이용하여 프리프레그 소재의 압축성형을 위한 성형조건을 설정한다(S111). 이러한 성형조건은 도 6과 같이 성형조건 테이블(61)로 표시될 수 있다.
데이터 입력테이블(51)과 성형조건 테이블(61)은 하기에서 상세히 설명된다.
도 5을 참조하면, 본 실시예에서 표시부(120)에는 데이터 입력테이블(51)이 표시되고 상기 입력테이블(51)에는 복수의 성형조건의 설정을 위한 복수의 데이터 입력창(52)이 표시될 수 있다.
이러한 테이블(51)에는 경화거동 측정장치(110)에서 프리프레그 소재의 성형온도가 표시될 수 있다. 또한, 테이블(51)에는 프리프레그 소재의 시간에 따른 점도의 변화에서 프리프레그 소재의 경화거동이 최저가 되는 시간이 표시될 수 있다.
도 3와 같이 프리프레그 소재의 시간에 따른 경화거동 그래프(41)로부터 경화거동이 최저가 되는 시간(42)이 획득될 수 있다. 도 4에 도시된 일례에서는 경화거동이 최저인 시간(42)은 51.5초이다.
또한, 상기 테이블(51)에는 복수의 성형조건이 설정될 수 있다. 본 실시예에서는 성형조건으로서 성형시간, 성형압력, 성형횟수를 포함할 수 있다.
먼저 성형시간의 설정은 프리프레그 소재의 성형을 시작하는 시작점 시간과 성형을 종료하는 종료점 시간을 설정할 수 있다. 이때, 본 발명에서 중요한 특징 중 하나는 성형의 시작점 시간과 종료점 시간을 해당 프리프레그 소재의 경화거동이 최저가 되는 시간을 기준으로 설정한다는 것이다.
구체적으로, 도 4에서 성형의 시작점 시간(43)과 성형의 종료점 시간(44)은 경화거동가 최저인 시간(42)의 전과 후가 된다. 즉, 성형의 시작점 시간(43)은 프리프레그 소재의 경화거동이 최저인 시간(42)보다 이전시간으로 설정하고, 성형의 종료점 시간(44)은 프리프레그 소재의 경화거동이 최저인 시간(42)의 이후시간로 설정하도록 하는 것이다.
이는 프리프레그 소재의 경화거동이 최저가 되는 시간(42)보다 이전시간(43)에 성형을 시작하고, 경화거동이 최저가 되는 시간(42)의 이후시간(44)에 성형을 종료하기 위한 것이다.
즉, 프리프레그 소재의 경화거동이 최저인 시간을 중심으로 성형함으로써 프리프레그의 성형시 프리프레그 소재에 합성수지의 침투가 원활하고 효과적으로 이루어져 핀홀 및 기포의 생성이 방지될 수 있기 때문이다. 여기서, 프리프레그 소재의 경과거동이 최저인 시간은 점도가 최저인 시간이 될 수 있다.
예컨대, 도면의 일례에서와 같이 프리프레그 소재의 경화거동이 최저가 되는 시간(42)이 51.5초인 경우, 성형의 시작점 시간(43)은 10초로 설정하고, 성형의 종료점 시간(44)은 60초로 설정한다. 물론, 이러한 시작점 시간과 종료점 시간은 일례에 불과하며, 소재에 따라 변경될 수 있다.
그리고, 성형압력의 설정은 성형시작시의 초기압력과 성형종료시의 최종압력을 설정할 수 있다. 이러한 성형압력의 설정은 성형하고자 하는 프리프레그 소재의 특성에 따라 결정될 수 있다.
또한, 성형횟수는 성형을 수행하는 횟수로서 스텝(step)의 개수를 설정할 수 있고, 스텝의 개수를 설정하기 위한 스텝의 분할로직을 설정할 수 있다. 본 발명에서는 성형횟수를 결정함에 있어서, 1회 성형시마다 성형을 지속하는 시간, 즉 성형의 시작시점과 종료시간을 상기 스텝의 개수로 시간적으로 등분할함으로써 설정할 수 있다.
도 5에 도시된 일례에서, 입력부(121)는 사용자로부터 입력되는 성형조건의 설정을 위한 데이터를 데이터 입력테이블(51)에 입력할 수 있다. 즉, 사용자는 입력부(121)를 통해 성형조건의 설정을 위한 데이터를 데이터 입력테이블(61)에 입력하면 표시부(120)에 이러한 사용자의 데이터가 표시될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 예컨대 마우스를 이용하여 성형의 시작점 시간과 종료점 시간을 클릭하면 디폴트된 하나 이상의 데이터가 표시되고, 이후 표시된 데이터 중 데이터를 선택함으로써 해당 데이터가 입력되도록 할 수 있다.
이는 성형의 시작점 시간 및 종료점 시간뿐만 아니라 성형압력에서 초기압력과 최종압력, 그리고 성형횟수를 결정하기 위한 스텝의 개수와 스텝의 시간등분할 정보를 입력하는 경우에도 동일하다.
도면에 도시된 일례에서 성형의 시작점 시간을 10초로 설정하고, 성형의 종료점 시간을 60초로 설정한 상태에서 성형의 시작점 시간에서의 초기압력과 성형의 종료점 시간에서의 최종압력이 입력될 수 있다.
본 실시예에서는 성형의 초기압력을 5bar로 입력하고, 최종압력을 50bar로 입력한다. 마지막으로 스텝의 개수는 6단계가 입력하고, 스텝의 분할로직은 시간등분할로 입력한다. 물론, 다른 실시예에서 이러한 초기압력, 최종압력, 스텝 수, 스텝의 분할로직은 변경될 수 있다.
이처럼, 입력된 사용자 데이터를 근거로 데이터처리부(130)는 내부에 설정된 프로그램에 의해 성형조건을 설정하도록 한다. 즉, 10초와 60초 사이를 6단계로 시간등분할하는 것이다. 그리고 각각의 단계별로 성형조건을 설정하되, 각 단계별로 시간등분할된 초간 성형을 수행하도록 성형조건을 설정할 수 있다.
이때, 성형의 시작점 시간인 10초와 종료점 시간인 60초를 6개의 스텝으로 시간등분할하면 10초로 시간등간격이 될 수 있다. 그리고 이들 각각의 스텝별 압력은 5~50bar를 6단계로 나누어 1스텝당 9bar씩 증가하면서 성형을 수행하도록 성형조건을 설정할 수 있다.
도 6의 성형조건 테이블(61)에는 각 스텝별 성형시간과 압력의 성형조건이 표시된다. 사용자는 저장버튼(62)을 클릭하면 상기 성형조건이 도 4에 도시된 경화거동 그래프에 해당하는 프리프레그 소재의 성형조건으로 데이터가 저장될 수 있다. 그리고 머신전송버튼(63)를 클릭하면 상기 성형조건이 성형설비(140)로 전송될 수 있다. 이에, 성형설비(140)는 이와 같이 전송된 성형조건에 따라 구동되어 성형이 진행되도록 한다. 이때, 성형조건이 상기와 같이 설정되면 성형설비(140)는 자동으로 구동되도록 설계될 수 있다.
상기와 같이 데이터처리부(130)에 의해 설정된 성형조건은 성형설비(140)로 출력되고 성형성비(140)는 상기 성형조건에 따라 성형을 수행한다. 즉, 시간등분할된 동일시간 동안 설정된 압력으로 성형을 진행하는 것이다.
이때, 본 발명에서는 프리프레그 소재의 경화거동이 최저인 시점, 즉 점도가 최저인 시점의 전후로 성형을 수행하도록 함으로써 소재의 표면 및 내부에 핀홀과 기포의 발생을 억제할 수 있다. 뿐만 아니라, 표면조도를 일정값 이하로 유지할 수 있으므로 눈부심을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 경화거동 그래프에서 성형횟수에 대한 시간등분할의 예시도이다.
도 7을 참조하면, 성형하고자 하는 프리프레그 소재의 경화거동 그래프에서 성형의 시작점 시간(42)과 종료점 시간(44)를 스텝의 개수로 시간등분할하는 예가 도시된다. 예컨대, 도 5의 데이터 입력테이블(51)에서와 같이 스텝의 개수가 6개로 설정되고, 스텝의 분할을 위한 로직은 시간축 등분할로 설정되면, 도 7에서와 같이 성형의 시작점 시간과 종료점 시점은 6개로 시간등분할이 될 수 있다.
이와 같이 시간등분할되면 도 6의 성형조건 테이블(61)에서와 같이 6개의 스텝별로 성형시점과 성형압력이 설정될 수 있다. 이때 성형압력은 각 스텝이 진행될 때마다 동일한 압력이 순차적으로 증가하도록 설정될 수 있다.
즉, 제1스텝에서 초기압력으로 성형이 이루어진 후 제2스텝에서는 설정된 일정압력이 증가된 상태에서 성형이 이루어지고, 제3스텝에서는 다시 상기 일정압력이 증가된 상태에서 성형이 이루어질 수 있다. 물론, 성형시간은 전체 성형시간이 등분할되었으므로 각 스텝마다 동일하다.
예컨대, 제1스텝에서는 10초에 5bar 압력으로 성형을 1차로 수행하고, 제2스텝에서는 20초에 14bar 압력으로 2차 성형을 수행하고, 30초에 23bar 압력으로 3차 성형을 수행하는 것이다. 계속해서 40초, 50초, 60초에서도 각각 32, 41, 50bar 압력으로 4,5,6차 성형을 수행할 수 있다. 제1 내지 제6 스텝은 시간등분할되었으므로 10초 간격으로 유지되지만, 압력은 스텝이 증가할수록 동일한 압력이 스텝마다 계속 증가함을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 프리프레그 소재의 특성, 즉 경화거동의 변화를 기초로 해당 프리프레그 소재에 맞게 성형의 단계를 결정하고, 각 단계마다 성형의 개시시점, 성형을 수행하는 시간, 성형시의 압력을 결정함으로써 최적의 품질을 갖는 프리프레그 성형품을 제조할 수 있도록 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
110 : 경화거동 측정장치 120 : 데이터처리부
121 : 입력부 122 : 저장부
123 : 데이터처리부 124 : 출력부
130 : 표시부 140 : 성형설비

Claims (8)

  1. 경화거동 측정장치에서 프리프레그 소재의 시간에 따른 경화거동의 변화를 측정하는 단계;
    데이터처리부에서 상기 측정된 시간에 따른 경화거동의 변화에 기초하여 성형의 시작시간 및 종료시간을 입력받아 저장하는 단계;
    상기 성형의 초기압력 및 최종압력을 입력받아 저장하는 단계;
    상기 성형의 스텝수 및 상기 스텝의 분할로직를 입력받아 저장하는 단계;
    상기 저장된 시작시간, 종료시간, 초기압력, 최종압력, 스텝수 및 분할로직을 이용하여 상기 각각의 스텝마다 성형개시시점, 성형시간 및 성형압력을 설정하는 단계를 포함하고,
    상기 성형의 시작시간은 상기 프리프레그 소재의 경화거동이 최소인 시간보다 이전시간으로 입력되고 상기 성형의 종료시간은 상기 프리프레그 소재의 경화거동이 최소인 시간보다 이후시간으로 입력되고,
    상기 성형의 시작시간과 종료시간을 상기 입력된 스텝수로 시간등분할하여 상기 각각의 스텝마다 상기 성형개시시점, 성형시간 및 성형압력이 설정되며,
    상기 프리프레그 소재의 경화거동이 최소인 시점은 상기 프리프레그 소재의 점도가 최소인 것을 특징으로 하는 프리프레그 압축성형을 위한 자동성형 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 경화거동 측정장치는 DSC(Differential Scanning Calorimeter) 또는 회전형 레오미터(Rotation rheometer)를 포함하는 프리프레그 압축성형을 위한 자동성형 제어방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 각각의 스텝별로 성형시간은 동일하게 설정되는 프리프레그 압축성형을 위한 자동성형 제어방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 성형의 초기압력과 최종압력을 상기 스텝수로 등분할된 값으로 상기 성형압력을 설정하되, 상기 각각의 스텝이 진행될 때마다 상기 등분할된 값만큼 순차적으로 증가되도록 설정되는 프리프레그 압축성형을 위한 자동성형 제어방법.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06344366A (ja) * 1993-06-10 1994-12-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 樹脂硬化監視方法及びその装置
KR101436454B1 (ko) 2014-04-01 2014-09-01 (주)대성사 탄소섬유 열가소성수지 프리프레그의 성형방법
KR20140111292A (ko) * 2011-12-23 2014-09-18 도레이 카부시키가이샤 프리프레그, 섬유 강화 복합 재료 및 섬유 강화 복합 재료의 제조 방법
KR101497446B1 (ko) 2013-12-19 2015-03-03 한국생산기술연구원 회전 적층형 프리프레그 및 이를 이용한 프리프레그 성형품 성형방법
KR20170055616A (ko) * 2015-11-11 2017-05-22 주식회사 엘지화학 프리프레그, 이를 이용한 복합재 및 이의 제조 방법
KR101997778B1 (ko) * 2017-12-18 2019-07-08 울산과학기술원 브이에이알티엠(vartm)에 의한 수지 복합체 제조 시, 수지의 경화 거동, 흐름 및 함침 정도 측정 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06344366A (ja) * 1993-06-10 1994-12-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 樹脂硬化監視方法及びその装置
KR20140111292A (ko) * 2011-12-23 2014-09-18 도레이 카부시키가이샤 프리프레그, 섬유 강화 복합 재료 및 섬유 강화 복합 재료의 제조 방법
KR101497446B1 (ko) 2013-12-19 2015-03-03 한국생산기술연구원 회전 적층형 프리프레그 및 이를 이용한 프리프레그 성형품 성형방법
KR101436454B1 (ko) 2014-04-01 2014-09-01 (주)대성사 탄소섬유 열가소성수지 프리프레그의 성형방법
KR20170055616A (ko) * 2015-11-11 2017-05-22 주식회사 엘지화학 프리프레그, 이를 이용한 복합재 및 이의 제조 방법
KR101997778B1 (ko) * 2017-12-18 2019-07-08 울산과학기술원 브이에이알티엠(vartm)에 의한 수지 복합체 제조 시, 수지의 경화 거동, 흐름 및 함침 정도 측정 방법

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