KR102288285B1

KR102288285B1 - 섬유복합재 성형 장치 및 이를 이용한 섬유복합재 성형 방법

Info

Publication number: KR102288285B1
Application number: KR1020200153460A
Authority: KR
Inventors: 김순길; 김준석
Original assignee: 김순길; 김준석
Priority date: 2020-01-13
Filing date: 2020-11-17
Publication date: 2021-08-10
Also published as: KR20210091031A

Abstract

본 발명은 섬유복합재 성형 장치 및 이를 이용한 섬유복합재 성형 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수지를 섬유재에 함침시켜 섬유 복합재 제품을 제조하도록 된 섬유복합재 성형 장치 및 이를 이용한 섬유복합재 성형 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 섬유복합재 성형 장치는 내부공간을 가지는 가열로와,상기 가열로의 상기 내부공간에 저장되는 열유체와, 상기 가열로 또는 이와 인접되는 측에 설치되어 상기 열유체를 소정의 온도로 가열하는 가열유닛과, 섬유재에 수지를 예비함침하여 제작된 반제품이 상기 열유체에 침강된 상태에서 소정의 형상을 유지하며 상기 반제품을 가압하는 가압유닛을 구비하는 것이다.

Description

섬유복합재 성형 장치 및 이를 이용한 섬유복합재 성형 방법{Apparatus for manufacturing of fiber-reinforced composite structure}

본 발명은 섬유복합재 성형 장치 및 이를 이용한 섬유복합재 성형 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수지를 섬유재에 함침시켜 섬유 복합재 제품을 제조하도록 된 섬유복합재 성형 장치 및 이를 이용한 섬유복합재 성형 방법에 관한 것이다.

섬유복합재는 탄소섬유 또는 유리섬유 등과 같은 섬유재와 이와 같은 섬유재에 함침되는 수지로 이루어진 복합재료이다. 이러한 섬유복합재는 다양한 형태를 갖도록 가공되어 섬유복합재 구조물이 제조될 수 있다.

섬유복합재는 섬유재와 수지의 선택에 따라서 매우 다양한 조합으로 제조가 가능하고, 이러한 조합에 따라 다양한 물성을 갖도록 제조될 수 있다.

섬유복합재를 제조하는 성형방법 중에서, 가장 중요한 것은 수지를 섬유재에 함침하는 단계이다. 섬유재에 예비함침된 수지는 적절한 온도와 압력에서 용융되어 섬유재 내부의 빈 공간으로 침투되는데, 이때 적정한 온도로 가열되지 않거나, 압력이 불균일하게 가해지는 경우 섬유재 내에 기공이 발생하여 성형이 완료된 이후에 섬유복합재의 물성에 직접적인 영향을 미치기 때문이다. 따라서 섬유복합재의 제조에 있어서, 우수하고 균일한 품질의 섬유복합재를 제조하기 위해 열과 압력이 설계조건으로 고르게 가해져야 한다.

대한민국 공개특허 제 10-0313197 호에는 상술한 바와 같은 섬유재의 수지함침을 위해 이용되는 오토클레이브가 개시되어 있고, 등록특허 제 10-1325808 호에는 오토클레이브 성형방법 및 오토클레이브 성형장치가 개시되어 있다. 이와 같은 오토클레이브를 이용해 섬유복합재를 제조하는 방법은 성형실에 수지가 섬유재에 예비함침된 반제품을 오토클레이브의 내부에 안치시키고, 작업자는 오토클레이브의 내부온도를 설계온도까지 승온시키고, 내부압력을 조정함으로써 이루어진다.

그러나, 이와 같은 오토클레이브를 이용한 방법은 재료에 열을 공급하기 위해 내부에 충진된 공기 또는 질소가스를 가열시키는데 이와 같은 공기 또는 질소가스는 반제품에 대해 단열재로 작용하며, 단위체적당 열용량이 작은 까닭에 반제품에 대한 승온율이 낮아 가열시간이 오래걸림으로써 생산성이 낮다는 문제점이 있다. 또한 오토클레이브를 제작하기 위한 비용이 매우 높다는 단점이 있다.

대한민국 공개특허 제 10-0313197 호 : 오토클레이브 대한민국 등록특허 제 10-1325808 호 : 오토클레이브 성형방법 및 오토클레이브 성형장치

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제작비용이 저렴하고, 복합재료의 가열시간을 단축시킬 수 있는 섬유복합재 성형 장치 및 이를 이용한 섬유복합재 성형 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 섬유복합재 성형 장치는 내부공간을 가지는 가열로와,상기 가열로의 상기 내부공간에 저장되는 열유체와, 상기 가열로 또는 이와 인접되는 측에 설치되어 상기 열유체를 소정의 온도로 가열하는 가열유닛과, 섬유재에 수지를 예비함침하여 제작된 반제품이 상기 열유체에 침강된 상태에서 소정의 형상을 유지하며 상기 반제품을 가압하는 가압유닛을 구비하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 가압유닛은 상호 합형되어 상기 반제품을 성형하고자 하는 형상의 캐비티를 형성할 수 있는 제1 및 제2 금형과, 상기 가열로 또는 이와 인접되는 측에 설치되어 상기 제1 및 제2 금형을 상호 형합되는 방향으로 가압하는 압력발생부를 구비한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 가압유닛은 일측에 성형하고자 하는 형상의 성형면이 형성된 금형과, 상기 성형면을 감싸도록 설치되어 성형공간을 형성하는 필름과, 상기 가열로 또는 이와 인접되는 측에 설치되어 상기 성형공간에 진공압을 발생시키는 진공발생부를 구비한다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 상기 가압유닛은 상기 반제품이 통과함에 따라 성형하고자 하는 제품의 단면 형상을 갖도록 조형가공하는 복수개의 성형롤러들을 구비한다.

그리고 상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 섬유복합재 성형 방법은 섬유재에 수지를 도포 또는 융착시켜 반제품을 제조하는 반제품제조단계와, 상기 반제품을 소정의 온도로 가열된 열유체에 침강시켜 상기 반제품을 가열하는 가열단계와, 상기 반제품을 소정의 형상으로 유지시키며 가압하는 가압단계를 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 가압단계는 상기 반제품을 상호 합형되어 캐비티를 형성하는 제1 및 제2 금형의 상기 캐비티에 탑재시킨 상태에서 상기 제1 및 제2 금형을 상호 합형되는 방향으로 가압시키는 것이다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 가압단계는 상기 반제품을 일측에 성형면이 형성된 금형의 상기 성형면에 안치시키고 상기 성형면 및 상기 반제품을 감싸도록 필름을 설치한 상태에서 진공발생부를 통해 상기 성형면과 상기 필름의 사이에 진공압을 발생시켜 상기 반제품이 상기 성형면에 밀착되게 가압하는 것이다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 상기 가압단계는 상기 반제품을 길이방향으로 이송시켜 복수개의 성형롤러의 사이로 통과시킴에 따라 상기 반제품을 성형하고자 하는 단면형상을 갖도록 조형가공하는 인출단계를 포함하는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 섬유복합재 성형 장치는 고압을 조성하기 위한 오토클레이브를 제조할 필요가 없기 때문에 제작비용이 저렴하다.

또한, 상술한 바와 같은 섬유복합재 성형장치를 이용한 성형방법은 공기 또는 질소가스보다 열용량이 높은 열유체를 통해 반제품을 가열하므로 성형시간이 단축됨에 따라 생산성이 향상된다는 이점을 갖는다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 섬유복합재 성형 장치의 단면도,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 섬유복합재 성형 방법의 절차를 도시한 블록도,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 섬유복합재 성형 장치의 단면도,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 섬유복합재 성형 방법의 절차를 도시한 블록도,
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 섬유복합재 성형 장치의 단면도,
도 6은 도 5에 따른 성형롤러를 설명하기 위한 발췌사시도,
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 섬유복합재 성형 방법의 절차를 도시한 블록도.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 제1 실시예에 따른 섬유복합재 성형 장치에 대해 상세하게 설명한다.

도 1에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 섬유복합재 성형 장치가 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 섬유복합재 성형장치(1)는 내부공간(33)을 갖는 가열로(30)와, 상기 가열로(30)의 상기 내부공간(33)에 저장되는 열유체(31)와, 상기 가열로 또는 이와 인접되는 측에 설치되어 상기 열유체(31)를 소정의 온도로 가열하는 가열유닛(40)과, 섬유재에 수지를 예비함침하여 제작된 반제품이 상기 열유체에 침강된 상태에서 소정의 형상을 유지하며 상기 반제품을 가압하는 가압유닛(20)을 구비한다.

본 실시예에서 상기 가열유닛(40) 및 상기 가압유닛(20)은 제어부(100)에 의해 통신 및 제어될 수 있도록 구성된다.

상기 반제품(10)은 섬유복합재의 중간기재로, 강화섬유로 이루어진 섬유재(11)에 수지(13)를 융착시키거나 도포하여 반경화 시킴으로써 제조된 재료이다.

상기 가열로(30)는 상부가 개방된 내부공간(33)이 형성되어 상기 반제품(10)이 출입할 수 있는 함체형상으로 형성된다. 가열로(30)의 외측에는 가열유닛(40) 또는 센서류가 장착되기 위한 노즐이 형성된다.

도면에 도시되진 않았으나 가열로(30)는 열유체(31)가 공급 및 배수될 수 있는 별도의 열유체공급부(미도시) 및 열유체배수부(미도시)가 설치될 수 있다.

상기 열유체(31)는 상기 가열로(30)의 내부공간(33)에 저장된다. 상기 가열로(30)에 저장된 상기 열유체(31)는 상기 가열유닛(40)에 의해 가열되거나 소정 온도로 유지된다.

상기 열유체(31)를 가열하기 위한 가열유닛(40)은 상기 가열로(30)와 인접한 위치에 설치된다.

상기 가열유닛(40)은 상기 내부공간(33)에 충진된 상기 열유체(31)를 가열할 수 있는 전열히터(41)와, 상기 상기 열유체(31)의 온도를 측정할 수 있는 온도센서(43)를 구비한다.

상기 전열히터(41)는 열이 발생되는 일측이 상기 내부공간(33)에 수용되고 타측이 외부로 노출되어 전원 및 제어부(100)와 연결되도록 상기 가열로(30)에 설치된다. 이때, 상기 가열로(30)에 충진된 상기 열유체(31)가 가열됨에 따라 대류하는 것을 유도하도록 상기 내부공간(33)의 저면에 가깝도록 설치됨이 바람직하다.

상기 온도센서(43)는 상기 가열로(30) 내부의 상기 열유체(31)의 온도를 측정할 수 있도록 감지부가 상기 내부공간(33)에 수용되도록 상기 가열로(30)에 설치된다.

상기 전열히터(41) 및 상기 온도센서(43)는 제어부(100)와 전기적으로 연결되어 사용자가 측정된 온도정보를 수집하거나 온도정보를 바탕으로 전열히터를 자동 또는 수동으로 조작할 수 있다.

상술한 전열히터(41)가 자동으로 조작되는 일예로, 상기 제어부(100)는 상기 온도센서(43)로부터 온도정보를 수신하여 열유체(31)의 온도가 성형에 적합한 온도보다 낮을 때, 상기 열유체(31)의 온도가 섬유복합재의 성형에 적합한 온도에 도달할 때 까지 상기 전열히터(41)를 작동시킨다.

상기 가압유닛(20)은 상호 합형되어 상기 반제품을 성형하고자 하는 형상의 캐비티를 형성할 수 있는 제1 및 제2 금형(23, 25)과, 상기 가열로(30) 또는 이와 인접되는 측에 설치되어 상기 제1 및 제2 금형(23,25)을 상호 합형시키는 방향으로 가압하는 압력발생부(50)를 구비한다.

상기 제1 금형(23)은 하부가 후술할 이송부(60)에 의해 지지되도록 설치되며, 작업자는 상기 제1 및 제2 금형(23,25)이 상호 합형된 상태에서 상기 이송부(60)의 작동에 의해 상기 제1 및 제2 금형(23,25)이 상기 내부공간(33)에 수용되거나 외부로 인양되게 이송할 수 있다.

상기 이송부(60)는 상기 가열로(30)의 내부에 설치되는 적어도 하나의 이송유압실린더(63)와, 상기 이송유압실린더(63)에 의해 발생되는 압력을 통해 상기 제1 금형(23)을 상기 가열로(30)의 외부 또는 외부로 이송시키는 이송로드(61)와, 상기 이송로드(61)를 승강시키기 위해 상기 이송유압실린더(63)에 유압유를 공급하는 유압공급부(미도시)를 구비한다.

상기 이송유압실린더(63)는 제어부(100)와 전기적으로 연결된 솔레노이드밸브와 연결되어 이송로드(61)가 상기 제1 및 제2금형(23,25)을 이송하는 동작이 제어될 수 있다.

본 실시예에서 상기 이송부(60)는 유압유의 작동에 따라 상기 제1 및 제2 금형(23,25)를 이송하는 유압실린더가 적용되었으나 이와 달리 작업자가 직접 상기 제1 및 제2 금형(23,25)를 들어올려 이송시키는 방식, 공압공급수단에 의해 공급되는 공기압을 이용하여 상기 제1 및 제2 금형(23,25)을 승강시키는 방식, 또는 전기로 구동되는 액츄에이터 등 다양한 방식이 적용될 수 있다.

상기 압력발생부(50)는 상기 제2 금형(25)의 상부에 설치되어 상기 제2 금형(25)을 상기 제1 금형(23)과 합형되는 방향으로 가압하거나, 상기 제1 금형(23)과 분리되는 방향으로 당길 수 있는 유압실린더가 적용된다.

본 실시예에서는 상기 압력발생부(50)는 상기 제1 및 제2 금형(23,25)의 상부에 설치되고 유압공급부(미도시)로부터 유압유가 공급되게 연결된 가압유압실린더(52)와, 상기 유압공급부(미도시)로부터 상기 가압유압실린더(52)에 유압유가 공급됨에 따라 제2 금형(25)을 상기 제1 금형(23)과 합형되게 가압하며 인출되거나 상기 제2 금형(25)을 상기 제1 금형(23)으로부터 분리되게 인입되는 가압로드(51)를 포함한다. 상기 가압유압실린더(52) 또는 상기 가압유압실린더(52)와 상기 유압유공급부(미도시)를 공급하는 유압유관에는 압력센서(55)가 설치됨으로써 상기 압력발생부(50)에 의해 상기 제2 금형(25)이 상기 제1 금형(23)을 가압하는 압력을 측정할 수 있다.

상기 압력발생부(50)는 상술한 바와 같이 한정되지 않으며 도시된 바와 다르게 제1 및 제2 금형(23,25)를 상호 합형시키도록 가압하거나 분리시킬 수 있는 공압실린더 또는 전기로 구동되는 액츄에이터 등 다른 어떤 수단으로 이루어져도 무방하다.

이하 상술한 바와 같은 본 발명의 제1 실시예에 따른 섬유복합재 성형장치를 이용한 본 발명의 제1 실시예에 따른 섬유복합재 성형방법에 대해 상세히 설명한다.

도 2에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 섬유복합재 성형방법의 절차를 나타낸 블록도가 도시되어 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 섬유복합재 성형방법은 섬유재(11)에 수지(13)를 도포 또는 융착시켜 반제품을 제조하는 반제품제조단계(S1)와, 상기 반제품을 제1 및 제2 금형(23,25)의 캐비티에 탑재시키는 가압성형준비단계(S11)와, 상기 반제품을 소정의 온도로 가열된 열유체에 침강시켜 상기 반제품을 가열하는 가열단계(S20)와, 상기 반제품을 소정의 형상으로 유지시키며 가압하는 가압단계(S30)를 포함한다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 섬유복합재 성형방법은 상기 제1 및 제2 금형(23,25)에 상기 반제품(10)을 탑재시키는 가압성형 준비단계(S11)를 더 포함한다.

상기 반제품제조단계(S1)는 섬유재(11)에 수지(13)를 도포 또는 융착시켜 열과 압력을 받으면 기계적, 열적 물성이 뛰어난 복합재 제품을 제조할 수 있는 중간기재인 프리프레그 형태의 반제품(10)을 제조하기 위한 단계로써, 제품의 제조에 이용하는 상기 반제품(10)은 섬유재(10)와 수지(10)의 조성물을 포함한다.

상기 반제품(10)의 형태는 섬유재(11)가 일방향으로 평행하게 배열된 UD 프리프레그, 강화 섬유가 제직된 직물 프리프레그, 강화섬유가 일방향으로 평행하게 배열된 복수의 강화 섬유 시트를 각각 다른 방향으로 중첩하여 보조 섬유로 일체화한 논 크림프 페브릭(Non-Crimp Fabric)으로 이루어지는 프리프레그일 수 있다.

상기 반제품(10)을 제조하기 위한 상기 섬유재(11)로는 천연섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 그래파이트섬유, 금속섬유, 아라미드섬유, 초고분자량PE(Ultra High Molecular Weight Polyethylene), Pan(Polyacrylonitrile)섬유, 아릴레이드섬유, PEEK(Poly Ether Ether Ketone)섬유, 레이온섬유, 바살트섬유 또는 이들 섬유의 혼합물 등이 이용될 수 있다.

상기 섬유재(11)에 융착 또는 도포되는 상기 수지(13)로는 폴리올레핀 수지, 폴리아미드 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리페닐렌설파이드 수지, 및 이들 수지의 혼합물 등이 이용될 수 있다.

또한, 상기 수지(13)에는 각각의 수지(13)에 적합한 경화제, 스테아린산염 등의 이형제, 실리콘 오일 등의 탈포제, 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물 등의 자외선 흡수재, 또는 카본 블랙, 탄산칼슘 미립자, 수산화 알루미늄 미립자 등의 충전재 등의 각종 첨가제 등이 포함될 수 있다.

상기 수지(13)는 상기 섬유재(11)로 구성된 원단의 상하부로 스며들도록 이루도록 붓(핸드레이업) 또는 스프레이(스프레이업)로 도포되거나, 시트재 형태의 상기 수지(13)가 용융온도보다 낮은 온도에서 연화된 상태에서 섬유재(11)의 원단의 일면 또는 양면에 부착되거나 열가소성 수지로 구성된 수지필름이 원단의 상하부에 배치된 상태에서 가열됨과 함께 폭 방향으로 압력을 가하는 롤러에 의해 가압됨으로써 섬유재에 융착될 수 있다.

시트재 형태 또는 필름 형태의 수지(13)를 원단의 상하에 배치하여 열융착 시킬 시, 수지 시트재 또는 수지 필름보다 낮은 온도에서 용융되는 접착용 수지재를 부착지키는 부착 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 반제품 제조단계(S10)에서 상기 섬유재(11)의 표면에 도포 또는 융착되는 상기 수지(13)의 양은 단위면적당 섬유재 중량의 3% 이내인 것이 바람직하다.

상기 가압성형준비단계(S11)에서는 먼저 상호 합형됨으로써 성형하고자 하는 형상의 캐비티가 형성되는 제1 및 제2 금형(23,25)을 준비한다. 이후, 상기 압력발생부(50)에 의해 제1 및 제2 금형(23,25)이 분리된 상태에서 상기 반제품(10)을 상기 캐비티(21)에 위치하도록 안치시킨다. 상기 반제품(10)이 상기 캐비티(21)에 안치되면, 상기 압력발생부(50)를 이용하여 제1 및 제2 금형(23,25)을 합형시킨다.

상기 가열단계(S3)에서는 먼저 소정의 온도로 가열된 열유체(31)를 준비한다. 상기 열유체(31)는 가열로의 내부에 상기 제1 및 제2 금형(23,25)이 충분히 침강될 수 있는 수위로 저장된 상태로 준비된다. 상기 열유체(31)는 상기 가열로(30)의 내부에서 상기 전열히터(41)의 가열부와 접촉된다. 상기 열유체(31)는 가열유닛(40)에 의해 소정의 온도로 가열되거나 또한 소정의 온도로 유지될 수 있다.

작업자는 이송부(60)를 작동시켜 상호 합형된 제1 및 제2 금형(23,25)을 상기 가열로(30) 내의 상기 열유체(31)에 침강시킨다. 이와 같은 상태에서 상기 반제품(10)은 제1 및 제2 금형(23,25)을 통해 전달되는 열유체(31)의 열에 의해 가열된다.

상기 반제품(10)을 가열하는 상기 열유체(31)의 온도는 350~430℃인 것이 바람직하나, 성형하고자 하는 제품의 형상과 섬유재(11) 또는 수지(13)의 특성에 따라 80~650℃에서 변동 가능하다. 상기 반제품(10)은 상기 제1 및 제2 금형(23,25)을 통해 전달되는 열에 의해 가열됨에 따라 상기 수지(13)가 반용융 상태로 변화하게 된다.

상기 가압단계(S30)는 상기 반제품(10)을 상호 합형되어 상기 캐비티(21)를 형성하는 제1 및 제2 금형(23,25)의 상기 캐비티(21)에 탑재시킨 상태에서 상기 제1 및 제2 금형을 상호 합형되는 방향으로 가압시키는 것이다.

상기 가압단계(S30)는 상기 제1 및 제2 금형(23,25)을 상호 합형되는 방향으로 가압하는 가압성형단계(S31)와, 상기 반제품(10)의 상기 수지(13)가 상기 섬유재(11)에 함침되어 제조된 제품을 상기 제1 및 제2 금형(23,25)의 캐비티(21)로부터 취출하는 취출단계(S32)를 포함한다.

상기 가압성형단계(S31)에서 작업자는 상기 압력발생부(50)를 작동시켜 제1 및 제2 금형(23,25)을 상호 합형되는 방향으로 가압한다. 이 상태에서 상기 반제품(10)은 상기 제1 및 제2 금형(23,25)을 통해 압력이 인가되게 된다.

상기 압력발생부(50)가 상기 반제품(10)을 가압하는 시간은 섬유재에 수지(13)의 용융체가 완전이 함침될 때까지 진행하는 것이 바람직하다. 상기 반제품(10)을 가압하는 압력은 0.1~15MPa로 유지시킨다. 상기 반제품(10)을 가압하는 가압력은 일반적으로 1~10MPa로 유지시키는 것이 바람직하다. 상기 반제품(10)을 가압하는 압력은 섬유재(11)의 탄성률을 고려하여 필요한 압력으로 가압한다.

또한 상기 반제품(10)에 대한 가압의 범위, 가압의 방향, 가압의 패턴(가압 속도, 시간, 가압력과 온도)은 대상이 되는 섬유재(11)와 수지(13)에 따라 조절할 수 있다.

상기 가압성형단계(S31)에서는 상기 반제품(10)이 가압되는 소정의 시간이 경과함에 따라 상기 수지(13)가 상기 섬유재(11)의 표면으로부터 함침되고, 상기 수지(13)가 상기 섬유재(11)에 함침됨에 따라 상기 섬유재(11)의 내부에 잔류하고 있는 기포는 상기 수지(13)와 치환되며 유분과 수분을 내포하는 공기가 배출된다. 이때 상기 수지(13)의 수평방향으로의 이동은 적으며, 수지압으로 인해 상기 열유체(31)가 상기 제1, 2 금형(23,25)의 사이로 유입됨은 적어지게 된다.

이와 같은 가압성형단계(S31)를 시행하는 동안 동안 용융상태의 상기 수지(13)는 상기 섬유재(11) 안에 균일하게 함침되고 섬유재(11) 안에 포함되는 유분과 수분을 내포하는 공기를 효율적으로 배제할 수 있다.

또한 열유체(31)에 의해 외기가 차단됨으로써 외부로부터의 유분과 수분의 유입이 배제된다. 상기 가압성형단계(S31)에서 수지(13)가 섬유재(11)에 함침되기 위한 소정의 시간이 경과되면 제품이 제조된다. 성형이 완료된 후에는 작업자는 압력발생부(50)를 작동시켜 제1 및 제2 금형(23,25)에 작용되는 압력을 감압 또는 제압한다.

또한 작업자는 상기 이송부(60)를 작동시켜 압력이 해제된 제1 및 제2 금형(23,25)을 외부로 인양하면 취출단계(S32)를 위한 준비가 완료된다. 상기 취출단계(S32)에서 작업자는 먼저 압력발생부(50)를 작동시켜 상기 제1 및 제2 금형(23,25)을 상호 분리시켜 상기 반제품(10)으로부터 제조된 상기 제품을 외부로 노출시킨다. 이후 작업자는 제1 및 제2 금형(23,25)으로부터 상기 제품을 직접 탈거하여 제품이 취출되고, 섬유복합재 제품을 제조하기 위한 공정이 완료된다. 제1 및 제2 금형(23,25)으로부터 제품을 취출하는 방법은 작업자가 직접 이형시키는 방법이 있으며 별도의 취출수단을 더 구비함으로써 금형으로부터 제품을 취출하는 과정을 자동화 시키는 방법 또한 무방하다.

제조가 완료된 상기 제품은 기계적, 열적 특성을 더 향상시키기 위해 제품의 냉각 후 190~210℃의 분위기에서 열처리하는 후처리단계(S50)를 더 포함할 수 있다. 상기 후처리단계(S50)는 온도가 조정된 상기 열유체(31)에 침강시키거나 별도의 챔버에 건조시킴으로써 시행함도 무방하다.

상기와 같은 본 발명의 제1 실시예에 따른 섬유복합재 성형장치를 이용한 섬유복합재 성형 방법은 수지(13)를 섬유재(11)의 함침시키기 위한 오토클레이브를 제작 할 필요가 없어 생산비용이 절감된다.

또한 소정 온도로 가열된 열유체를 통해 상기 반제품(10)을 가열함으로써 상기 반제품(10)을 가열하는데에 소요되는 시간이 단축됨에 따라 생산성이 향상되는 이점이 있다.

도3 에는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 섬유복합재 성형장치가 도시되어 있다.

가압유닛(50) 외에는 제1 실시예와 동일함에 자세한 설명은 생략한다.

도 3을 참조하면, 상기 가압유닛(20)은 일측에 성형하고자 하는 형상의 성형면이 형성된 금형(23)과, 상기 성형면을 감싸도록 설치되어 성형공간을 형성하는 필름(25)과, 상기 가열로 또는 이와 인접되는 측에 설치되어 상기 성형공간에 진공압을 발생시키는 진공발생부(50)를 구비한다.

금형(23)은 상기 이송부(60)에 의해 가열로(30)의 내부공간(33)에 충진된 열유체(31)에 침강되거나 인양되는 방향으로 이송되게 설치된다.

상기 필름(25)은 고무 또는 합성수지재 등의 가요성 소재로 이루어진 것을 사용할 수 있다.

상기 필름(25)은 금형(23)의 성형면에 상기 반제품(10)이 탑재된 상태에서 상기 반제품(10)의 주변이 기밀을 유지하도록 설치된다. 이를 상기 위해 필름(25)은 접착제를 통해 접착되거나 별도의 체결구에 의해 밀착 고정될 수 있다. 상기 필름(25)이 상기 금형(23)에 설치되면, 상기 금형(23)의 성형면과 상기 필름(25)의 사이에는 성형공간(21)이 형성된다.

상기 이송부(60)는 상기 이송유압실린더(63)에 의해 발생되는 압력을 통해 상기 금형(23) 및 필름(25)이 상기 내부공간(33)에 수용되거나 외부로 인양되도록 지지되게 구성된다.

상기 진공발생부(50)는 상기 필름(25)과 상기 금형(23)의 사이에 형성된 성형공간에 연결되어 상기 성형공간으로부터 공기가 배출될 수 있는 흡기관(51)과, 상기 흡기관(51)을 통해 상기 성형공간의 공기를 배출되게 진공압을 발생시키는 진공펌프(53)과, 상기 진공펌프(53)가 구동되는 구동력을 발생시키는 진공펌프모터(54)와, 상기 흡기관(51)에 설치되어 상기 성형공간의 진공압을 측정할 수 있는 압력센서(55)를 구비한다.

상기 흡기관(51)은 상기 필름(25)과 결합하여 상기 성형공간의 공기가 배기될 수 있는 유로를 형성한다. 이를 위해, 상기 필름(25)에는 흡기관(51)이 연결될 수 있는 관통구(52)가 형성됨으로써 상기 흡기관(51)이 연결될 수 있다. 이때 상기 성형공간의 공기가 배기되는 것을 더욱 효율적으로 하기 위해 상기 필름(25)에 설치되어 상기 필름(25) 및 상기 금형(23)의 사이에 형성된 성형공간과 외부를 연통하는 배기로를 형성하는 접속구가 사용될 수 있다.

본 실시예에서 진공펌프모터(54), 압력센서(55)는 제어부(100)와 전기적으로 연결되어 작업자가 상기 성형공간(21)에서 걸리는 진공압을 수동 또는 자동으로 조절 및 유지할 수 있도록 구성된다.

또한 성형이 완료되면 진공압을 해제할 수 있도록 필름과 진공펌프 사이의 흡기관(51)에는 대기와 연결된 진공해제관(56)이 설치되고, 진공해제관(56)에는 제어부(100)와 전기적으로 연결되어 진공해제관(56)을 개폐하도록 제어되는 릴리즈밸브(57)가 설치된다.

이와 다르게, 상기 금형(23)에 상기 성형공간(21)의 공기가 배출될 수 있는 배출구가 형성되고, 상기 흡기관(51)이 상기 배출구에 연결되어 상기 성형공간(21)의 공기가 상기 배출구를 통해 배출되는 방식 또한 무방하다.

아래에는 상술한 바와 같은 본 발명의 제2 실시예에 따른 섬유복합재 성형장치를 이용한 본 발명의 제2 실시예에 따른 섬유복합재 성형방법에 대해 상세히 설명한다.

도 4에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 섬유복합재 성형방법의 절차를 나타낸 블록도가 도시되어 있다.

상기 반제품제조단계(S10)는 제1 실시예와 동일함에 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 섬유복합재 성형방법은 상기 반제품(10)을 금형(23)의 성형면(24)에 안치시킨 상태에서 상기 반제품(10)과 상기 성형면(24)을 필름으로 감싸는 진공성형준비단계(S12)를 포함한다.

상기 가압단계(S30)는 상기 반제품(10)을 일측에 성형면(24)이 형성된 금형(23)에 안치시키고 상기 성형면(24) 및 상기 반제품(10)을 감싸도록 필름(25)을 설치한 상태에서 진공발생부(50)를 통해 상기 성형면(24)과 상기 필름(25) 사이에 진공압을 발생시켜 상기 반제품(10)이 상기 성형면(24)에 밀착되게 가압하는 것이다.

상기 진공성형준비단계(S12)에서는 먼저 상기 금형(23)이 상기 이송부(60)에 의해 상기 성형면(24)이 외부로 노출된 상태에서 작업자가 상기 반제품(10)을 상기 금형(23)의 상기 성형면(24)에 안치시킨다. 이후, 상기 필름(25)을 상기 반제품(10) 및 상기 금형의 상기 성형면(24)을 감싸도록 설치한다. 이때 상기 필름(25)은 상기 필름(25)과 상기 성형면(24) 사이에 상기 반제품(10)이 수용되는 성형공간(10)이 형성되도록 설치된다.

또한 상기 성형공간(10)의 기밀성이 유지되도록 상기 필름(25)은 상기 성형면(24)에 단단히 밀봉되는 것이 바람직하며, 이를 위해 상기 필름(25)과 상기 성형면(24)이 부착되는 사이에는 별도의 실링부재(미도시)가 설치될 수도 있다.

상기 필름(25)의 설치가 완료되면, 상기 흡기관(51)을 상기 필름(25)과 연결하여 상기 흡기관(51)과 상기 성형공간(21)을 연결함으로써 성형을 위한 준비가 완료된다.

상기 가열단계(S20)에서는 작업자는 이송부(60)를 작동시켜 상기 금형(23) 및 필름(25)을 상기 가열로(30) 내의 상기 열유체(31)에 침강시킨다. 이와 같은 상태에서 상기 반제품(10)은 상기 금형(23) 및 상기 필름(25)을 통해 전달되는 열유체(31)의 열에 의해 가열된다. 상기 열유체(31)는 가열유닛(40)에 의해 소정의 온도로 가열될 수 있으며, 또한 소정의 온도로 유지될 수 있다.

이와 같은 상태에서 상기 반제품(10)은 상기 금형(23) 및 상기 필름(25)을 통해 전달되는 열유체(31)의 열에 의해 가열된다.

상기 반제품(10)을 가열하기 위한 온도는 본 발명의 제1 실시예에 따른 섬유복합재 성형 방법과 동일하다. 상기 반제품(10)은 상기 금형(23) 및 상기 필름(25)을 통해 전달되는 열에 의해 가열됨에 따라 상기 수지(13)가 반용융 상태로 변화하게 된다.

상기 가압단계(S30)는 상기 금형(23)과 상기 필름(25) 사이의 상기 성형공간(21) 내에 진공압을 발생시켜 상기 반제품(10)을 상기 성형면(24)에 밀착시키는 진공성형단계(S34)와, 상기 수지(13)가 상기 섬유재(11)에 함침되어 제조된 제품을 상기 성형면(24)으로부터 취출하는 취출단계(S35)를 포함한다.

상기 진공성형단계(S34)에서 작업자는 상기 진공발생부(50)를 작동시켜 상기 금형(23) 및 상기 필름(25) 사이의 상기 성형공간(21) 내 공기를 흡입함으로써 상기 성형공간(21)에 진공압을 발생시킨다.

상기 진공발생부(50)에 의해 상기 성형공간(21)에 진공압이 형성됨에 따라 상기 성형공간(21)이 축소되게 되며 상기 필름(25)은 상기 반제품(10)을 상기 금형(23)의 상기 성형면(24)에 밀착시키게 된다. 상기 반제품(10)이 상기 성형면(24)에 밀착됨에 따라 상기 필름(25)은 상기 반제품(10)의 수지(13)를 상기 섬유재(11)에 함침되게 가압시킨다.

상기 필름(25)이 상기 반제품(10)을 가압하는 압력은 제1 실시예에 따른 섬유복합재 성형방법과 동일하다.

상기 필름(25)이 상기 반제품(10)을 가압하는 동안 상기 섬유재(11)의 내부에 잔류하고 있는 기포가 상기 수지(13)와 치환되며 유분과 수분을 내포하는 공기가 배출되고, 상기 수지(13)가 상기 섬유재(11)에 함침되며 제품이 제조되게 된다.

상기 수지(13)가 상기 섬유재(11)에 함침되기 위한 소정의 시간이 경과하여 상기 반제품(10)으로부터 제품의 제조가 완료되면 작업자는 진공발생부(50)을 작동을 중지하여 진공압의 발생을 중단시키고, 상기 이송부(60)를 작동시켜 상기 금형(23) 및 상기 필름(25)을 가열로(30)의 외부로 인양시킴으로써 취출단계(S35)를 위한 준비가 완료된다.

상기 취출단계(S35)에서는 먼저 상기 진공발생부(50)와 상기 필름(25)과의 연결상태를 해제하고, 상기 필름(25)을 상기 금형(23)의 상기 성형면(24)으로부터 해체하여 상기 반제품(10)으로부터 제조된 제품을 외부로 노출시킨다.

이후 작업자는 상기 금형(23)으로부터 상기 제품을 탈거시킴으로써 제품이 취출되고, 섬유복합재 제품을 제조하기 위한 공정이 완료된다. 상기 취출단계(S35)는 작업자가 직접 실시할 수 있으나, 별도의 취출수단을 이용하여 제품을 취출하는 과정을 자동화 시키는 방법 또한 무방하다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 섬유복합재 성형방법은 제조가 완료된 제품을 기계적, 열적 특성을 더 향상시키기 위해 190~210℃의 분위기에서 열처리하는 후처리단계(S50)를 더 포함할 수 있다. 상기 후처리단계(S50)는 온도가 조정된 상기 열유체(31)에 침강시키거나 별도의 챔버에 건조시킴으로써 시행함도 무방하다.

상기와 같은 본 발명의 제2 실시예에 따른 섬유복합재 성형장치를 이용한 섬유복합재 성형 방법은 수지(13)를 섬유재(11)의 함침시키기 위한 오토클레이브를 제작 할 필요가 없어 생산비용이 절감된다.

뿐만 아니라 상기 반제품(10)을 성형하기 위한 금형(23)이 일측에만 배치됨으로써 금형(23)의 제작비용이 절감된다는 이점을 가지며, 상기 성형공간(21)의 진공압에 의해 상기 필름(25)이 상기 반제품(10)을 균일하게 압착하도록 구성됨으로써 향상된 품질의 제품을 제조할 수 있다는 이점이 있다.

도5 내지 도6에는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 섬유복합재 성형장치가 도시되어 있다.

가열유닛(40)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 섬유복합재 성형장치와 동일함에 자세한 설명은 생략한다.

도면을 참조하면, 상기 가압유닛(20)은 성형하고자 하는 단면 형상의 성형공간(21)을 형성하도록 복수개가 배치되어 상기 반제품이 상기 성형공간을 통과함에 따라 상기 성형공간의 형상으로 성형되게 가압되는 복수개의 성형롤러(23)들을 구비한다.

섬유재(11)는 롤(Roll) 형태로 이루어진 섬유재 공급부(15)를 통해 연속적으로 공급된다. 그러나 이에 한정되지 않고, 전 공정으로부터 작업자의 수작업 또는 별도의 투입장비를 통해 불연속적으로 공급될 수도 있다.

섬유재 공급부(15)로부터 섬유재(11)가 공급되는 방향의 일측에 상기 섬유재(11)의 표면에 수지(13)를 도포하기 위한 수지공급부(16)가 설치된다. 본 실시예에서 상기 수지공급부(16)는 액상의 수지(13)가 저장되는 수지탱크(17)와, 상기 수지탱크(17)와 수지공급관(18)을 통해 연결되어 연결되어 상기 섬유재(11)의 표면에 상기 수지(13)를 스프레이도포하는 스프레이노즐(19)을 포함한다.

본 실시예에서는 상기 섬유재(11)의 표면에 수지(13)를 고르게 도포할수 있는 스프레이 타입으로 구성되나 이와 다르게 필름타입의 수지를 융착시키는 방식 또는 작업자가 붓 또는 롤과 같은 도구를 이용하여 수지를 도포하는 방식이 적용될 수 있다.

섬유재 공급부(15) 및 수지 공급부 (16)의 구성은 상술한 대로 한정되지 않으며 제품 및 공정의 특징에 의해 변경될 수 있다. 또한 상기 수지(13)가 상기 섬유재(11)의 표면에 도포 또는 융착된 상기 반제품(10)이 연속적 또는 불연속적으로 공급될 수 있는 어떠한 방법으로 대체되더라도 무방하다.

섬유재공급부(15)로부터 상기 반제품(10)이 연속적으로 공정을 따라 공급되도록 공정의 하류방향을 따라 배치되는 이송유닛(60)이 설치될 수 있다. 이때 상기 이송유닛(60)은 선형의 재료를 공정의 하류방향으로 이송하도록 회전하는 복수개의 이송롤러(61)들과 상기 이송롤러(61)들중 적어도 하나와 구동체인(62)에 의해 연결되어 상기 반제품(10)이 이송될 수 있도록 상기 이송롤러(61)를 회전구동하는 이송롤러구동모터(63)를 포함한다.

상기 이송유닛(60)은 이에 한정되지 않고 벨트컨베이어로 구성되거나 또는 선형의 상기 반제품(10)의 일측을 당기거나 밀어서 견인하는 수단으로 구성될 수 있다.

상기 가열로(30)의 일측에는 상기 반제품(10)으로부터 제조된 제품(14)이 인출될 수 있는 제품배출구(34)가 형성된다. 상기 가열로(30)의 상기 제품배출구(34)는 상기 제품(14)의 길이방향의 단면형상으로 형성된다. 상기 가열로(30)의 상기 제품배출구(34)에는 패킹(packing)과 같이 상기 가열로(30)로부터 상기 열유체(31)가 새어나오지 않는 별도의 실링수단(34)이 설치될 수 있다.

상기 가압유닛(20)은 성형하고자 하는 형상의 단면형상을 형성하도록 복수개가 배치되어 상기 반제품이 상기 성형공간을 통과함에 따라 상기 단면형상으로 성형되게 가압되는 복수개의 성형롤러(23)들과, 상기 성형롤러(23)들을 회전구동시키는 성형롤러구동모터(24)를 구비한다.

본 실시예에서 상기 성형롤러(23)는 찬넬 형상의 섬유복합재 제품을 조형가공 하도록 구성된 일 예가 개시된것이다. 상기 성형롤러(23)는 상기 반제품(10)의 중심을 상부로 눌러 상부가 돌출되고 하부가 상방으로 인입된 'ㄷ'형태를 갖는 찬넬 형상으로 성형하도록 구성된다. 상기 성형롤러(23)는 상기 반제품(10)의 하부 중심을 상부로 눌러 인입시키도록 길이방향을 따라 중심부의 지름이 바깥보다 더 큰 지름을 갖도록 형성된 제1 성형롤러(28)와, 상기 제1 성형롤러(28)와 대응되게 길이방향을 따라 중심부의 지름이 바깥보다 더 작은 지름을 갖도록 형성된 제2 성형롤러(29)를 포함한다.

상기 성형롤러(23)들은 상기 가열로(30)의 외벽에 회전가능하게 설치된다. 상기 성형롤러구동모터(24)는 상기 가열로(30)와 인접하게 기어박스(25)가 설치되고, 상기 기어박스(25)에 설치된 기어들을 통해 상기 성형롤러(23)들을 구동할 수 있게 설치된다. 이때 상기 제1 및 제2 성형롤러(28,29)는 상호 반대방향으로 회전되게 구성된다.

상기 성형롤러구동모터(24)는 상기 제어부(100)와 전기적으로 연결되어 상호 통신 가능하게 설치된다.

상기 성형롤러(23)들은 도시된 바와 같이 공정의 하류방향으로 진행될수록 제조하고자 하는 제품의 형상에 가깝게 각각 다른 형태의 상기 성형공간(21)을 마련하도록 복수쌍이 배치됨으로써 상기 반제품(10)이 상기 성형롤러(23)들을 통과함에 따라 제품의 형상으로 성형되도록 구성될 수도 있다.

또한, 상기 가열로(30)의 하류방향에는 성형이 완료된 제품을 소정의 길이로 절단할 수 있는 전단기(70)를 더 구비할 수 있다. 상기 전단기(70)는 상기 제품의 폭 방향으로 배치된 한쌍의 칼날(71)과, 상기 칼날을 상기 제품을 폭 방향으로 절단할 수 있도록 상하왕복 시키는 전단기작동부(미도시)를 포함하는 것이다.

이하 본 발명의 제3 실시예에 따른 섬유복합재 성형장치를 이용한 본 발명의 제3 실시예에 따른 섬유복합재 성형방법을 설명한다.

도 7에는 본 발명의 제3 실시예에 따른 섬유복합재 성형방법의 절차를 나타낸 블록도가 도시되어 있다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 섬유복합재 성형방법은 섬유재에 수지를 도포 또는 융착시켜 반제품을 제조하는 반제품제조단계(S10)와, 상기 반제품(10)을 소정의 온도로 가열된 열유체에 침강시켜 상기 반제품을 가열하는 가열단계(S20)와, 상기 반제품을 소정의 형상으로 유지시키며 가압하는 가압단계(S30)를 포함한다.

상기 반제품 제조단계(S10)에서는 상기 섬유재 공급부(15)로부터 상기 섬유재(11)가 상기 이송유닛(60)의 견인력에 의해 인출된다. 상기 섬유재(11)재는 하류방향으로 이송됨에 따라 상기 섬유재(11)의 표면에 상기 섬유재공급부(15)의 하류방향에 배치된 수지공급부(16)에 의해 수지(13)가 도포되어 상기 반제품(10)이 제조되게 된다.

상기 반제품(10)을 제작하는데 사용되는 상기 섬유재(11) 및 상기 수지(13)는 제1 실시예와 동일함에 상세한 설명은 생략한다.

상기 가열단계(S20)에서는 먼저 소정의 온도로 가열된 열유체(31)를 준비한다. 상기 열유체(31)는 가열유닛(40)에 의해 소정의 온도로 가열될 수 있으며, 또한 소정의 온도로 유지될 수 있다.

상기 반제품(10)은 이송유닛(60)의 이송롤러(61)들에 의해 이송되어 가열로(30)의 내부공간(33)으로 이송된다. 상기 가열로(30)의 상기 내부공간(33)으로 이송된 상기 반제품(10)은 상기 가열로(30)에 저장된 상기 열유체(31)에 의해 가열된다. 상기 가열단계(S20)에서 상기 반제품(10)이 상기 열유체(31)에 의해 가열되는 온도는 상술한 제1 실시예와 동일하다. 상기 반제품(10)은 상기 열유체(31)의 열에 의해 가열됨에 따라 상기 수지(13)가 반용융 상태로 변화하게 된다.

상기 가압단계(S30)는 상기 반제품(10)을 길이방향으로 이송시켜 복수개의 성형롤러(23)의 사이로 인입시키는 인입단계(S33)와, 상기 반제품(10)을 상기 성형롤러(23)들이 이루는 단면형상의 형상을 갖도록 상기 성형롤러(23)들로부터 강제인출시키는 인출단계(S37)를 포함한다.

상기 인입단계(S33)에서 상기 반제품(10)은 상기 가열로(30)의 내에서 상기 이송롤러(61)들에 의해 성형롤러(23)의 사이로 인입된다. 상기 인출단계(37)에서는 상기 성형롤러(23)들의 사이로 인입된 상기 반제품(10)이 상기 성형롤러(23)들을 통과하며 상기 성형롤러(23)들이 이루는 성형단면을 갖는 방향으로 가압됨에 따라 상기 반제품(10)의 수지(13)가 상기 섬유재(11)로 함침된다. 이때, 상기 반제품(10)은 상기 섬유재(11)의 내부에서 유분과 수분이 함유된 기포가 상기 수지(13)와 치환되며 제품의 형상을 갖도록 성형된다.

상기 성형롤러(23)들에 의한 성형은 다단으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 반제품(10)이 다단으로 구성된 상기 성형롤러(23)들을 통과함에 따라 점진적으로 제품의 형상을 갖도록 성형된다.

상기 성형롤러(23)들을 완전히 통과하여 제조된 제품(14)은 상기 이송부(60)에 의해 가열로(30)의 외부로 이송된다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 섬유복합재 성형방법은 상기 이송부(60)에 의해 가열로(30)의 외부로 이송된 제품(14)을 상기 전단기(70)를 이용하여 소정 길이로 절단하는 절단단계(S40)를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 섬유복합재 성형방법은 상기 절단단계(S40)에서 절단된 제품을 기계적, 열적 특성을 더욱 향상시키기 위해 190~210℃의 분위기에서 열처리하는 후처리단계(S50)를 더 포함할 수 있다. 상기 후처리단계(S50)는 온도가 조정된 상기 열유체(31)에 침강시키거나 별도의 챔버에서 건조시킴으로써 시행함도 무방하다.

상술한 바와 같은 본 발명의 제3 실시예에 따른 섬유복합재 성형방법은 길이가 긴 제품을 용이하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 연속생산을 가능케 하여 생산성이 향상되는 이점이 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 섬유복합재 성형 장치 및 이를 이용한 섬유복합재 성형 방법은 도면에 도시 된 일 예를 참조하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 반제품 20 : 가압유닛
30 : 가열로 40 : 가열유닛

Claims

내부공간을 가지는 가열로와;
상기 가열로의 상기 내부공간에 저장되는 열유체와;
상기 가열로 또는 이와 인접되는 측에 설치되어 상기 열유체를 소정의 온도로 가열하는 가열유닛과;
탄소섬유로 이루어진 섬유재의 원단의 일면 또는 양면에 수지를 예비함침하여 제작된 반제품이 외기와 차단되도록 상기 열유체에 침강된 상태에서, 상기 열유체에 의해 가열되어 상기 반제품의 섬유재에 수지가 함침되면서 상기 섬유재 내의 기포가 배출되게 함과 아울러 상기 반제품을 소정의 형상으로 성형될 수 있도록 가압하는 가압유닛;을 구비하는 것을 특징으로 하는 섬유복합재 성형장치.
제 1항에 있어서,
상기 가압유닛은 상호 합형되어 상기 반제품을 성형하고자 하는 형상의 캐비티를 형성할 수 있는 제1 및 제2 금형과, 상기 가열로 또는 이와 인접되는 측에 설치되어 상기 제1 및 제2 금형을 상호 형합되는 방향으로 가압하는 압력발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 섬유복합재 성형장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 가압유닛은 상기 반제품이 통과함에 따라 성형하고자 하는 제품의 단면 형상을 갖도록 조형가공하는 복수개의 성형롤러들을 구비하는 것을 특징으로 하는 섬유복합재 성형장치.
탄소섬유로 이루어진 섬유재의 원단의 일면 또는 양면에 수지를 도포 또는 융착시켜 반제품을 제조하는 반제품제조단계와;
소정의 온도로 가열된 열유체에 의해 외기가 차단되도록 상기 반제품을 상기 열유체에 침강시켜 상기 반제품을 가열하는 가열단계와;
상기 반제품이 상기 열유체에 침강된 상태에서 상기 반제품의 섬유재에 수지가 함침되면서 상기 섬유재 내의 기포가 배출되게 함과 아울러 상기 반제품을 소정의 형상으로 성형될 수 있도록 가압하는 가압단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유복합재 성형방법.
제 5항에 있어서,
상기 가압단계는 상기 반제품을 상호 합형되어 캐비티를 형성하는 제1 및 제2 금형의 상기 캐비티에 탑재시킨 상태에서 상기 제1 및 제2 금형을 상호 합형되는 방향으로 가압시키는 것을 특징으로 하는 섬유복합재 성형방법.
삭제
제 5항에 있어서,
상기 가압단계는 상기 반제품을 길이방향으로 이송시켜 복수개의 성형롤러의 사이로 통과시킴에 따라 상기 반제품을 성형하고자 하는 단면형상을 갖도록 조형가공하는 인출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유복합재 성형 방법.