KR102324411B1 - Method for making torsion box having assembled multi-spars and the torsion box made by the method - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 토션박스 제작 시 오토클레이브 프리프레그 성형 방식을 탈피하여 보다 생산성, 품질 및 경제성을 향상할 수 있도록 하는, 다중스파 일체형 토션박스 제작방법 및 상기 제작방법에 의한 토션박스를 제공함에 있다. 보다 상세하게는, 드라이파이버를 직조하는 브레이딩 공정을 이용하여 토션박스를 구성하는 각 요소의 형상을 형성하고, 일체형의 치구에 여러 요소들을 넣고 수지재를 주입하는 RTM 공정을 이용하여 완전 일체형으로 토션박스를 제작해 내는, 다중스파 일체형 토션박스 제작방법 및 상기 제작방법에 의한 토션박스를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a multi-spar integrated torsion box manufacturing method and a torsion box by the manufacturing method, which can improve productivity, quality and economic feasibility by breaking away from the autoclave prepreg molding method when manufacturing the torsion box. . In more detail, the shape of each element constituting the torsion box is formed by using a braiding process of weaving dry fibers, and various elements are put in an integrated jig and a resin material is injected into a complete one-piece using the RTM process. To provide a multi-spar integrated torsion box manufacturing method for manufacturing a torsion box, and a torsion box by the manufacturing method.

Description

다중스파 일체형 토션박스 제작방법 및 상기 제작방법에 의한 토션박스 {Method for making torsion box having assembled multi-spars and the torsion box made by the method}Multi-spar integrated torsion box manufacturing method and torsion box according to the manufacturing method {Method for making torsion box having assembled multi-spars and the torsion box made by the method}

본 발명은 다중스파 일체형 토션박스 제작방법 및 상기 제작방법에 의한 토션박스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 항공기 날개에 삽입되어 비틀림 회전력을 전달하는 상자형 구조물인 토션박스의 생산성, 품질 및 경제성을 보다 개선할 수 있도록 하는 제작 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a multi-spar integrated torsion box and a torsion box by the manufacturing method, and more particularly, to improve the productivity, quality and economic feasibility of a torsion box, which is a box-type structure that is inserted into an aircraft wing and transmits torsional rotational force. It's about making technology that allows you to improve.

토션박스(torsion box)란 비틀림 회전력을 전달하는 폐단면의 상자형으로 된 구조물을 말하는 것으로, 일반적으로 항공기 날개 등에 삽입된다. 비틀림 회전력을 전달하기 위한 구조물로서 토션빔, 토션바 등도 있다. 항공기 날개에 토션빔을 적용할 경우 1줄의 빔으로는 응력에 대응하기 어렵기 때문에 복수 개의 토션빔이 필요하다. 그러나 복수 개의 토션빔을 삽입하게 되면 빔 사이의 외피 및 리브에 응력이 집중되는 문제가 있다. 이에 복수 개의 토션빔을 포함하되 외피 부분을 강하게 하여 박스 형태의 구조물로 만든 것이 바로 토션박스이다. 즉 일반적으로 토션박스는 스킨(skin), 스파(spar), 립(lib)으로 구성된다. 도 1은 종래의 토션박스의 일실시예를 도시한 것으로, 종래의 토션박스(10)는 도시된 바와 같이 전방 및 후방에 길게 연장되는 한 쌍의 스파(1)가 이격 배치되고, 스파(1)의 연장방향에 대하여 수직한 방향으로(즉 스파(1)를 가로지르며 연장되는 방향으로) 복수 개의 립(2)들이 배열되는 구조로 이루어진다. 또한, 이와 같이 스파(1) 및 립(2)으로 이루어지는 구조물의 상면 및 하면에는 스킨(3)이 배치되어 응력을 적절히 분산시켜 준다. 도 1은 스파(1) 및 립(2)의 배치 구조를 잘 보이게 하기 위하여 상면의 스킨(3)이 생략된 형태로 도시되었다.A torsion box refers to a box-shaped structure of a closed cross-section that transmits torsional rotational force, and is generally inserted into an aircraft wing or the like. There are also torsion beams and torsion bars as structures for transmitting torsional rotational force. When a torsion beam is applied to an aircraft wing, a plurality of torsion beams are required because it is difficult to cope with stress with one beam. However, when a plurality of torsion beams are inserted, there is a problem in that stress is concentrated on the shell and ribs between the beams. Accordingly, a torsion box is a box-shaped structure including a plurality of torsion beams, but with a strong outer shell. That is, in general, a torsion box is composed of a skin, a spar, and a lip. Figure 1 shows an embodiment of a conventional torsion box, in the conventional torsion box 10, a pair of spars (1) extending long in the front and rear as shown are spaced apart, and the spars (1) ) has a structure in which a plurality of ribs 2 are arranged in a direction perpendicular to the extending direction (that is, in a direction extending across the spar 1). In addition, the skin 3 is disposed on the upper and lower surfaces of the structure composed of the spar 1 and the lip 2 as described above to appropriately distribute the stress. 1 is shown in a form in which the skin 3 of the upper surface is omitted in order to show the arrangement structure of the spar 1 and the lip 2 well.

이처럼 종래의 토션박스는 스파(1) 및 립(2)이 복잡하게 얽혀 있는 형상으로 이루어져 있음으로써, 조립 공정 등에 상당한 시간, 인력, 비용 등의 자원이 낭비되는 경향이 있었다. 이에 토션박스의 형상적 복잡성을 높이는 요소인 립을 제거한 형태가 고려되고 있는데, 립은 토션박스의 주요 역할인 토션을 지지하는 역할을 하는 것인바 강성이 저하될 우려가 있다. 따라서 토션박스를 립을 제거한 형상으로 제작할 경우, 종래의 토션박스에 포함되는 스파에 비하여 보다 강성이 높고, 또한 생산 시 안정적으로 균일한 품질 유지가 가능한 스파를 제작할 수 있는 기술이 도입될 필요가 있다.As such, the conventional torsion box has a shape in which the spar 1 and the lip 2 are intricately intertwined, and thus resources such as considerable time, manpower, and cost tend to be wasted in the assembly process. Accordingly, a form in which the lip, which is a factor that increases the geometrical complexity of the torsion box, is removed is being considered, but the lip serves to support the torsion, which is the main role of the torsion box, so there is a fear that the rigidity may be reduced. Therefore, when the torsion box is manufactured in a shape with the lip removed, it is necessary to introduce a technology capable of manufacturing a spar that has higher rigidity than the spar included in the conventional torsion box and can stably and uniformly maintain quality during production. .

한편 상술한 바와 같이 토션박스는 항공기 날개 등에 삽입되는 것으로서, 중량을 가볍게 하면서 강도를 증대시키기 위하여 일반적으로 복합재(composite materials)로 만들어진다. 복합재란 유리섬유, 탄소섬유 등과 같은 고강도의 섬유재료를 레진에 적셔 굳힌 재료를 말하는 것이다. 복합재로 원하는 형상을 제작하기 위해서, 일반적으로 프리프레그(prepreg)를 원하는 형상으로 성형하고 오토클레이브를 이용하여 가열 및 가압함으로써 수지를 경화시키는 방식을 사용한다. 여기에서 또한 프리프레그란, 섬유재에 수지재를 함침시켜 겔화시킨 것으로, 이를 중합하여 가열하면 연화 융착됨으로써 적층 성형품이 만들어진다. 유럽특허등록 제2153949호("MULTISPAR TORSION BOX MADE FROM COMPOSITE MATERIAL", 2016.10.19., 이하 '선행문헌')에는 이처럼 오토클레이브를 이용한 프리프레그 성형을 통해 토션박스 구조물을 제조하는 기술이 개시되어 있다. 선행문헌에서는, 토션박스를 구성하는 여러 요소들을 제작하기 위해 프리프레그를 여러 층 적층하여 스택을 만들고, 이 스택에 만곡을 주는 등의 작업을 통해 각 요소의 형태를 잡은 후, 형태가 잡힌 스택들을 적정한 치구에 고정하고 오토클레이브를 이용하여 한꺼번에 성형함으로써 일체성형(co-curing)을 실현하는 기술을 개시하고 있다.Meanwhile, as described above, the torsion box is inserted into an aircraft wing and the like, and is generally made of composite materials to increase strength while lightening the weight. Composite material refers to a material obtained by soaking a high-strength fiber material such as glass fiber or carbon fiber in resin and hardening it. In order to produce a desired shape from a composite material, in general, a method of molding a prepreg into a desired shape and curing the resin by heating and pressing using an autoclave is used. Here, the prepreg also refers to a fiber material impregnated with a resin material to form a gel, and when it is polymerized and heated, a laminated molded article is produced by softening and fusion bonding. European Patent Registration No. 2153949 ("MULTISPAR TORSION BOX MADE FROM COMPOSITE MATERIAL", 2016.10.19., hereinafter 'prior literature') discloses a technology for manufacturing a torsion box structure through prepreg molding using an autoclave as described above. . In the prior literature, in order to manufacture the various elements constituting the torsion box, several layers of prepreg are stacked to form a stack, and the shape of each element is formed through operations such as giving the stack a curve, and then the shaped stacks are Disclosed is a technology for realizing co-curing by fixing to an appropriate jig and molding at once using an autoclave.

그런데, 이처럼 오토클레이브 프리프레그 성형 방식을 사용하는 경우 다음과 같은 여러 문제점들이 있다. 먼저 프리프레그 자체가 상당히 비싼 재질이기 때문에, 프리프레그를 사용하여 구조물을 제작할 경우 원가가 매우 높아진다. 또한 선행문헌에 개시된 바와 같이 토션박스를 구성하는 여러 요소들을 따로따로 만든 다음 이를 합쳐서 일체로 성형하게 되는데, 이 때 여러 요소들을 치구에 배치하는 과정을 자동화하기 어렵기 때문에 수작업이 필요하게 되며, 이는 생산되는 제품 품질의 불균일성 및 불량률 상승의 요인이 된다.However, when using the autoclave prepreg molding method as described above, there are several problems as follows. First, since the prepreg itself is a fairly expensive material, the cost of manufacturing a structure using the prepreg is very high. In addition, as disclosed in the prior literature, several elements constituting the torsion box are separately made and then combined to form an integral body. It becomes a factor in the non-uniformity of the product quality and the increase in the defect rate.

1. 유럽특허등록 제2153949호("MULTISPAR TORSION BOX MADE FROM COMPOSITE MATERIAL", 2016.10.19.)1. European Patent Registration No. 2153949 ("MULTISPAR TORSION BOX MADE FROM COMPOSITE MATERIAL", 2016.10.19.)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 토션박스 제작 시 오토클레이브 프리프레그 성형 방식을 탈피하여 보다 생산성, 품질 및 경제성을 향상할 수 있도록 하는, 다중스파 일체형 토션박스 제작방법 및 상기 제작방법에 의한 토션박스를 제공함에 있다. 보다 상세하게는, 드라이파이버를 직조하는 브레이딩 공정을 이용하여 토션박스를 구성하는 각 요소의 형상을 형성하고, 일체형의 치구에 여러 요소들을 넣고 수지재를 주입하는 RTM 공정을 이용하여 완전 일체형으로 토션박스를 제작해 내는, 다중스파 일체형 토션박스 제작방법 및 상기 제작방법에 의한 토션박스를 제공함에 있다.Therefore, the present invention has been devised to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to break away from the autoclave prepreg molding method when manufacturing a torsion box to improve productivity, quality and economy. To provide a multi-spar integrated torsion box manufacturing method and torsion box by the manufacturing method. In more detail, the shape of each element constituting the torsion box is formed by using a braiding process of weaving dry fibers, and various elements are put in an integrated jig and a resin material is injected into a complete one-piece using the RTM process. To provide a multi-spar integrated torsion box manufacturing method for manufacturing a torsion box, and a torsion box by the manufacturing method.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다중스파 일체형 토션박스 제작방법은, 복수 개의 스파(110) 및 상기 스파(110)들의 배열체 상하면에 구비되는 한 쌍의 스킨(120)을 포함하는 토션박스(100)의 제작방법에 있어서, 브레이딩(braiding) 공정에 의해 드라이파이버가 직조되어 원재(150)가 제조되는 브레이딩단계; 성형몰드에 상기 원재(150)가 수용되어 가열 및 가압됨으로써 상기 토션박스(100) 형상으로 된 프리폼(155)이 성형되는 프리폼성형단계; 양생몰드에 상기 프리폼(155)이 수용되고 레진이 주입 및 양생(curing)되어 상기 토션박스(100)가 제작되는 RTM(Resin Transfer Molding)단계; 를 포함할 수 있다.The multi-spar-integrated torsion box manufacturing method of the present invention for achieving the above object includes a plurality of spars 110 and a pair of skins 120 provided on upper and lower surfaces of the arrangement of the spars 110 A method of manufacturing the torsion box 100, comprising: a braiding step in which a dry fiber is woven by a braiding process to produce a raw material 150; A preform molding step in which the raw material 150 is accommodated in a molding mold and heated and pressed, whereby the preform 155 having the shape of the torsion box 100 is molded; a resin transfer molding (RTM) step in which the preform 155 is accommodated in a curing mold and the resin is injected and cured to produce the torsion box 100; may include.

이 때 상기 토션박스 제작방법은, 상기 양생몰드가 상기 프리폼(155) 전체를 둘러싸는 형태로 이루어짐으로써, 상기 RTM단계에 의해 상기 토션박스(100)가 일체형으로 제작될 수 있다.In this case, in the torsion box manufacturing method, since the curing mold surrounds the entire preform 155 , the torsion box 100 can be manufactured integrally by the RTM step.

또한 이 때 상기 토션박스 제작방법은, 상기 성형몰드가 상기 스파(110) 또는 상기 스킨(120) 각각에 해당하는 형태로 이루어짐으로써, 상기 프리폼성형단계에 의해 상기 스파(110) 및 상기 스킨(120)이 별도의 개체로 제작될 수 있다.Also at this time, in the torsion box manufacturing method, since the molding mold is formed in a shape corresponding to each of the spar 110 or the skin 120, the spar 110 and the skin 120 by the preform molding step ) can be produced as a separate entity.

또한 상기 RTM단계는, 드라이파이버 및 레진의 혼합물에서, 드라이파이버의 비율이 55부피% 내지 70부피% 범위 내로 이루어질 수 있다.In addition, in the RTM step, in the mixture of the dry fiber and the resin, the ratio of the dry fiber may be within the range of 55% by volume to 70% by volume.

또한 상기 토션박스 제작방법은, 상기 브레이딩단계 이전에, 드라이파이버에 바인더를 첨가하는 바인더첨가단계; 를 더 포함할 수 있다.In addition, the torsion box manufacturing method, before the braiding step, a binder adding step of adding a binder to the dry fiber; may further include.

이 때 상기 바인더첨가단계는, 드라이파이버 및 바인더의 혼합물에서, 바인더의 비율이 드라이파이버 중량의 1중량% 내지 5중량% 범위 내로 이루어질 수 있다.In this case, in the step of adding the binder, in the mixture of the dry fiber and the binder, the proportion of the binder may be within the range of 1 wt% to 5 wt% of the weight of the dry fiber.

또한 본 발명의 토션박스(100)는, 상술한 바와 같은 토션박스 제작방법에 의하여 제작되는 토션박스(100)에 있어서, 일방향으로 연장되며 서로 평행하게 배치되는 복수 개의 스파(110); 평면 형태로 형성되며 상기 스파(110)들의 배열체 상하면에 구비되는 한 쌍의 스킨(120); 을 포함할 수 있다.In addition, the torsion box 100 of the present invention includes, in the torsion box 100 manufactured by the torsion box manufacturing method as described above, a plurality of spars 110 extending in one direction and disposed parallel to each other; a pair of skins 120 formed in a planar shape and provided on upper and lower surfaces of the arrangement of the spars 110; may include.

이 때 상기 스파(110)는, 상기 스킨(120)이 형성하는 평면에 대하여 수직한 평면 형태로 형성되며 일방향으로 연장되는 몸체부(111) 및 상기 스킨(120)이 형성하는 평면과 나란한 평면 형태로 형성되며 상기 몸체부(111)의 상하단에 연결되는 연결부(112)를 포함하여, 상기 스파(110)의 단면이 ㄷ자 또는 工자 형태로 이루어질 수 있다.At this time, the spar 110 is formed in a planar shape perpendicular to the plane formed by the skin 120 and has a planar shape parallel to the plane formed by the body 111 and the skin 120 extending in one direction. The cross section of the spar 110 may be formed in a U-shape or a U-shape, including a connection part 112 connected to the upper and lower ends of the body part 111 .

또한 상기 토션박스(100)는, 상기 토션박스(100)의 전방 및 후방 최외측에 한 쌍의 상기 스파(110)가 배치되되, 최외측의 한 쌍의 상기 스파(110)들 사이에, 적어도 2개의 상기 스파(110)가 배치되는 형태로 이루어질 수 있다.In addition, the torsion box 100, a pair of the spar 110 is disposed on the front and rear outermost sides of the torsion box 100, between the outermost pair of the spar 110, at least The two spars 110 may be disposed.

또한 본 발명의 토션박스 제작용 치구(500)는, 상술한 바와 같은 토션박스(100)를 RTM 공정을 통해 일체형으로 제작하기 위한 토션박스 제작용 치구(500)에 있어서, 최외측에 배치된 한 쌍의 상기 스파(110)의 전방 또는 후방 최외측면을 형성하도록, 전방 및 후방 최외측에 배치되는 한 쌍의 전후치구(510); 상하 방향으로 결합되는 내측상부치구(515a) 및 내측하부치구(515b)로 이루어지며, 최외측에 배치된 한 쌍의 상기 스파(110)의 전방 또는 후방 내측면 및 내측에 배치된 복수 개의 스파(110)들의 전방 또는 후방 측면을 형성하도록, 한 쌍의 상기 전후치구(510) 사이에 배치되는 복수 개의 내측치구(515); 상기 스킨(120)의 최외측 상면 또는 하면을 형성하도록, 상기 전후치구(510) 및 상기 내측치구(515)의 상면 또는 하면에 배치되는 한 쌍의 상하치구(520); 를 포함할 수 있다.In addition, the torsion box manufacturing jig 500 of the present invention, in the torsion box manufacturing jig 500 for integrally manufacturing the torsion box 100 as described above through the RTM process, as long as it is disposed on the outermost side A pair of anterior and posterior teeth 510 disposed on the front and rear outermost sides to form the front or rear outermost surfaces of the pair of spars 110; A plurality of spas ( 110) a plurality of inner fixtures 515 disposed between the pair of the front and rear fixtures 510 to form the front or rear side of them; a pair of upper and lower fixtures 520 disposed on the upper or lower surfaces of the front and rear fixtures 510 and the inner fixture 515 to form the outermost upper surface or lower surface of the skin 120; may include.

이 때 상기 토션박스 제작용 치구(500)는, 상기 전후치구(510) 및 상기 내측치구(515)의 전방 또는 후방 측면에 의하여 상기 스파(110)의 상기 몸체부(111)가 형성되며, 상기 전후치구(510) 및 상기 내측치구(515)의 상하전후 끝단에 형성된 홈에 의하여 상기 스파(110)의 상기 연결부(112)가 형성될 수 있다.At this time, in the torsion box manufacturing jig 500, the body portion 111 of the spar 110 is formed by the front or rear side surfaces of the front and rear fixtures 510 and the inner fixture 515, The connection part 112 of the spar 110 may be formed by the grooves formed at the upper and lower front and rear ends of the front and rear fixtures 510 and the inner fixture 515 .

또한 상기 내측치구(515)는, 자중에 의한 변형을 방지하도록, 상기 내측치구(515)의 내측에 연장방향으로 이격 배치되는 복수 개의 리브(511)가 형성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the inner jig 515 is provided with a plurality of ribs 511 spaced apart from each other in the extending direction inside the inner jig 515 to prevent deformation due to its own weight.

본 발명에 의하면, 종래의 오토클레이브 프리프레그 성형 방식을 적용할 경우 여러 요소들을 합쳐 일체화하는 과정에서 각 요소들을 적층하는 과정이 수작업으로 이루어졌기 때문에 생산되는 제품 품질의 불균일성 및 불량률을 상승시키는 문제가 있었던 것에 반해, 브레이딩 방식을 도입함으로써 자동화 적층이 가능하여 모든 공정을 자동화할 수 있어 공정 개수 저감 및 품질 균일성 확보 등 다양한 생산성 향상의 효과를 얻을 수 있다. 특히 본 발명에 의하면 일체형 치구를 통해 RTM 공정을 수행함으로써 단번에 토션박스 구조물을 제작해 낼 수 있어 공정 개수 저감 효과가 더욱 향상된다.According to the present invention, when applying the conventional autoclave prepreg molding method, since the process of laminating each element in the process of integrating and integrating several elements is done manually, there is a problem of increasing the non-uniformity and defect rate of the produced product quality On the contrary, by introducing the braiding method, automated lamination is possible, so that all processes can be automated, resulting in various productivity improvements such as reducing the number of processes and ensuring uniformity of quality. In particular, according to the present invention, the torsion box structure can be manufactured at once by performing the RTM process through the integrated jig, thereby further improving the effect of reducing the number of processes.

또한 본 발명에 의하면, 종래의 오토클레이브 프리프레그 성형 방식의 경우 원가가 비싼 프리프레그를 사용하였던 것과는 달리 저렴한 가격의 드라이파이버를 사용하여 각 요소를 제작할 수 있기 때문에, 종래에 비하여 원가를 훨씬 절감하여 경제성을 향상하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, in the case of the conventional autoclave prepreg molding method, unlike the use of expensive prepreg, each element can be manufactured using a low-priced dry fiber, so the cost is much reduced compared to the prior art. It has the effect of improving economic efficiency.

더불어 본 발명에 의하면, 기존의 토션박스가 스파, 립, 스킨으로 이루어졌던 것 달리, 토션박스를 립이 제거된 다중스파 구조물로 형성하는 바, 즉 종래에 비해 보다 간단한 형상으로 토션박스를 제작할 수 있음으로써 생산성이 더욱 향상되는 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 기존에 비해 중량을 훨씬 절감할 수 있는 효과 또한 얻을 수 있다. 이 때 최적화 기법 및 구조해석을 통하여 중량을 절감하면서도 강성을 유지할 수 있음은 물론이다.In addition, according to the present invention, unlike the existing torsion box consisting of spar, lip, and skin, the torsion box is formed of a multi-spar structure with ribs removed, that is, the torsion box can be manufactured in a simpler shape than in the prior art. As a result, it is possible to obtain the effect of further improving the productivity, and also the effect of significantly reducing the weight compared to the existing one. In this case, it is of course possible to save weight and maintain rigidity through optimization techniques and structural analysis.

도 1은 종래의 토션박스의 일실시예.
도 2는 본 발명의 제작방법에 의하여 제작된 토션박스의 일실시예.
도 3은 본 발명의 토션박스 제작방법의 흐름도.
도 4는 브레이딩 공정으로 제작된 복합재 직조물의 일실시예.
도 5는 본 발명의 토션박스 제작방법의 단계도.
도 6은 RTM 공정에 사용되는 일체형 치구의 일실시예.
도 7은 내측치구의 상세도.
도 8은 도 6의 치구의 조립방법의 일실시예.
1 is an embodiment of a conventional torsion box.
Figure 2 is an embodiment of a torsion box manufactured by the manufacturing method of the present invention.
Figure 3 is a flow chart of the torsion box manufacturing method of the present invention.
4 is an embodiment of a composite woven fabric produced by a braiding process.
Figure 5 is a step diagram of the torsion box manufacturing method of the present invention.
6 is an embodiment of an integral jig used in the RTM process.
7 is a detailed view of the inner jig.
Figure 8 is an embodiment of the assembly method of the jig of Figure 6;

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 다중스파 일체형 토션박스 제작방법 및 상기 제작방법에 의한 토션박스를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing a multi-spar integrated torsion box according to the present invention having the configuration as described above and a torsion box according to the manufacturing method will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 제작방법에 의하여 제작된 토션박스의 일실시예를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 토션박스(100)는, 종래의 토션박스가 스파, 립, 스킨으로 이루어져 있던 것과는 달리 립이 제거된 형태로서, 즉 스파(110) 및 스킨(120)만으로 이루어진다. 보다 구체적으로 본 발명의 토션박스(100)는, 도 2(A)에 도시된 바와 같이, 일방향으로 연장되며 서로 평행하게 배치되는 복수 개의 스파(110)와, 평면 형태로 형성되며 상기 스파(110)들의 배열체 상하면에 구비되는 한 쌍의 스킨(120)을 포함한다.Figure 2 shows an embodiment of the torsion box manufactured by the manufacturing method of the present invention. As shown, the torsion box 100 of the present invention is a form in which the lip is removed, that is, only the spa 110 and the skin 120, unlike the conventional torsion box consisting of a spar, a lip, and a skin. More specifically, the torsion box 100 of the present invention, as shown in FIG. 2(A), is formed in a planar shape with a plurality of spars 110 extending in one direction and arranged parallel to each other, and the spar 110 ) includes a pair of skins 120 provided on the upper and lower surfaces of the arrangement.

이 때 상기 스파(110)는, 도 2(B)에 도시된 바와 같이, 상기 스킨(120)이 형성하는 평면에 대하여 수직한 평면 형태로 형성되며 일방향으로 연장되는 몸체부(111) 및 상기 스킨(120)이 형성하는 평면과 나란한 평면 형태로 형성되며 상기 몸체부(111)의 상하단에 연결되는 연결부(112)를 포함하여, 상기 스파(110)의 단면이 ㄷ자 또는 工자 형태로 이루어질 수 있다. 상기 연결부(112)가 상기 스킨(120)과 나란한 평면을 형성하게 함으로써, 상기 스파(110) 및 상기 스킨(120) 간의 결합력이 향상될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하자면, 상기 스파(110)가 최외측에 배치되는 경우에는 바깥쪽으로 더 튀어나온 부분이 없도록 하는 것이 좋을 수도 있으며, 이러한 경우에는 상기 스파(110)의 단면이 ㄷ자 형태가 되게 하는 것이 바람직하다. 또는 상기 스파(110)가 내측에 배치되는 경우에는 상기 몸체부(111)의 양쪽으로 균형있게 상기 스킨(120)과 결합되는 것이 좋으므로, 이러한 경우에는 상기 스파(110)의 단면이 工자 형태가 되게 하는 것이 바람직하다.At this time, the spar 110, as shown in FIG. 2(B), is formed in a planar shape perpendicular to the plane formed by the skin 120 and includes a body part 111 extending in one direction and the skin. It is formed in a plane shape parallel to the plane formed by 120 and includes a connection part 112 connected to the upper and lower ends of the body part 111, and the cross section of the spar 110 may be made in a U-shape or a U-shape. . By allowing the connection part 112 to form a plane parallel to the skin 120 , the coupling force between the spar 110 and the skin 120 may be improved. More specifically, when the spar 110 is disposed on the outermost side, it may be better not to have a portion protruding further outward. desirable. Alternatively, when the spar 110 is disposed on the inside, it is preferable to be combined with the skin 120 in a balanced manner on both sides of the body 111. It is preferable to become

더불어, 본 발명의 토션박스(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 토션박스(100)의 전방 및 후방 최외측에 한 쌍의 상기 스파(110)가 배치되되, 최외측의 한 쌍의 상기 스파(110)들 사이에, 적어도 2개의 상기 스파(110)가 배치되는 형태로 이루어질 수 있다. 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 토션박스의 전후방 최외측에 한 쌍의 스파가 배치되며, 스파를 가로지르는 방향으로 복수 개의 립들이 배치되는 형태로 이루어졌다. 그러나 본 발명에서는 구조의 복잡성을 완화하고 중량을 줄이기 위하여 립을 제거하였는데, 단지 립을 제거하기만 할 경우 립이 담당하던 토션을 지지하는 강성이 저하될 우려가 있다. 이에 강성 보강을 위하여 전후방 스파들 사이에 내측 스파를 배치하는데, 이 때 내측 스파가 적어도 2개 이상의 복수 개가 배치되도록 함으로써 중량을 줄이면서도 강성을 충분히 보강할 수 있다.In addition, in the torsion box 100 of the present invention, as shown in FIG. 2 , a pair of the spar 110 is disposed on the front and rear outermost sides of the torsion box 100 , the outermost pair Between the spas 110 of the, at least two of the spas 110 may be arranged in a form. In the related art, as shown in FIG. 1 , a pair of spars are disposed at the front and rear outermost sides of the torsion box, and a plurality of ribs are disposed in a direction transverse to the spar. However, in the present invention, the lip is removed in order to reduce the complexity of the structure and reduce the weight. However, if the lip is only removed, the rigidity supporting the torsion that the lip is responsible for may be reduced. Accordingly, the inner spar is disposed between the front and rear spars to reinforce the rigidity, and at this time, the inner spar is arranged such that a plurality of at least two or more are arranged, thereby reducing the weight and sufficiently reinforcing the rigidity.

이하에서는 상술한 바와 같은 본 발명의 토션박스를 제작하는 방법을 단계적으로 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the torsion box of the present invention as described above will be described in detail step by step.

도 3은 본 발명의 토션박스 제작방법의 흐름도이며, 도 4는 브레이딩 공정으로 제작된 복합재 직조물의 일실시예이고, 도 5는 본 발명의 토션박스 제작방법의 단계도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 토션박스 제작방법은 기본적으로 브레이딩단계, 프리폼성형단계, RTM단계를 포함하며, 브레이딩단계 이전에 바인더첨가단계가 더 수행될 수 있다.3 is a flowchart of a method for manufacturing a torsion box of the present invention, FIG. 4 is an embodiment of a composite woven fabric manufactured by a braiding process, and FIG. 5 is a step diagram of a method for manufacturing a torsion box of the present invention. 3, the torsion box manufacturing method of the present invention basically includes a braiding step, a preform molding step, and an RTM step, and a binder adding step may be further performed before the braiding step.

상기 브레이딩단계에서는, 브레이딩(braiding) 공정에 의해 드라이파이버가 직조되어 원재(150)가 제조된다. 브레이딩이란 복합재 섬유를 직조하는 여러 방식 중 하나로, 목적하는 형상에 따라 2차원과 3차원으로 구분된다. 3차원 브레이딩은 복수의 브레이딩 레이어 구현이 가능하며, 구간별로 각도변화, 두께변화, 곡률 및 직경 변화가 가능한 공정이다. 브레이딩 공정은 자동화가 용이하고 생산성이 높으며 재현성이 높아 복합재의 프리폼(155) 제작을 위한 원재(150)를 제작하기에 적합하다. 도 4는 브레이딩 공정으로 제작된 복합재 직조물의 일실시예를 도시한 것으로, 도시된 바와 같이 상기 원재(150)는 복합재를 이루는 탄소섬유 등과 같은 섬유들이 직조되어 직물 형태로 형성되고 있음을 잘 보여주고 있다.In the braiding step, the dry fiber is woven by a braiding process to produce the raw material 150 . Braiding is one of several ways of weaving composite fibers, and is divided into two-dimensional and three-dimensional according to the desired shape. 3D braiding is a process in which multiple braiding layers can be implemented, and angle change, thickness change, curvature and diameter change are possible for each section. The braiding process is easy to automate, has high productivity, and has high reproducibility, so it is suitable for manufacturing the raw material 150 for manufacturing the preform 155 of the composite material. 4 shows an embodiment of a composite woven fabric produced by a braiding process, and as shown, the raw material 150 shows that fibers such as carbon fibers constituting the composite are woven to form a woven fabric. are giving

다만 상기 브레이딩단계를 통해 제작된 상기 원재(150)는 드라이파이버의 직조물 형태로 이루어져 있기 때문에, 예를 들어 몰드면이 수평으로 형성되는 경우라면 상기 원재(150)가 몰드면에 잘 지지되어 수평면을 형성할 수 있겠으나, 몰드면이 수직으로 형성되는 경우 상기 원재(150)가 몰드면에 부착되지 못하고 흘러내리거나 구김이 발생하게 될 우려가 있다. 이러한 문제를 해소하기 위하여, 상기 브레이딩단계 이전에, 드라이파이버에 바인더를 첨가하는 바인더첨가단계가 더 수행되도록 하는 것이 바람직하다. 바인더란 점착성을 가지는 수지재로서 상술한 바와 같이 상기 원재(150)로 만들어진 상기 프리폼(155)이 형태가 흐트러지지 않도록 몰드면에 잘 점착되게 하기 위해 첨가되는 것이다. 다만 바인더로 인하여 브레이딩 공정에 원치 않는 영향이 발생하는 것을 피하기 위해, 드라이파이버 및 바인더의 혼합물에서 바인더의 비율은 드라이파이버 중량의 중량5% 이하인 것이 바람직하다. 한편 바인더가 너무 조금 포함될 경우 충분한 점착력을 얻을 수 없으므로, 드라이파이버 및 바인더의 혼합물에서 바인더의 비율이 드라이파이버 중량의 1중량% 이상은 되는 것이 바람직하다. 즉 종합하면, 상기 바인더첨가단계에서의 드라이파이버 및 바인더의 혼합물에서, 바인더의 비율이 드라이파이버 중량의 1중량% 내지 5중량% 범위 내가 되는 것이 바람직하다.However, since the raw material 150 produced through the braiding step is made in the form of a dry fiber woven fabric, for example, if the mold surface is formed horizontally, the raw material 150 is well supported on the mold surface and is horizontally flat. However, if the mold surface is formed vertically, the raw material 150 may not be attached to the mold surface, and there is a risk that it may flow down or wrinkle occurs. In order to solve this problem, it is preferable that a binder adding step of adding a binder to the dry fiber is further performed before the braiding step. The binder is a resin material having adhesiveness, and as described above, the preform 155 made of the raw material 150 is added to adhere well to the mold surface so that the shape is not disturbed. However, in order to avoid an unwanted effect on the braiding process due to the binder, the proportion of the binder in the mixture of the dry fiber and the binder is preferably 5% or less by weight of the dry fiber. On the other hand, when too little binder is included, sufficient adhesive strength cannot be obtained. Therefore, it is preferable that the ratio of the binder in the mixture of the dry fiber and the binder be 1% by weight or more of the weight of the dry fiber. That is, in summary, in the mixture of the dry fiber and the binder in the binder addition step, it is preferable that the proportion of the binder is in the range of 1 wt% to 5 wt% of the dry fiber weight.

상기 프리폼성형단계에서는, 도 5(A)에 도시된 바와 같이 성형몰드에 상기 원재(150)가 수용되어, 도 5(B)에 도시된 바와 같이 가열 및 가압됨으로써, 상기 토션박스(100) 형상으로 된 프리폼(155)이 성형된다. 이 때 상기 성형몰드가 상기 스파(110) 또는 상기 스킨(120) 각각에 해당하는 형태로 이루어짐으로써, 상기 프리폼성형단계에 의해 상기 스파(110) 및 상기 스킨(120)이 별도의 개체로 제작되는 것이 바람직하다. 즉 상기 프리폼성형단계에서 완전한 상기 토션박스(100) 형상이 만들어지는 것은 아니되, 상기 토션박스(100)를 형성하는 요소들, 즉 상기 스파(110) 및 상기 스킨(120)이 별도의 개체로 만들어지게 된다. 이렇게 만들어진 상기 프리폼(155)은, 도 5(C)에 도시된 바와 같이 성형몰드에서 꺼내져서 다음 단계를 위해 도 5(D)에 도시된 바와 같이 양생몰드에 수용된다.In the preform forming step, the raw material 150 is accommodated in the forming mold as shown in FIG. 5(A), and is heated and pressed as shown in FIG. A preform 155 of At this time, since the molding mold is formed in a shape corresponding to each of the spar 110 or the skin 120, the spar 110 and the skin 120 are produced as separate entities by the preform molding step. it is preferable That is, the shape of the torsion box 100 is not completely formed in the preform forming step, but the elements forming the torsion box 100, that is, the spar 110 and the skin 120 are separate entities. will be made The preform 155 thus made is taken out from the forming mold as shown in FIG. 5(C) and accommodated in a curing mold as shown in FIG. 5(D) for the next step.

상기 RTM(Resin Transfer Molding)단계에서는, 양생몰드에 상기 프리폼(155)이 수용된 후, 도 5(E) 및 도 5(F)에 도시된 바와 같이 레진이 주입 및 양생(curing)됨으로써, 상기 토션박스(100)의 제작이 완료되게 된다. 이 때 본 발명에서는, 상기 양생몰드가 상기 프리폼(155) 전체를 둘러싸는 형태로 이루어짐으로써, 상기 RTM단계에 의해 상기 토션박스(100)가 일체형으로 제작되게 한다. 즉 상기 프리폼성형단계에서는 상기 스파(110) 및 상기 스킨(120)이 서로 결합되어 있지 않고 떨어져 있는 별도의 개체 형태로 만들어지되, 상기 RTM단계에서 상기 스파(110) 및 상기 스킨(120)들이 결합체를 이룬 형태로서 양생됨으로써, 상기 RTM단계를 통해 상기 토션박스(100)가 일체형으로 제작될 수 있는 것이다.In the resin transfer molding (RTM) step, after the preform 155 is accommodated in the curing mold, the resin is injected and cured as shown in FIGS. 5 (E) and 5 (F), whereby the torsion The production of the box 100 is completed. At this time, in the present invention, since the curing mold is formed to surround the entire preform 155 , the torsion box 100 is manufactured integrally by the RTM step. That is, in the preform molding step, the spar 110 and the skin 120 are not coupled to each other and are made in separate individual shapes, but in the RTM step, the spar 110 and the skin 120 are combined. By curing in the form of forming, the torsion box 100 can be manufactured integrally through the RTM step.

한편, 앞서 본 발명의 토션박스(100)는 종래의 토션박스에서 립이 제거된 형태이기 때문에, 상기 스파(110)를 내측에 여러 개 배치하여 토션을 지지하는 강성을 보완한다고 설명하였다. 그러나 형상적인 구조만으로는 토션 지지 강성의 완전한 보완이 어려우며, 따라서 종래의 토션박스 제조 시에 비해 파이버의 비율이 보다 높게 형성되는 것이 바람직하다. 한편 드라이파이버의 비율이 너무 높을 경우 레진의 비율이 낮아짐으로써 드라이파이버 간에 접착력이 약해질 수 있으므로, 레진의 비율도 어느 적정선 이상을 유지하여야 한다. 이러한 여러 사항들을 고려할 때, 상기 RTM단계에서의 드라이파이버 및 레진의 혼합물에서, 드라이파이버의 비율이 55부피% 내지 70부피% 범위 내로 이루어지는 것이 바람직하다.On the other hand, since the torsion box 100 of the present invention is a form in which the lip is removed from the conventional torsion box, a plurality of the spars 110 are arranged on the inside to supplement the rigidity of supporting the torsion. However, it is difficult to completely supplement the torsion support rigidity only with the geometrical structure, and therefore, it is preferable to form a higher ratio of fibers compared to the manufacturing of the conventional torsion box. On the other hand, if the ratio of the dry fibers is too high, the resin ratio is lowered, so that the adhesion between the dry fibers may be weakened. Considering these factors, in the mixture of the dry fiber and the resin in the RTM step, it is preferable that the ratio of the dry fiber is made within the range of 55% by volume to 70% by volume.

도 6은 RTM 공정에 사용되는 일체형 치구의 일실시예를 도시하고 있으며, 도 6을 참조하면 서로 평행 이격 배치되는 4개의 스파(110) 및 상기 스파(110)들의 배열체 상하면에 배치되는 한 쌍의 스킨(120)들로 이루어지는 결합체의 모든 외면을 치구가 완전히 둘러싸는 형태로 이루어짐을 알 수 있다. 이러한 상태에서 레진이 주입 및 양생됨으로써 상기 토션박스(100)가 원활하게 일체형으로 제작되어 나올 수 있게 된다.FIG. 6 shows an embodiment of an integrated jig used in the RTM process. Referring to FIG. 6 , four spars 110 spaced apart from each other and a pair of spars 110 disposed on the upper and lower surfaces of the arrangement It can be seen that the jig completely surrounds all the outer surfaces of the assembly made of the skins 120 of the jig. In this state, by injecting and curing the resin, the torsion box 100 can be smoothly manufactured as an integral body.

도 6에 도시된 바와 같은 본 발명의 토션박스(100)를 RTM 공정을 통해 일체형으로 제작하기 위한 토션박스 제작용 치구(500)의 구성을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 상기 토션박스 제작용 치구(500)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 전방 및 후방 최외측에 배치되는 한 쌍의 전후치구(510), 한 쌍의 상기 전후치구(510) 사이에 배치되는 복수 개의 내측치구(515), 상기 전후치구(510) 및 상기 내측치구(515)의 상면 또는 하면에 배치되는 한 쌍의 상하치구(520)를 포함한다. 이 때 상기 내측치구(515)는 상하 방향으로 결합되는 내측상부치구(515a) 및 내측하부치구(515b)로 이루어진다.The configuration of the torsion box manufacturing jig 500 for integrally manufacturing the torsion box 100 of the present invention as shown in FIG. 6 through the RTM process will be described in more detail as follows. The torsion box manufacturing jig 500 is, as shown in FIG. 6 , a pair of front and rear fixtures 510 disposed on the front and rear outermost sides, and a plurality of disposed between the pair of front and rear fixtures 510 . The inner jig 515, the front and rear jigs 510, and a pair of upper and lower jigs 520 disposed on the upper surface or the lower surface of the inner jig 515 are included. At this time, the inner jig 515 includes an inner upper jig 515a and an inner lower jig 515b coupled in the vertical direction.

이와 같이 이루어지는 상기 토션박스 제작용 치구(500)는, 한 쌍의 상기 전후치구에 의하여 최외측에 배치된 한 쌍의 상기 스파(110)의 전방 또는 후방 최외측면이 형성되고, 복수 개의 상기 내측치구(515)에 의하여 최외측에 배치된 한 쌍의 상기 스파(110)의 전방 또는 후방 내측면 및 내측에 배치된 복수 개의 스파(110)들의 전방 또는 후방 측면이 형성된다. 보다 구체적으로는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 전후치구(510) 및 상기 내측치구(515)의 전방 또는 후방 측면에 의하여 상기 스파(110)의 상기 몸체부(111)가 형성되며, 상기 전후치구(510) 및 상기 내측치구(515)의 상하전후 끝단에 형성된 홈에 의하여 상기 스파(110)의 상기 연결부(112)가 형성된다. 또한 한 쌍의 상기 상하치구(520)에 의하여 상기 스킨(120)의 최외측 상면 또는 하면이 형성된다.The torsion box manufacturing jig 500 made in this way, the front or rear outermost surface of the pair of spar 110 disposed on the outermost side is formed by the pair of front and rear jigs, and a plurality of the inner jigs The front or rear inner surface of the pair of spars 110 arranged on the outermost side by 515 and the front or rear side surfaces of the plurality of spars 110 arranged on the inner side are formed. More specifically, as shown in FIG. 6 , the body portion 111 of the spar 110 is formed by the front or rear side surfaces of the front and rear fixtures 510 and the inner fixture 515 , The connection part 112 of the spar 110 is formed by the grooves formed at the upper and lower front and rear ends of the front and rear fixtures 510 and the inner fixture 515 . In addition, the outermost upper surface or lower surface of the skin 120 is formed by the pair of upper and lower fixtures 520 .

도 7은 내측치구의 상세도를, 도 8은 도 6의 치구의 조립방법의 일실시예를 각각 도시하고 있다. 상기 내측치구(515)는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 내측상부치구(515a) 및 상기 내측하부치구(515b)가 결합되어 이루어지는데, 상기 내측치구(515)의 내측에는 도 7에 도시된 바와 같이 연장방향으로 이격 배치되는 복수 개의 리브(511)가 형성된다. 상기 내측치구(515)가 이와 같이 형성됨으로써, 길이가 긴 형상의 치구가 자중에 의해 발생하는 변형이 효과적으로 방지될 수 있다. 또한 상기 내측치구(515)를 상기 내측상부치구(515a) 및 상기 내측하부치구(515b)로 분리 형성함으로써, 상기 리브(511)의 형상을 제작하기가 훨씬 용이해지게 된다.Figure 7 is a detailed view of the inner jig, Figure 8 shows an embodiment of the assembly method of the jig of Figure 6, respectively. As shown in FIG. 8, the inner jig 515 is formed by combining the inner upper jig 515a and the inner lower jig 515b, and the inner side of the inner jig 515 is as shown in FIG. A plurality of ribs 511 spaced apart from each other in the extending direction are formed. By forming the inner jig 515 in this way, the deformation caused by the weight of the long-shaped jig can be effectively prevented. In addition, by separately forming the inner jig 515 into the inner upper jig 515a and the inner lower jig 515b, it becomes much easier to manufacture the shape of the rib 511 .

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is varied, and anyone with ordinary knowledge in the field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims It goes without saying that various modifications are possible.

100: 토션박스
110: 스파 120: 스킨
150: 원재 155: 프리폼
500: 토션박스 제작용 치구
510: 전후치구 515: 내측치구
515a: 내측상부치구 515b: 내측하부치구
511: 리브 520: 상하치구
100: torsion box
110: spa 120: skin
150: raw material 155: preform
500: jig for making torsion box
510: anterior and posterior jig 515: inner jig
515a: inner upper fixture 515b: inner lower fixture
511: rib 520: upper and lower fixture

Claims (12)

일방향으로 연장되며 서로 평행하게 배치되는 복수 개의 스파(110); 평면 형태로 형성되며 상기 스파(110)들의 배열체 상하면에 구비되는 한 쌍의 스킨(120); 을 포함하는 토션박스(100)를 제작하는 토션박스 제작방법에 있어서,
상기 스파(110)는, 상기 스킨(120)이 형성하는 평면에 대하여 수직한 평면 형태로 형성되며 일방향으로 연장되는 몸체부(111) 및 상기 스킨(120)이 형성하는 평면과 나란한 평면 형태로 형성되며 상기 몸체부(111)의 상하단에 연결되는 연결부(112)를 포함하여, 상기 스파(110)의 단면이 ㄷ자 또는 工자 형태로 이루어지고,
상기 토션박스(100)는, 상기 토션박스(100)의 전방 및 후방 최외측에 한 쌍의 상기 스파(110)가 배치되되, 최외측의 한 쌍의 상기 스파(110)들 사이에, 적어도 2개의 상기 스파(110)가 배치되는 형태로 이루어지고,
상기 토션박스 제작방법은,
최외측에 배치된 한 쌍의 상기 스파(110)의 전방 또는 후방 최외측면을 형성하도록, 전방 및 후방 최외측에 배치되는 한 쌍의 전후치구(510); 상하 방향으로 결합되는 내측상부치구(515a) 및 내측하부치구(515b)로 이루어지며, 최외측에 배치된 한 쌍의 상기 스파(110)의 전방 또는 후방 내측면 및 내측에 배치된 복수 개의 스파(110)들의 전방 또는 후방 측면을 형성하도록, 한 쌍의 상기 전후치구(510) 사이에 배치되고, 자중에 의한 변형을 방지하도록 내측에 연장방향으로 이격 배치되는 복수 개의 리브(511)가 형성되는 복수 개의 내측치구(515); 상기 스킨(120)의 최외측 상면 또는 하면을 형성하도록, 상기 전후치구(510) 및 상기 내측치구(515)의 상면 또는 하면에 배치되는 한 쌍의 상하치구(520); 를 포함하며,
상기 전후치구(510) 및 상기 내측치구(515)의 전방 또는 후방 측면에 의하여 상기 스파(110)의 상기 몸체부(111)가 형성되며, 상기 전후치구(510) 및 상기 내측치구(515)의 상하전후 끝단에 형성된 홈에 의하여 상기 스파(110)의 상기 연결부(112)가 형성되도록 하는 토션박스 제작용 치구(500)를 사용하되,
브레이딩(braiding) 공정에 의해 드라이파이버가 직조되어 원재(150)가 제조되는 브레이딩단계;
성형몰드에 상기 원재(150)가 수용되어 가열 및 가압됨으로써 상기 토션박스(100) 형상으로 된 프리폼(155)이 성형되는 프리폼성형단계;
상기 토션박스 제작용 치구(500)로 이루어지는 양생몰드에 상기 프리폼(155)이 수용되고 레진이 주입 및 양생(curing)되어 상기 토션박스(100)가 제작되는 RTM(Resin Transfer Molding)단계;
를 포함하며,
상기 프리폼성형단계는, 상기 성형몰드가 상기 스파(110) 또는 상기 스킨(120) 각각에 해당하는 형태로 이루어짐으로써, 상기 프리폼성형단계에 의해 상기 스파(110) 및 상기 스킨(120)이 별도의 개체로 제작되며,
상기 RTM단계는, 상기 양생몰드가 상기 프리폼(155) 전체를 둘러싸는 형태로 이루어짐으로써, 상기 RTM단계에 의해 상기 토션박스(100)가 일체형으로 제작되되,
상기 양생몰드가 상기 프리폼(155) 전체를 둘러싸는 단계는,
상기 프리폼성형단계에 의해 제작된 상기 스파(110) 및 상기 스킨(120)이 상기 토션박스(100) 형태로 배치되는 단계,
상기 내측상부치구(515a) 및 상기 내측하부치구(515b)가 상하방향으로 결합되어 상기 내측치구(515)를 형성하는 단계,
상기 내측치구(515)가 연장방향으로 이동되어 상기 복수 개의 스파(110)들 사이로 배치되고, 상기 전후치구(510)가 전후방향으로 이동되어 최외측에 배치된 한 쌍의 상기 스파(110)의 전방 또는 후방에 배치되고, 상기 상하치구(520)가 상하방향으로 이동되어 상기 스킨(120)의 최외측 상면 또는 하면에 배치되는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 토션박스 제작방법.
A plurality of spars 110 extending in one direction and disposed parallel to each other; a pair of skins 120 formed in a planar shape and provided on upper and lower surfaces of the arrangement of the spars 110; In the torsion box manufacturing method of manufacturing the torsion box 100 comprising a,
The spar 110 is formed in a plane shape perpendicular to the plane formed by the skin 120 and is formed in a plane shape parallel to the plane formed by the body part 111 and the skin 120 extending in one direction. and including a connection part 112 connected to the upper and lower ends of the body part 111, the cross section of the spar 110 is made in a U-shape or 工-shape,
The torsion box 100, a pair of the spar 110 is disposed on the front and rear outermost sides of the torsion box 100, between the outermost pair of the spar 110, at least two It is made in a form in which the spa 110 of the dog is disposed,
The torsion box manufacturing method is,
A pair of anterior and posterior jigs 510 disposed on the front and rear outermost sides to form the front or rear outermost surfaces of the pair of spar 110 disposed on the outermost side; A plurality of spas ( 110), a plurality of ribs 511 disposed between a pair of the anterior and posterior teeth 510 to form the front or rear side surfaces of the ribs 511 spaced apart from each other in the extension direction to prevent deformation due to their own weight are formed dog's inner jig (515); a pair of upper and lower fixtures 520 disposed on the upper or lower surfaces of the front and rear fixtures 510 and the inner fixture 515 to form the outermost upper surface or lower surface of the skin 120; includes,
The body portion 111 of the spar 110 is formed by the front or rear side surfaces of the front and rear fixtures 510 and the inner fixture 515 , and the front and rear fixtures 510 and the inner fixture 515 . A jig 500 for manufacturing a torsion box is used so that the connection part 112 of the spar 110 is formed by the grooves formed at the upper and lower front and rear ends,
A braiding step in which the dry fiber is woven by a braiding process to produce the raw material 150;
A preform molding step in which the raw material 150 is accommodated in a molding mold and heated and pressed, whereby the preform 155 having the shape of the torsion box 100 is molded;
A resin transfer molding (RTM) step in which the preform 155 is accommodated in a curing mold made of the jig 500 for manufacturing the torsion box, and the resin is injected and cured to produce the torsion box 100;
includes,
In the preform forming step, the forming mold is formed in a shape corresponding to each of the spar 110 or the skin 120, so that the spar 110 and the skin 120 are separated by the preform forming step. made as an object,
In the RTM step, the curing mold surrounds the entire preform 155, so that the torsion box 100 is integrally manufactured by the RTM step,
The step of the curing mold surrounding the entire preform 155,
disposing the spar 110 and the skin 120 produced by the preform forming step in the form of the torsion box 100;
forming the inner jig 515 by combining the inner upper jig 515a and the inner lower jig 515b in the vertical direction;
The inner fixture 515 is moved in the extension direction to be disposed between the plurality of spars 110, and the front and rear fixtures 510 are moved in the front-rear direction to move in the front-rear direction of the pair of spars 110 disposed on the outermost side. Disposed in the front or rear, the upper and lower fixtures 520 are moved in the vertical direction to be disposed on the outermost upper surface or lower surface of the skin 120
A torsion box manufacturing method comprising a.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 RTM단계는,
드라이파이버 및 레진의 혼합물에서, 드라이파이버의 비율이 55부피% 내지 70부피% 범위 내로 이루어지는 것을 특징으로 하는 토션박스 제작방법.
According to claim 1, wherein the RTM step,
In the mixture of dry fiber and resin, the torsion box manufacturing method, characterized in that the ratio of the dry fiber is made within the range of 55% by volume to 70% by volume.
제 1항에 있어서, 상기 토션박스 제작방법은,
상기 브레이딩단계 이전에, 드라이파이버에 바인더를 첨가하는 바인더첨가단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토션박스 제작방법.
According to claim 1, wherein the torsion box manufacturing method,
Before the braiding step, a binder adding step of adding a binder to the dry fiber;
Torsion box manufacturing method, characterized in that it further comprises.
제 5항에 있어서, 상기 바인더첨가단계는,
드라이파이버 및 바인더의 혼합물에서, 바인더의 비율이 드라이파이버 중량의 1중량% 내지 5중량% 범위 내로 이루어지는 것을 특징으로 하는 토션박스 제작방법.
The method of claim 5, wherein the adding of the binder comprises:
A method of manufacturing a torsion box, characterized in that in the mixture of the dry fiber and the binder, the proportion of the binder is within the range of 1 wt% to 5 wt% of the dry fiber weight.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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