KR102331709B1 - Multi axial winding method and multi axial winding equipment for winding filament materials - Google Patents

Multi axial winding method and multi axial winding equipment for winding filament materials Download PDF

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KR102331709B1
KR102331709B1 KR1020210037999A KR20210037999A KR102331709B1 KR 102331709 B1 KR102331709 B1 KR 102331709B1 KR 1020210037999 A KR1020210037999 A KR 1020210037999A KR 20210037999 A KR20210037999 A KR 20210037999A KR 102331709 B1 KR102331709 B1 KR 102331709B1
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천진성
유호욱
송보현
김경덕
조해진
이교영
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주식회사 티포엘
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Abstract

The present invention relates to a filament material-based multi-axis winding method and multi-axis winding equipment capable of winding a filament material such as carbon fiber or aramid fiber, etc. using single winding equipment while maintaining various winding angles of the filament material stably and reliably, easily performing adjustment of the winding angle, and relatively further increasing the physical properties of the final winding product. According to the present invention, provided is filament material-based multi-axis winding equipment comprising: a forward and backward linear movement driving device unit formed to be movable forward and backward linearly; a rotation driving device unit provided in the front and rear linear movement driving device unit; a mandrel having both ends detachably provided in the front and rear linear movement device unit and rotationally driven by the rotation driving device unit; a material guide device unit provided at one end side of the mandrel and guiding a filament material supplied from a creel in a direction perpendicular to the mandrel; and a heating device unit provided on at least one of a front side and a rear side of the material guide device unit and formed to allow the mandrel to pass therethrough.

Description

필라멘트 소재 다축 와인딩 방법 및 다축 와인딩 설비 {MULTI AXIAL WINDING METHOD AND MULTI AXIAL WINDING EQUIPMENT FOR WINDING FILAMENT MATERIALS}Filament material multi-axis winding method and multi-axis winding equipment

본 발명은 필라멘트 소재 다축 와인딩 방법 및 다축 와인딩 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄소 섬유나 아라미드 섬유 등의 필라멘트 소재를 하나의 와인딩 설비를 이용하여 필라멘트 소재의 다양한 와인딩 각도를 안정적이고 신뢰성 있게 유지하면서 와인딩할 수 있고, 와인딩 각도의 조정을 용이하게 행할 수 있으며, 최종 권선 제품의 물성을 상대적으로 더욱 증대시킬 수 있는 필라멘트 소재 다축 와인딩 방법 및 다축 와인딩 설비에 관한 것이다.The present invention relates to a multiaxial winding method of a filament material and a multiaxial winding facility, and more particularly, using a single winding facility for a filament material such as carbon fiber or aramid fiber while stably and reliably maintaining various winding angles of the filament material It relates to a filament material multi-axis winding method and multi-axis winding equipment that can be wound, can easily adjust the winding angle, and can relatively further increase the physical properties of the final winding product.

일반적으로 멀티필라멘트 와인딩법(multi filament winding method)은 FRP의 연속 필라멘트를 맨드릴(mandrel) 표면에 장력을 가하면서 감아붙여 가열 경화시킨 다음 맨드릴로부터 빼내는 성형법을 말한다.In general, the multifilament winding method refers to a molding method in which continuous filaments of FRP are wound on the surface of a mandrel while applying tension, cured by heat, and then taken out from the mandrel.

이러한 멀티필라멘트 와인딩에는 주로 탄소섬유가 사용되는데, 상기 탄소섬유는 우수한 기계적 특성, 특히 비강도, 비탄성률이 높다고 하는 특징을 가지고 있기 때문에 항공 우주 용도, 레저 용도, 일반 산업용도 등에 넓게 사용되고 있다.Carbon fiber is mainly used for such multifilament winding, and since the carbon fiber has excellent mechanical properties, in particular, specific strength and high specific modulus of elasticity, it is widely used in aerospace applications, leisure uses, general industrial purposes, and the like.

특히 필라멘트 와인딩(Filament winding: FW) 성형법은 복합재료의 성능이 높게 발현되어 고강도가 요구되는 항공기 구조재나 천연가스 자동차, 수소연료전지 자동차 등의 연료용 압력용기(봄베)에 이용되고 있다.In particular, the filament winding (FW) molding method is used in aircraft structural materials that require high strength due to the high performance of composite materials, and in fuel pressure vessels (cylinders) such as natural gas vehicles and hydrogen fuel cell vehicles.

이에 따라 점점 경량화와 고성능화를 위해서 탄소 섬유 및/또는 아라미드 섬유를 보강 섬유로서 필라멘트 와인딩 성형법으로 성형하고 있고, FW성형성과 가공성을 현저히 향상시킬 수 있는 방법과 설비에 대한 연구와 개발이 필요한 실정이다.Accordingly, carbon fibers and/or aramid fibers are formed by filament winding molding as reinforcing fibers for weight reduction and high performance, and research and development of methods and facilities that can significantly improve FW formability and workability are required.

대한민국 등록특허공보 10-1485443(2015.01.23. 공고)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1485443 (2015.01.23. Announcement) 대한민국 등록특허공보 10-1755301(2017.07.07. 공고)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1755301 (2017.07.07. Announcement) 대한민국 공개특허공보 10-2001-0023145(2001.03.28. 공개)Korean Patent Publication No. 10-2001-0023145 (published on March 28, 2001)

따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 탄소 섬유나 아라미드 섬유 등의 필라멘트 소재를 하나의 와인딩 설비를 이용하여 필라멘트 소재의 다양한 와인딩 각도를 안정적이고 신뢰성 있게 유지하면서 와인딩할 수 있고, 와인딩 각도의 조정을 용이하게 행할 수 있으며, 최종 권선 제품의 물성을 상대적으로 더욱 증대시킬 수 있는 필라멘트 소재 다축 와인딩 방법 및 다축 와인딩 설비를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, in order to solve the above-mentioned conventional problems, a filament material such as carbon fiber or aramid fiber can be wound while stably and reliably maintaining various winding angles of the filament material using a single winding facility, and the winding angle of An object of the present invention is to provide a filament material multi-axis winding method and multi-axis winding equipment that can be easily adjusted and can relatively further increase the physical properties of the final winding product.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved of the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 전후 선형 이동 가능하게 구성되는 선형 이동 장치부에 멘드렐를 장착하는 맨드렐 장착 단계; 맨드렐의 일단부 측에 구성되는 소재 가이드 장치부를 통해 크릴대에서 공급되는 필라멘트 소재를 맨드렐에 직교되는 방향으로 가이드하고 상기 멘드렐의 일단부에 고정시키는 소재 고정 단계; 필라멘트 소재가 고정된 상태에서 맨드렐 회전 장치부를 통해 맨드렐을 회전 구동시키고 선형 이동 장치부를 전진 및 후진 선형 이동시키면서 필라멘트 소재를 와인딩하는 경사 와인딩 단계; 및 상기 경사 와인딩 단계 이후 맨드렐의 둘레 전체에 걸쳐 맨드렐의 길이방향과 평행한 방향으로 필라멘트 소재를 배열하면서 와인딩하는 평행배열 와인딩 단계;을 포함하며, 상기 멘트렐에 와인딩 된 필라멘트 소재를 히팅하거나, 와인딩된 필라멘트 소재 위에 적층되는 접착 필름을 히팅하는 히팅 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 소재 다축 와인딩 방법이 제공된다.According to one aspect of the present invention for achieving the above objects and other features of the present invention, a mandrel mounting step of mounting the mandrel in a linear moving device configured to be movable forward and backward; A material fixing step of guiding a filament material supplied from a creel stand in a direction perpendicular to the mandrel through a material guide device configured on one end side of the mandrel and fixing it to one end of the mandrel; Inclined winding step of rotating the mandrel through the mandrel rotating device in a state in which the filament material is fixed and winding the filament material while linearly moving the linear moving device forward and backward; and a parallel array winding step of winding while arranging the filament material in a direction parallel to the longitudinal direction of the mandrel over the entire circumference of the mandrel after the inclined winding step; , There is provided a filament material multiaxial winding method comprising a heating step of heating the adhesive film laminated on the wound filament material is provided.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 경사 와인딩 단계는 상기 맨드렐이 장착된 선형 이동 장치부의 선형 이동 속도와 맨드렐 회전 장치부의 회전 속도를 조정하여 와인딩의 경사 각도를 조정하도록 이루어질 수 있다.In one aspect of the present invention, the inclined winding step may be made to adjust the inclination angle of the winding by adjusting the linear movement speed of the linear moving device part on which the mandrel is mounted and the rotation speed of the mandrel rotating device part.

본 발명의 일 관점에 있어서, 맨드렐의 타단부에 필라멘트 소재를 고정시킨 다음, 상기 맨드렐을 회전 중심축으로 하여 회전 가능하게 설치된 복수의 크로스 와인딩 장치부를 상기 맨드렐의 둘레로 회전시키면서 필라멘트 소재를 와인딩하는 크로스 와인딩 단계를 더 포함할 수 있다.In one aspect of the present invention, after fixing the filament material to the other end of the mandrel, a plurality of cross-winding device parts rotatably installed using the mandrel as the central axis of rotation while rotating the filament material around the mandrel It may further include a cross winding step of winding the.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 크릴대의 공급 방향 측에 설비되어 필라멘트 소재를 와인딩하기 위한 필라멘트 소재 다축 와인딩 설비로서, 전진 및 후진 선형 이동 가능하게 구성되는 전후 선형이동 구동 장치부; 상기 전후 선형이동 구동 장치부에 구비되는 회전 구동 장치부; 양단부가 상기 전후 선형이동 장치부에 탈장착 가능하게 구비되며, 상기 회전 구동 장치부에 의해 회전 구동하는 맨드렐; 상기 맨드렐의 일단부 측에 구비되며, 크릴대에서 공급되는 필라멘트 소재를 맨드렐에 직교되는 방향으로 가이드하는 소재 가이드 장치부; 및 상기 소재 가이드 장치부의 전방 측 및 후방 측 중 적어도 하나에 구비되고, 상기 맨드렐이 통과 가능하게 구성되는 히팅 장치부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 소재 다축 와인딩 설비가 제공된다.According to another aspect of the present invention, as a filament material multi-axis winding facility for winding the filament material provided on the supply direction side of the creel, the front and rear linear movement drive unit configured to be movable forward and backward linearly; a rotation driving unit provided in the front and rear linear movement driving unit; a mandrel having both ends detachably provided to the front and rear linear movement unit, and rotationally driven by the rotation driving unit; a material guide device provided at one end side of the mandrel and guiding the filament material supplied from the creel in a direction perpendicular to the mandrel; and a heating device provided on at least one of the front side and the rear side of the material guide device, and configured to allow the mandrel to pass therethrough.

본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 전후 선형이동 구동 장치부는 후방 구동 장치부 및 전방 종동 장치부를 포함하고, 상기 후방 구동 장치부는 후방 구동 테이블과, 상기 후방 구동 테이블에 구비되는 구동 모터와, 상기 구동 모터의 구동력을 전달받아 후방 구동 테이블이 전후 선형 이동되도록 하는 구동 가이드 수단, 및 상기 후방 구동 테이블의 상면에 구비되어 맨드렐의 타단부가 착탈 가능하게 결합되는 척 수단을 포함하며, 상기 후방 구동 장치부는 전방 종동 테이블과, 상기 전방 종동 테이블의 하면에 구비되는 구름 롤러와, 상기 구름 롤러가 가이드되는 가이드 레일, 및 상기 전방 종동 테이블의 상면에 구비되어 맨드렐의 일단부를 착탈 가능하고 회전 가능하게 지지하는 베어링형 지지 결합 부재를 포함할 수 있다.In another aspect of the present invention, the front-rear linear movement drive unit includes a rear drive unit and a front follower unit, and the rear drive unit includes a rear drive table, a drive motor provided on the rear drive table, and the drive A drive guide means for receiving the driving force of a motor to linearly move the rear drive table forward and backward, and a chuck means provided on an upper surface of the rear drive table to detachably coupled to the other end of the mandrel, the rear drive device The part is provided on a front driven table, a rolling roller provided on the lower surface of the front driven table, a guide rail to which the rolling roller is guided, and an upper surface of the front driven table to detachably and rotatably support one end of the mandrel. It may include a bearing-type support coupling member.

본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 맨드렐은, 회전 샤프트부와, 상기 회전 샤프트부에서 소정 길이에 걸쳐 형성되되, 회전 샤프트부의 직경보다 상대적으로 큰 직경을 갖고 형성되는 맨드렐부, 및 상기 맨드렐부의 양단부에서 둘레 전장에 걸쳐 그 둘레 방향으로 간격을 갖고 돌출 형성되는 돌기부가 형성되고, 상기 소재 가이드 장치부는 상기 맨드렐의 선형 이동 시 맨드렐이 통과하는 관통부가 형성되는 가이드링 지지체, 및 상기 가이드링 지지체에 복수 구비되며, 크릴대에서 권출되어 공급되는 필라멘트 소재를 맨드렐에 직교되는 방향으로 가이드하도록 구성되는 가이드링을 포함하며, 상기 히팅 장치부는 히터 지지체, 및 상기 히터 지지체에 구비되고, 중앙부에 상기 맨드렐이 통과하는 관통부가 형성되는 히터 부재를 포함할 수 있다.In another aspect of the present invention, the mandrel includes a rotating shaft, a mandrel formed over a predetermined length from the rotating shaft, having a relatively larger diameter than the rotating shaft, and the mandrel. At both ends of the part, protrusions protruding at intervals in the circumferential direction are formed over the entire circumference, and the material guide device part is a guide ring support in which a penetration part through which the mandrel passes when the mandrel is linearly moved is formed, and the guide. It is provided in a plurality of ring support and includes a guide ring configured to guide the filament material unwound and supplied from the creel in a direction perpendicular to the mandrel, wherein the heating device part is provided on the heater support body, and the heater support body, and the central part It may include a heater member in which a through portion through which the mandrel passes is formed.

본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 맨드렐의 전후 선형 이동 범위 내에서 구비되며, 맨드렐의 둘레를 회전하면서 맨드렐에 필라멘트 소재를 그 맨드렐의 길이방향과 크로스하는 방향으로 와인딩하도록 구성되는 크로스 와인딩 장치부를 더 포함할 수 있다.In another aspect of the present invention, the cross is provided within the range of linear movement forward and backward of the mandrel, and is configured to wind the filament material on the mandrel in a direction that crosses the longitudinal direction of the mandrel while rotating around the mandrel. It may further include a winding device.

본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 크로스 와인딩 장치부는, 고정 지지 프레임; 상기 고정 지지 프레임의 일측에 구비되는 구동 모터; 상기 고정 지지 프레임에 회전 가능하게 결합되며 상기 구동 모터의 구동력을 전달받아 회전하는 회전 프레임; 및 상기 회전 프레임의 일면에 구비되며, 권선된 필라멘트 소재를 맨드렐로 가이드하면서 권출하여 상기 회전 프레임의 회전으로 상기 맨드렐에 필라멘트 소재를 와인딩하는 소재 권출-가이드 수단;을 포함할 수 있다.In another aspect of the present invention, the cross winding device unit, a fixed support frame; a driving motor provided on one side of the fixed support frame; a rotating frame that is rotatably coupled to the fixed support frame and rotates by receiving the driving force of the driving motor; and a material unwinding-guide means provided on one surface of the rotating frame and winding the filament material on the mandrel by the rotation of the rotating frame by unwinding the wound filament material while guiding the mandrel.

본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 고정 지지 프레임에 구비되어 상기 회전 프레임을 회전 가능하게 지지하는 회전 지지 롤러를 더 포함하며, 상기 소재 권출-가이드 수단은 필라멘트 소재가 권선된 보빈이 장착되는 장착부, 및 상기 장착부와 평행하게 구비되어 필라멘트 소재를 가이드하는 하나 이상의 가이드 롤러를 포함할 수 있다.In another aspect of the present invention, the fixed support frame further includes a rotation support roller for rotatably supporting the rotation frame, the material unwinding-guide means is a mounting part on which a bobbin wound with a filament material is mounted, and one or more guide rollers provided in parallel with the mounting part to guide the filament material.

본 발명에 따른 필라멘트 와이어 다축 와인딩 설비에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.According to the filament wire multi-axis winding facility according to the present invention, the following effects are provided.

첫째, 본 발명은 탄소 섬유 및 아라미드 섬유 등의 필라멘트 소재를 하나의 와인딩 설비를 이용하여 와인딩하고자 하는 각도로 용이하게 와인딩할 수 있는 효과가 있다.First, the present invention has the effect of being able to easily wind a filament material such as carbon fiber and aramid fiber at an angle to be wound using a single winding facility.

둘째, 본 발명은 필라멘트 소재를 하나의 설비만을 이용하여 여러 방향의 와인딩 각도로 와인딩할 수 있어 최종 와인딩 제품의 물성을 현저히 증대시킬 수 있는 효과가 있다.Second, the present invention has the effect of remarkably increasing the physical properties of the final winding product because the filament material can be wound at winding angles in various directions using only one facility.

셋째, 본 발명은 필라멘트 소재의 와인딩 각도를 용이하게 조정할 수 있어 최종 와인딩 제품의 물성에 대한 설계 자유도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Third, the present invention has an effect that can easily adjust the winding angle of the filament material can improve the design freedom for the physical properties of the final winding product.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명에 따른 필라멘트 소재 다축 와인딩 설비를 나타내는 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 필라멘트 소재 다축 와인딩 설비를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 필라멘트 소재 다축 와인딩 설비에 포함되는 맨드렐의 단부를 나타내는 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 필라멘트 소재 다축 와인딩 설비에 포함되는 소재 가이드 장치부에 의해 가이드되어 맨드렐에 45°와 -45°로 와인딩되는 상태를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 필라멘트 소재 다축 와인딩 설비에 포함되는 히팅 장치부를 나타내는 정면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 필라멘트 소재 다축 와인딩 설비에 포함되는 크로스 와인딩 장치부를 나타내는 평면도이다.
도 7 및 도 8은 각각 본 발명에 따른 필라멘트 소재 다축 와인딩 설비에 의해 실행되는 와인딩 과정을 설명하기 위한 설명도이다.
1 is a side view showing a filament material multi-axis winding equipment according to the present invention.
Figure 2 is a plan view showing the filament material multi-axis winding equipment according to the present invention.
Figure 3 is a front view showing the end of the mandrel included in the filament material multi-axis winding equipment according to the present invention.
Figure 4 is a conceptual diagram for explaining the state of being wound at 45 ° and -45 ° on the mandrel guided by the material guide device included in the filament material multi-axis winding equipment according to the present invention.
5 is a front view showing a heating device included in the filament material multi-axis winding equipment according to the present invention.
6 is a plan view showing a cross-winding device included in the filament material multi-axis winding equipment according to the present invention.
7 and 8 are explanatory views for explaining the winding process executed by the filament material multi-axis winding equipment according to the present invention, respectively.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다. Additional objects, features and advantages of the present invention may be more clearly understood from the following detailed description and accompanying drawings.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Prior to the detailed description of the present invention, the present invention can make various changes and can have various embodiments, and the examples described below and shown in the drawings are not intended to limit the present invention to specific embodiments. No, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that no other element is present in the middle.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as "...unit", "...unit", "...module", etc. described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which includes hardware or software or hardware and It can be implemented by a combination of software.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components are given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 필라멘트 소재 다축 와인딩 방법 및 다축 와인딩 설비를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 아래 본 발명의 설명에서, 필라멘트 오이어소재는 탄소 섬유나 아라미드 섬유뿐만 아니라, 섬유 원사, 섬유 다발, 가는 코일 등 와이어 형태의 소재를 모두 포함하는 의미이다.Hereinafter, a multi-axis winding method and a multi-axis winding facility for a filament material according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the present invention below, the filament Oyer material is meant to include not only carbon fibers or aramid fibers, but also wire-type materials such as fiber yarns, fiber bundles, and fine coils.

먼저, 본 발명에 따른 필라멘트 소재 다축 와인딩 방법에 대하여 설명한다.First, a method for multiaxial winding of a filament material according to the present invention will be described.

본 발명에 따른 필라멘트 소재 다축 와인딩 방법은, 전후 선형 이동 가능하게 구성되며 맨드렐의 양단부가 착탈 가능하게 구성되는 선형 이동 장치부에 맨드렐의 양단부를 장착하는 맨드렐 장착 단계; 필라멘트 소재 공급 측 단부인 맨드렐의 일단부에 구성되는 소재 가이드 장치부를 통해 크릴대에서 공급되는 필라멘트 소재를 맨드렐에 직교되는 방향으로 가이드하고 상기 멘드렐의 일단부에 고정시키는 소재 고정 단계; 필라멘트 소재가 고정된 상태에서 맨드렐 회전 장치부를 통해 맨드렐을 회전 구동시키고 선형 이동 장치부를 전진 및 후진 선형 이동시키면서 필라멘트 소재를 와인딩하는 경사 와인딩 단계; 및 상기 경사 와인딩 단계 이후 맨드렐의 길이방향과 평행한 방향으로 필라멘트 소재를 배열하면서 맨드렐의 둘레 전체에 걸쳐 와인딩하는 평행배열 와인딩 단계;을 포함하며, 상기 경사 와인딩 단계와 평행배열 와인딩 단계는 반복 실행되고, 상기 경사 와인딩 단계의 실행 이후(최소한 1회 이상의 전진 및 후진 선형 이동 이후), 또는 상기 경사 와인딩 단계와 평행배열 와인딩 단계가 소정 회수 실행된 이후, 상기 맨드렐에 와인딩된 필라멘트 소재를 히팅하거나, 와인딩된 필라멘트 소재 위에 적층되는 접착 필름을 히팅하는 히팅 단계를 포함한다.A filament material multiaxial winding method according to the present invention comprises: a mandrel mounting step of mounting both ends of a mandrel to a linear moving device configured to be movable forward and backward and both ends of the mandrel are detachably configured; A material fixing step of guiding a filament material supplied from a creel stand in a direction perpendicular to the mandrel through a material guide device configured at one end of the mandrel, which is an end of the filament material supply side, and fixing it to one end of the mandrel; Inclined winding step of rotating the mandrel through the mandrel rotating device in a state in which the filament material is fixed and winding the filament material while linearly moving the linear moving device forward and backward; and a parallel-array winding step of winding the entire perimeter of the mandrel while arranging the filament material in a direction parallel to the longitudinal direction of the mandrel after the oblique winding step; including, wherein the oblique winding step and the parallel-array winding step are repeated After execution of the warp winding step (after at least one forward and backward linear movement), or after the warp winding step and the parallel winding step are executed a predetermined number of times, the filament material wound on the mandrel is heated Or, a heating step of heating the adhesive film laminated on the wound filament material.

상기 경사 와인딩 단계는 상기 맨드렐이 장착된 선형 이동 장치부의 선형 이동 속도와 맨드렐 회전 장치부의 회전 속도를 조정하여 와인딩의 경사 각도를 조정할 수 있다. 본 발명에서는 45°~ 60°(맨드렐의 길이방향과 직교하는 가상선으로부터의 각도)를 갖도록 하는 것이 바람직하다.In the inclined winding step, the inclination angle of the winding may be adjusted by adjusting the linear movement speed of the linear moving device to which the mandrel is mounted and the rotational speed of the mandrel rotating device. In the present invention, it is preferable to have 45° to 60° (angle from an imaginary line orthogonal to the longitudinal direction of the mandrel).

상기 히팅 단계는 맨드렐의 선형 이동 방향에 터널 형태로 형성된 터널형 히터 장치부를 맨드렐이 통과되도록 하면서 간접 가열로 히팅하는 것으로 이루어질 수 있다.The heating step may be performed by heating the tunnel-type heater device part formed in the form of a tunnel in the linear movement direction of the mandrel by indirect heating while allowing the mandrel to pass therethrough.

또한, 본 발명의 필라멘트 소재 다축 와인딩 방법은 상기 경사 와인딩 단계의 실행 이후, 또는 상기 경사 와인딩 단계와 평행배열 와인딩 단계가 소정 횟수 실행된 이후, 맨드렐의 둘레에 회전 가능하게 설치된 복수의 크로스 와인딩 장치부를 통해 맨드렐의 타단부에 필라멘트 소재를 고정시킨 다음, 상기 맨드렐의 둘레를 회전하면서, 즉 맨드렐을 회전 중심축으로 하여 필라멘트 소재를 와인딩하는 크로스 와인딩 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the filament material multi-axis winding method of the present invention is a plurality of cross-winding devices rotatably installed around the mandrel after the execution of the inclined winding step, or after the inclined winding step and the parallel arrangement winding step are executed a predetermined number of times. The method may further include a cross winding step of fixing the filament material to the other end of the mandrel through the part and then winding the filament material while rotating the circumference of the mandrel, that is, using the mandrel as the central axis of rotation.

상기 크로스 와인딩 단계는 맨드렐의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하면서 와인딩하며, 또한 경사 와인딩 단계가 실행되면서 동시에 실행될 수 있다.The cross winding step may be performed while rotating while rotating in a direction opposite to the rotation direction of the mandrel, and may be simultaneously performed while the inclined winding step is executed.

다음으로, 상기한 본 발명에 따른 필라멘트 소재 다축 와인딩 방법을 구현하기 위한 필라멘트 다축 와인딩 설비에 대하여 도 1 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.Next, the filament multi-axis winding facility for implementing the multi-axis winding method of the filament material according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8 .

도 1은 본 발명에 따른 필라멘트 소재 다축 와인딩 설비를 나타내는 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 필라멘트 소재 다축 와인딩 설비를 나타내는 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 필라멘트 소재 다축 와인딩 설비에 포함되는 맨드렐의 단부를 나타내는 정면도이다. 도 4는 본 발명에 따른 필라멘트 소재 다축 와인딩 설비에 포함되는 소재 가이드 장치부에 의해 가이드되어 맨드렐에 45°와 -45°로 와인딩되는 상태를 설명하기 위한 개념도이고, 도 5는 본 발명에 따른 필라멘트 소재 다축 와인딩 설비에 포함되는 히팅 장치부를 나타내는 정면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 필라멘트 소재 다축 와인딩 설비에 포함되는 크로스 와인딩 장치부를 나타내는 평면도이다. 도 7 및 도 8은 각각 본 발명에 따른 필라멘트 소재 다축 와인딩 설비에 의해 실행되는 와인딩 과정을 설명하기 위한 설명도이다.1 is a side view showing the multi-axis winding facility of the filament material according to the present invention, Figure 2 is a plan view showing the multi-axis winding facility of the filament material according to the present invention, Figure 3 is a mand included in the multi-axis winding facility of the filament material according to the present invention It is a front view showing the end of the reel. 4 is a conceptual diagram for explaining a state of being wound at 45° and -45° on a mandrel by being guided by a material guide device included in the filament material multi-axis winding facility according to the present invention, and FIG. 5 is according to the present invention It is a front view showing the heating device included in the multi-axis winding facility of the filament material, Figure 6 is a plan view showing the cross-winding device included in the multi-axis winding facility of the filament material according to the present invention. 7 and 8 are explanatory views for explaining the winding process executed by the filament material multi-axis winding equipment according to the present invention, respectively.

본 발명에 따른 필라멘트 소재 다축 와인딩 설비는, 복수의 보빈 각각에 권선된 필라멘트 소재를 일측 방향으로 공급하도록 구성되는 크릴대(10)의 공급 방향 측에 설비되어 필라멘트 소재를 와인딩하기 위한 필라멘트 소재 다축 와인딩 설비로서, 도 1 내지 도 8에 나타낸 바와 같이, 크게 전후 선형이동 구동 장치부(100); 회전 구동 장치부(200); 맨드렐(300); 소재 가이드 장치부(400); 및 히팅 장치부(500);를 포함하며, 크로스 와인딩 장치부(600)를 더 포함할 수 있다.Filament material multi-axis winding facility according to the present invention is provided on the supply direction side of the creel stand 10 configured to supply the filament material wound on each of a plurality of bobbins in one direction, the filament material multi-axis winding for winding the filament material As a facility, as shown in Figs. 1 to 8, the front and rear linear movement drive unit 100 largely; rotation drive unit 200; mandrel 300; Material guide device 400; and a heating device unit 500 , and may further include a cross winding device unit 600 .

구체적으로, 본 발명에 따른 필라멘트 와이어 다축 와인딩 설비는, 복수의 보빈 각각에 권선된 필라멘트 소재를 일측 방향으로 공급하도록 구성되는 크릴대(10)의 공급 방향 측에 설비되어 필라멘트 소재를 와인딩하기 위한 필라멘트 소재 다축 와인딩 설비로서, 도 1 내지 도 8에 나타낸 바와 같이, 크릴대(10)의 전방 측에 선형 이동 가능하게 구성되는 전후 선형이동 구동 장치부(100); 상기 전후 선형이동 구동 장치부(100)에 구비되며, 하기 맨드렐(300)을 회전 구동시키는 회전 구동 장치부(200); 양단부가 상기 전후 선형이동 장치부(100)에 탈장착 가능하게 구비되며, 상기 회전 구동 장치부(200)에 의해 회전 구동하는 맨드렐(300); 상기 맨드렐(300)의 일단부 측에 구비되며, 크릴대(10)에서 공급되는 필라멘트 소재를 맨드렐(300)에 직교되는 방향으로 가이드하는 소재 가이드 장치부(400); 및 상기 소재 가이드 장치부(400)의 전방 측 및 후방 측 중 적어도 하나에 구비되어 상기 맨드렐(300)에 권선된 필라멘트 소재(맨드렐에 와인딩되어 적층된 필라멘트 소재)를 히팅하거나, 와인딩된 필라멘트 소재에 적층된 적층 필름을 히팅하는 히팅 장치부(500);를 포함한다.Specifically, the filament wire multi-axis winding facility according to the present invention is provided on the supply direction side of the creel stand 10 configured to supply the filament material wound on each of the plurality of bobbins in one direction, the filament for winding the filament material. As a material multi-axis winding facility, as shown in Figs. 1 to 8, the front and rear linear movement drive unit 100 configured to be linearly movable on the front side of the creel stand (10); a rotation driving unit 200 provided in the front and rear linear movement driving unit 100 and rotating the mandrel 300 below; Both ends are provided to be detachably attached to the front-rear linear movement device unit 100, the mandrel 300 is rotationally driven by the rotation drive unit 200; a material guide device unit 400 provided on one end side of the mandrel 300 and guiding the filament material supplied from the creel stand 10 in a direction perpendicular to the mandrel 300; And it is provided on at least one of the front side and the rear side of the material guide device 400 to heat the filament material wound on the mandrel 300 (filament material wound on the mandrel and laminated), or a wound filament and a heating device unit 500 for heating the laminated film laminated on the material.

상기 전후 선형이동 구동 장치부(100)는 크게 후방 구동 장치부(110)와 전방 종동 장치부(120)를 포함한다.The front and rear linear movement driving unit 100 largely includes a rear driving unit 110 and a front driven unit 120 .

상기 후방 구동 장치부(110)는 후방 구동 테이블(111)와, 상기 후방 구동 테이블(111)에 구비되는 구동 모터(112)와, 상기 구동 모터(112)의 구동력을 전달받아 후방 구동 테이블(111)이 전후 선형 이동되도록 설치되는 구동 가이드 수단(113)을 포함한다.The rear driving device unit 110 receives the driving force of the rear driving table 111 , the driving motor 112 provided in the rear driving table 111 , and the driving motor 112 to the rear driving table 111 . ) includes a driving guide means 113 that is installed so as to linearly move back and forth.

상기 후방 구동 테이블(111)의 상면에는 아래에서 설명되는 맨드렐(300)의 일단부가 착탈 가능하게 결합되는 척 수단(114)이 구비된다.A chuck means 114 to which one end of the mandrel 300 described below is detachably coupled is provided on the upper surface of the rear driving table 111 .

상기 구동 가이드 수단(113)은 랙-피니언 방식의 구동 장치로 구성될 수 있으며, 상기 구동 모터(112)의 구동력을 전달받아 후방 구동 테이블(111)이 전후 선형 이동할 수 있는 구성 또는 장치라면 특별히 한정되는 것은 아니다.The driving guide means 113 may be configured as a rack-and-pinion type driving device, and if the driving force of the driving motor 112 is transmitted to the rear driving table 111 is a configuration or device that can linearly move forward and backward, it is particularly limited. it's not going to be

상기 후방 구동 장치부(120)는 전방 종동 테이블(121)과, 상기 전방 종동 테이블(121)의 하면에 구비되는 구름 롤러(122), 및 상기 구름 롤러(122)가 가이드되는 가이드 레일(123)을 포함한다.The rear drive unit 120 includes a front driven table 121 , a rolling roller 122 provided on a lower surface of the front driven table 121 , and a guide rail 123 to which the rolling roller 122 is guided. includes

상기 전방 종동 테이블(121)의 상면에는 아래에서 설명되는 맨드렐(300)의 타단부가 착탈 가능하며, 회전 가능하게 지지하는 베어링형 지지 결합 부재(124)가 구비된다.On the upper surface of the front driven table 121 , the other end of the mandrel 300 to be described below is detachable and a bearing-type support coupling member 124 for rotatably supporting it is provided.

상기 회전 구동 장치부(200)는 구동 모터로 구성된다.The rotation drive unit 200 is configured as a drive motor.

상기 맨드렐(300)은 양단부가 상기 전후 선형이동 장치부(100)에 탈장착 가능하게 구비되며, 상기 회전 구동 장치부(200)에 의해 회전 구동되게 구비되는 구성부로서, 일단부는 상기 후방 구동 테이블(111)의 상면에는 구비되는 척 수단(114)에 착탈 가능하게 결합되며, 타단부는 전방 종동 테이블(121)의 상면에는 구비되는 베어링형 지지 결합 부재(124)에 착탈 가능하게 결합되는 회전 샤프트부(310), 및 상기 회전 샤프트부(310)에서 소정 길이에 걸쳐 형성되되, 회전 샤프트부(310)의 직경보다 상대적으로 큰 직경을 갖고 형성되는 맨드렐부(320)로 형성된다.Both ends of the mandrel 300 are detachably provided on the front and rear linear movement device 100 and are rotationally driven by the rotation drive device 200 , and one end of the rear drive table is provided. The rotation shaft is detachably coupled to the chuck means 114 provided on the upper surface of the 111 , and the other end is detachably coupled to the bearing-type support coupling member 124 provided on the upper surface of the front driven table 121 . It is formed of the part 310 and the mandrel part 320 formed over a predetermined length from the rotation shaft part 310 and having a relatively larger diameter than the diameter of the rotation shaft part 310 .

또한, 상기 맨드렐(300)은 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 맨드렐부(320)의 양단부에서 둘레 전장에 걸쳐 그 둘레 방향으로 간격을 갖고 돌출 형성되는 돌기부(330)가 형성된다.In addition, as shown in FIG. 3 , the mandrel 300 has protrusions 330 formed to protrude at intervals in the circumferential direction over the entire circumference at both ends of the mandrel unit 320 .

상기 돌기부(330)는 맨드렐의 길이방향과 평행한 방향으로 필라멘트 소재를 배열하면서 맨드렐의 둘레 전체에 걸쳐 와인딩하는 평행배열 와인딩에 이용되는 구성부이다.The protrusion 330 is a component used for parallel-array winding in which the filament material is arranged in a direction parallel to the longitudinal direction of the mandrel and wound over the entire circumference of the mandrel.

계속해서, 상기 소재 가이드 장치부(400)는 상기 맨드렐(300)의 일단부 측에 구비되며, 크릴대(10)에서 공급되는 필라멘트 소재를 맨드렐(300)에 직교되는 방향으로 가이드하는 구성부로서, 상기 후방 구동 장치부(110)와 전방 종동 장치부(120) 사이에 구비되며, 상기 맨드렐(300)의 선형 이동 시 맨드렐(300)이 통과하는 관통부가 형성되는 가이드링 지지체(410), 및 상기 가이드링 지지체(410)에 복수 구비되며, 크릴대(10)에서 권출되어 공급되는 필라멘트 소재가 맨드렐(300)에 직교되는 방향으로 가이드하도록 단부에 링부가 형성되는 가이드링(420)을 포함한다.Subsequently, the material guide device 400 is provided on one end side of the mandrel 300 , and guides the filament material supplied from the creel stand 10 in a direction perpendicular to the mandrel 300 . As a part, it is provided between the rear drive unit 110 and the front follower unit 120, and a guide ring support ( 410), and a guide ring provided with a plurality of the guide ring support 410, a ring portion is formed at the end to guide the filament material unwound and supplied from the creel stand 10 in a direction perpendicular to the mandrel 300 ( 420).

다음으로, 상기 히팅 장치부(500)는 상기 소재 가이드 장치부(400)의 전방 측 및 후방 측 중 적어도 하나에 구비되어 상기 맨드렐(300)에 권선된 필라멘트 소재(맨드렐에 와인딩되어 적층된 필라멘트 소재)를 히팅하는 구성부로서, 상기 소재 가이드 장치부(400)의 전방 측 및/또는 후방 측 적어도 하나에 위치되는 히터 지지체(510), 및 상기 히터 지지체(510)에 구비되고, 중앙부에 상기 맨드렐(300)이 통과하는 관통부가 형성되어 전력 공급원으로부터의 전력을 공급받아 상기 맨드렐(400)을 간접 가열시키는 히터 부재(520)를 포함한다.Next, the heating device unit 500 is provided on at least one of the front side and the rear side of the material guide unit 400, and the filament material wound on the mandrel 300 (winding on the mandrel and stacked) As a component for heating the filament material), it is provided in the heater support 510, and the heater support 510 located on at least one of the front side and/or the rear side of the material guide device 400, and is provided in the central part. A through portion through which the mandrel 300 passes is formed and includes a heater member 520 that receives power from a power supply and indirectly heats the mandrel 400 .

상기 히터 부재(520)는 예를 들면 원통형 주물 히터로 구성될 수 있고, 카트리지 삽입형 히터로 구성될 수 있다.The heater member 520 may be configured as a cylindrical casting heater, for example, may be configured as a cartridge insertion type heater.

다음으로, 본 발명의 필라멘트 와이어 다축 와인딩 설비는, 상기 맨드렐(300)의 전후 선형 이동 범위 내에서 구비되며, 맨드렐(300)의 둘레를 회전하면서 맨드렐(300)에 필라멘트 소재를 그 맨드렐(300)의 길이방향과 크로스하는 방향으로 와인딩하도록 구성되는 크로스 와인딩 장치부(600)를 더 포함할 수 있다.Next, the filament wire multi-axis winding facility of the present invention is provided within the range of linear movement back and forth of the mandrel 300, and while rotating the circumference of the mandrel 300, the filament material is applied to the mandrel 300. It may further include a cross winding device unit 600 configured to be wound in a direction crossing the longitudinal direction of the reel 300 .

상기 크로스 와인딩 장치부(600)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 고정 지지 프레임(610)과, 상기 고정 지지 프레임(610)의 일측에 구비되는 구동 모터(620)와, 상기 고정 지지 프레임(610)에 회전 가능하게 결합되며 상기 구동 모터(620)의 구동력을 전달받아 회전하는 회전 프레임(630), 및 상기 회전 프레임(630)의 일면에 구비되며, 권선된 필라멘트 소재를 가이드하면서 권출하여 상기 회전 프레임(630)의 회전으로 상기 맨드렐(300)에 필라멘트 소재를 와인딩하는 소재 권출-가이드 수단(640)을 포함한다.As shown in FIG. 6 , the cross winding device unit 600 includes a fixed support frame 610 , a driving motor 620 provided on one side of the fixed support frame 610 , and the fixed support frame 610 . A rotating frame 630 that is rotatably coupled to and rotates by receiving the driving force of the driving motor 620, and is provided on one surface of the rotating frame 630, and is unwound while guiding the wound filament material to the rotating frame It includes a material unwinding-guide means 640 for winding the filament material on the mandrel 300 by rotation of 630 .

상기 고정 지지 프레임(610)에는 회전 프레임(630)을 회전 가능하게 지지하는 회전 지지 롤러(611)가 구비된다. 도면에서 회전 지지 롤러(611)는 회전 프레임(630)의 가장자리를 구름 지지하게 회전 방향으로 복수 구비된 경우를 나타내고 있다.The fixed support frame 610 is provided with a rotation support roller 611 for rotatably supporting the rotation frame 630 . In the drawing, a plurality of rotation support rollers 611 are provided in a rotation direction to support the edge of the rotation frame 630 in a rolling manner.

상기 소재 권출-가이드 수단(640)은 필라멘트 소재가 권선된 보빈이 장착되는 장착부(641), 및 상기 장착부(641)와 평행하게 구비되어 필라멘트 소재를 가이드하는 하나 이상의 가이드 롤러(642)를 포함한다.The material unwinding-guide means 640 includes a mounting portion 641 on which a bobbin wound with a filament material is mounted, and one or more guide rollers 642 provided in parallel with the mounting portion 641 to guide the filament material. .

상기 소재 권출-가이드 수단(640)은 하나 이상으로 구성될 수 있으며, 회전 방향으로 간격을 갖고 복수 구성되는 것이 바람직하다.The material unwinding-guide means 640 may be composed of one or more, it is preferable to have a plurality of intervals in the rotational direction.

상기와 같이 구성되는 크로스 와인딩 장치부(600)는 장착부(641)에 보빈이 장착된 상태에서 맨드렐(300)의 단부에 필라멘트 소재를 고정시킨 다음, 상기 맨드렐(300)의 둘레를 회전하면서 필라멘트 소재를 크로스(cross) 와인딩한다.The cross winding device unit 600 configured as described above fixes the filament material to the end of the mandrel 300 in a state in which the bobbin is mounted on the mounting unit 641 , and then rotates the circumference of the mandrel 300 . Cross winding the filament material.

상기 크로스 와인딩 장치부(600)의 회전 방향은 맨드렐(300)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하면서 와인딩하게 된다.The cross-winding device 600 is wound while rotating in a direction opposite to that of the mandrel 300 .

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 필라멘트 소재 다축 와인딩 방법 및 다축 와인딩 설비에 의하면, 탄소 섬유 및 아라미드 섬유 등의 필라멘트 소재를 하나의 와인딩 설비를 이용하여 와인딩하고자 하는 각도로 용이하게 와인딩할 수 있고, 필라멘트 소재를 하나의 설비만을 이용하여 여러 방향의 와인딩 각도로 와인딩할 수 있어 최종 와인딩 제품의 물성을 현저히 증대시킬 수 있으며, 필라멘트 소재의 와인딩 각도를 용이하게 조정할 수 있어 최종 와인딩 제품의 물성에 대한 설계 자유도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.According to the multiaxial winding method and the multiaxial winding facility of the filament material according to the present invention as described above, the filament material such as carbon fiber and aramid fiber can be easily wound at an angle to be wound by using a single winding facility, Filament material can be wound at multiple winding angles using only one facility, so the physical properties of the final winding product can be significantly increased, and the winding angle of the filament material can be easily adjusted. There is an advantage that the degree of freedom can be improved.

본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments described in this specification and the accompanying drawings are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Therefore, since the embodiments disclosed in the present specification are for explanation rather than limitation of the technical spirit of the present invention, it is obvious that the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. Modifications and specific embodiments that can be easily inferred by those skilled in the art within the scope of the technical idea included in the specification and drawings of the present invention should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

10: 크릴대
100: 전후 선형이동 구동 장치부
110: 후방 구동 장치부
111: 후방 구동 테이블
112: 구동 모터
113: 구동 가이드 수단
114: 척 수단
120: 전방 종동 장치부
121: 전방 종동 테이블
122: 구름 롤러
123: 가이드 레일
124: 베어링형 지지 결합 부재
200: 회전 구동 장치부
300: 맨드렐
310: 회전 샤프트부
320: 맨드렐부
330: 돌기부
400: 소재 가이드 장치부
410: 가이드링 지지체
420: 가이드링
500: 히팅 장치부
510: 히팅 지지체
520: 히터 부재
600: 크로스 와인딩 장치부
610: 고정 지지 프레임
611: 회전 지지 롤러
620: 구동 모터
630: 회전 프레임
640: 소재 권출-가이드 수단
641: 장착부
642: 가이드 롤러
10: Krill
100: front and rear linear movement drive unit
110: rear drive unit
111: rear drive table
112: drive motor
113: drive guide means
114: chuck means
120: front follower unit
121: front driven table
122: rolling roller
123: guide rail
124: bearing type support coupling member
200: rotation drive unit
300: mandrel
310: rotation shaft unit
320: mandrel part
330: protrusion
400: material guide device unit
410: guide ring support
420: guide ring
500: heating device unit
510: heating support
520: heater member
600: cross winding device unit
610: fixed support frame
611: rotation support roller
620: drive motor
630: rotating frame
640: material unwinding-guide means
641: mounting part
642: guide roller

Claims (9)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 크릴대의 공급 방향 측에 설비되어 필라멘트 소재를 와인딩하기 위한 필라멘트 소재 다축 와인딩 설비로서,
전진 및 후진 선형 이동 가능하게 구성되는 전후 선형이동 구동 장치부;
상기 전후 선형이동 구동 장치부에 구비되는 회전 구동 장치부;
양단부가 상기 전후 선형이동 장치부에 탈장착 가능하게 구비되며, 상기 회전 구동 장치부에 의해 회전 구동하는 맨드렐;
상기 맨드렐의 일단부 측에 구비되며, 크릴대에서 공급되는 필라멘트 소재를 맨드렐에 직교되는 방향으로 가이드하는 소재 가이드 장치부; 및
상기 소재 가이드 장치부의 전방 측 및 후방 측 중 적어도 하나에 구비되고, 상기 맨드렐이 통과 가능하게 구성되는 히팅 장치부;를 포함하고,
상기 전후 선형이동 구동 장치부는 후방 구동 장치부 및 전방 종동 장치부를 포함하고,
상기 후방 구동 장치부는 후방 구동 테이블과, 상기 후방 구동 테이블에 구비되는 구동 모터와, 상기 구동 모터의 구동력을 전달받아 후방 구동 테이블이 전후 선형 이동되도록 하는 구동 가이드 수단, 및 상기 후방 구동 테이블의 상면에 구비되어 맨드렐의 타단부가 착탈 가능하게 결합되는 척 수단을 포함하고,
상기 후방 구동 장치부는 전방 종동 테이블과, 상기 전방 종동 테이블의 하면에 구비되는 구름 롤러와, 상기 구름 롤러가 가이드되는 가이드 레일, 및 상기 전방 종동 테이블의 상면에 구비되어 맨드렐의 일단부를 착탈 가능하고 회전 가능하게 지지하는 베어링형 지지 결합 부재를 포함하고,
상기 맨드렐은, 회전 샤프트부와, 상기 회전 샤프트부에서 소정 길이에 걸쳐 형성되되, 회전 샤프트부의 직경보다 상대적으로 큰 직경을 갖고 형성되는 맨드렐부, 및 상기 맨드렐부의 양단부에서 둘레 전장에 걸쳐 그 둘레 방향으로 간격을 갖고 돌출 형성되는 돌기부가 형성되고,
상기 소재 가이드 장치부는 상기 맨드렐의 선형 이동 시 맨드렐이 통과하는 관통부가 형성되는 가이드링 지지체, 및 상기 가이드링 지지체에 복수 구비되며, 크릴대에서 권출되어 공급되는 필라멘트 소재를 맨드렐에 직교되는 방향으로 가이드하도록 구성되는 가이드링을 포함하고,
상기 히팅 장치부는 히터 지지체, 및 상기 히터 지지체에 구비되고, 중앙부가 상기 맨드렐의 선형 이동 방향에 터널 형태로 형성되어 상기 맨드렐이 통과하는 관통부가 형성되는 히터 부재를 포함하고,
상기 맨드렐의 전후 선형 이동 범위 내에서 구비되며, 맨드렐의 둘레를 회전하면서 맨드렐에 필라멘트 소재를 그 맨드렐의 길이방향과 크로스하는 방향으로 와인딩하도록 구성되는 크로스 와인딩 장치부를 더 포함하여,
상기 전후 선형이동 구동 장치부에 상기 맨드렐을 장착하고, 상기 소재 가이드 장치부를 통해 크릴대에서 공급되는 필라멘트 소재를 맨드렐에 직교되는 방향으로 가이드하고 상기 맨드렐의 일단부에 고정시키고, 상기 회전 구동 장치부를 통해 맨드렐을 회전 구동시키고 상기 전후 선형이동 구동 장치부를 전진 및 후진 선형 이동시키면서 필라멘트 소재를 경사 와인딩한 다음, 상기 맨드렐의 둘레 전체에 걸쳐 맨드렐의 길이방향과 평행한 방향으로 필라멘트 소재를 배열하면서 평행배열 와인딩한 후, 상기 맨드렐에 와인딩 된 필라멘트 소재를 히팅하거나, 와인딩된 필라멘트 소재 위에 적층되는 접착 필름을 히팅하는 것으로 이루어지되, 상기 경사 와인딩은 상기 전후 선형이동 구동 장치부의 선형 이동 속도와 상기 회전 구동 장치부의 회전 속도를 조정하여 와인딩의 경사 각도를 조정하며, 상기 경사 와인딩 실행 이후, 또는 상기 경사 와인딩과 평행배열 와인딩이 소정 횟수 실행된 이후, 상기 맨드렐의 타단부에 필라멘트 소재를 고정시킨 다음, 상기 크로스 와인딩 장치부를 상기 맨드렐의 둘레로 회전시키면서 필라멘트 소재를 와인딩하는 크로스 와인딩을 실행하도록 이루어지며, 상기 히팅은 상기 터널 형태의 히팅 부재의 중앙부로 맨드렐이 통과되도록 하면서 간접 가열을 실행하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는
필라멘트 소재 다축 와인딩 설비.
As a filament material multi-axis winding facility installed on the supply direction side of the creel rod to wind the filament material,
Forward and backward linear movement drive unit configured to be movable forward and backward linearly;
a rotation driving unit provided in the front and rear linear movement driving unit;
a mandrel having both ends detachably provided in the front and rear linear movement unit, and rotationally driven by the rotation driving unit;
a material guide device provided on one end side of the mandrel and guiding the filament material supplied from the creel in a direction perpendicular to the mandrel; and
a heating device provided on at least one of a front side and a rear side of the material guide device, and configured to allow the mandrel to pass through;
The front and rear linear movement drive unit includes a rear drive unit and a front follower unit,
The rear drive unit includes a rear drive table, a drive motor provided in the rear drive table, a drive guide means for receiving the driving force of the drive motor to linearly move the rear drive table forward and backward, and a top surface of the rear drive table. It is provided and includes a chuck means to which the other end of the mandrel is detachably coupled,
The rear drive unit is provided on a front driven table, a rolling roller provided on a lower surface of the front driven table, a guide rail to which the rolling roller is guided, and an upper surface of the front driven table, so that one end of the mandrel is detachable and A bearing-type support coupling member for rotatably supporting,
The mandrel includes a rotating shaft part, a mandrel part formed over a predetermined length from the rotating shaft part and having a relatively larger diameter than that of the rotating shaft part, and both ends of the mandrel part over the entire circumference of the mandrel part. A protrusion is formed to protrude with a gap in the circumferential direction,
The material guide device part is provided with a plurality of guide ring support and a guide ring support in which a through part through which the mandrel passes when the mandrel is linearly moved, and the filament material unwound from the creel and supplied is perpendicular to the mandrel. a guiding ring configured to guide in the direction;
The heating device unit includes a heater support and a heater member provided on the heater support, the central part is formed in a tunnel shape in the linear movement direction of the mandrel, and a through part through which the mandrel passes is formed,
A cross winding device provided within the linear movement range of the mandrel back and forth and configured to wind the filament material on the mandrel in a direction that crosses the longitudinal direction of the mandrel while rotating around the mandrel further comprising:
Mounting the mandrel to the front and rear linear movement driving unit, guide the filament material supplied from the creel through the material guide unit in a direction perpendicular to the mandrel and fix it to one end of the mandrel, and the rotation The mandrel is rotationally driven through the driving device, and the filament material is obliquely wound while linearly moving the forward and backward linear movement driving device forward and backward. After parallel array winding while arranging the materials, heating the filament material wound on the mandrel, or heating an adhesive film laminated on the wound filament material, the inclined winding is a linear movement of the front and rear linear movement drive unit Adjusting the inclination angle of the winding by adjusting the moving speed and the rotational speed of the rotation drive unit, after the oblique winding is executed, or after the oblique winding and the parallel arrangement winding are performed a predetermined number of times, the filament at the other end of the mandrel After fixing the material, it is made to perform cross-winding of winding the filament material while rotating the cross-winding device part around the mandrel, and the heating is performed while allowing the mandrel to pass through the central portion of the tunnel-shaped heating member. characterized in that it is configured to carry out indirect heating
Filament material multi-axis winding equipment.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제4항에 있어서,
상기 크로스 와인딩 장치부는,
고정 지지 프레임;
상기 고정 지지 프레임의 일측에 구비되는 구동 모터;
상기 고정 지지 프레임에 회전 가능하게 결합되며 상기 구동 모터의 구동력을 전달받아 회전하는 회전 프레임; 및
상기 회전 프레임의 일면에 구비되며, 권선된 필라멘트 소재를 맨드렐로 가이드하면서 권출하여 상기 회전 프레임의 회전으로 상기 맨드렐에 필라멘트 소재를 와인딩하는 소재 권출-가이드 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는
필라멘트 소재 다축 와인딩 설비.
5. The method of claim 4,
The cross winding device unit,
fixed support frame;
a driving motor provided on one side of the fixed support frame;
a rotating frame that is rotatably coupled to the fixed support frame and rotates by receiving the driving force of the driving motor; and
It is provided on one surface of the rotating frame and unwinds the wound filament material while guiding the mandrel to wind the filament material on the mandrel by the rotation of the rotating frame - guide means; characterized in that it comprises a;
Filament material multi-axis winding equipment.
제8항에 있어서,
상기 고정 지지 프레임에 구비되어 상기 회전 프레임을 회전 가능하게 지지하는 회전 지지 롤러를 더 포함하며,
상기 소재 권출-가이드 수단은 필라멘트 소재가 권선된 보빈이 장착되는 장착부, 및 상기 장착부와 평행하게 구비되어 필라멘트 소재를 가이드하는 하나 이상의 가이드 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는
필라멘트 소재 다축 와인딩 설비.
9. The method of claim 8,
Further comprising a rotation support roller provided on the fixed support frame to rotatably support the rotation frame,
The material unwinding-guide means comprises a mounting portion on which a bobbin wound with a filament material is mounted, and one or more guide rollers provided in parallel with the mounting portion to guide the filament material.
Filament material multi-axis winding equipment.
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