KR102369172B1 - Composite material molding apparatus for aircraft - Google Patents

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Abstract

An aircraft composite material molding device for molding a composite material for aircraft by a vacuum assisted resin transfer molding (VARTM) process method according to the present invention comprises: a base on which a fabric molded into a composite material for aircraft is placed; a bagging film that surrounds the base and forms a molding space of a composite material for aircraft that is blocked from the outside; a resin supply part that is disposed on one side of the base to supply a resin impregnated into the fabric; a vacuum pump that is disposed on the other side of the base opposite to the resin supply part to form the molding space in a vacuum atmosphere; and a variable jig that is disposed on the upper part of the fabric along the longitudinal direction of the base between the resin supply part and the vacuum pump and whose thickness decreases in the direction of the vacuum pump from the resin supply part along the longitudinal direction of the base. Accordingly, process defects can be minimized.

Description

항공기용 복합재 성형 장치{COMPOSITE MATERIAL MOLDING APPARATUS FOR AIRCRAFT}COMPOSITE MATERIAL MOLDING APPARATUS FOR AIRCRAFT

본 발명은 항공기용 복합재 성형 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) 공정 방식으로 항공기용 복합재를 성형하는 항공기용 복합재 성형 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an aircraft composite material molding apparatus, and more particularly, to an aircraft composite material molding apparatus for molding an aircraft composite material by a VARTM (Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) process method.

복합재는 일반적으로 설계 형상에 따라 설계 형상에 대응되는 형상으로 복수 개의 패브릭과 같은 시트를 적층한 후, 다양한 성형법으로 성형된다. 예를 들어, AC 성형 방식은 패브릭에 열경화성 수지를 함침시킨 중간기재를 적층하여 가열 및 가압을 제공하는 오토클레이브 및 가열을 제공하는 오븐에서 수지를 경화시켜 성형한다. RTM 성형 방식은 AC 성형 방식 대비 성형 시간과 설비 투자비용을 절감한 것으로 세부적으로 RTM(Resing Transfer Molding) 및 VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) 성형 방식으로 구분된다. 기본적인 RTM 성형 방식은 금형 내에 적층한 연속 섬유를 넣은 후 금형을 타고 수지 주입구로 열경화성 수지를 주입하고 열을 더하는 것으로 탄소 섬유에 수지를 함침시켜 성형하는 방식이다. VARTM 성형 방식은 하형 금형 위에 적층한 섬유를 놓고 필름 등으로 봉인하여 진공 흡입 후 하형 금형에만 수지를 주입하고 열을 가하는 것으로 탄소 섬유에 수지를 함침시켜 성형하는 방식이다.A composite material is generally formed by laminating a plurality of sheets such as fabric in a shape corresponding to the design shape according to the design shape, and then forming the composite material by various molding methods. For example, in the AC molding method, an intermediate substrate impregnated with a thermosetting resin is laminated on a fabric, and the resin is cured in an autoclave that provides heating and pressurization and an oven that provides heating to be molded. The RTM molding method reduces molding time and equipment investment cost compared to the AC molding method. The basic RTM molding method is to put a continuous fiber laminated in a mold, ride a mold, inject a thermosetting resin through the resin inlet, and add heat. In the VARTM molding method, the laminated fibers are placed on the lower mold, sealed with a film, etc., vacuum sucked, and the resin is injected only into the lower mold and heat is applied.

여기서, 상술한 바와 같은 다양한 성형 방식으로 성형된 복합재는 금속 및 합성수지 대비 상대적으로 같거나 높은 강도를 가질 뿐만 아니라 가벼운 중량을 가짐에 따라 다양한 산업 분야에서 사용량이 증가하고 있다. 특히 항공 산업 분야는 높은 강도와 가벼운 중량이 요구됨에 따라 복합재의 사용량이 다른 산업보다 증가하고 있다. 항공기 산업 분야에서 항공기용 복합재는 회전익 항공기인 헬리콥터의 로터 블레이드 등에 사용되고, 고정익 항공기의 날개 등이 널리 사용되고 있다.Here, the composite material formed by various molding methods as described above has relatively the same or higher strength compared to metal and synthetic resin, as well as has a light weight, so the usage is increasing in various industrial fields. In particular, as the aviation industry requires high strength and light weight, the use of composites is increasing compared to other industries. In the aircraft industry, composite materials for aircraft are used for rotor blades of helicopters, which are rotary wing aircraft, and wings of fixed-wing aircraft are widely used.

한편, VARTM 공정 방식을 사용하여 항공기용 복합재(C)를 성형하는 항공기용 복합재 성형 장치(10)의 항공기용 복합재(C) 성형 방법은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 다음과 같다.On the other hand, the aircraft composite (C) molding method of the aircraft composite material molding apparatus 10 for molding the aircraft composite material (C) using the VARTM process method is as follows, as shown in FIGS. 1 to 3 .

첫째, 항공기용 복합재(C)로 성형되는 패브릭(S)을 베이스(11)에 적층 배치하고 패브릭(S)이 항공기용 복합재(C)로 성형되는 성형 공간을 형성하도록 베이스(11)의 양측에 필름과 같은 배깅(bagging)막(12)으로 둘러싸며, 수지 공급부(17) 및 진공 펌프(19)에 연결되는 주입구(13) 및 펌핑구(15)를 실런트 부재(16)로 밀봉한다. 둘째, 성형 공간은 펌핑구(15)에 연결된 진공 펌프(19)에 의해 펌핑되고, 베이스(11)의 일측의 주입구(13)를 통해 수지 공급부(17)의 수지를 주입하여 패브릭(S)에 수지를 함침 및 펌핑구(15)를 통해 패브릭(S)에 함침되지 않은 수지를 배출하여 수지 회수부(18)로 회수한다. 셋째, 성형 공간에 열을 제공하여 항공기용 복합재(C)를 성형한다.First, on both sides of the base 11 so that the fabric (S) molded into the aircraft composite (C) is laminated on the base 11 and the fabric (S) forms a molding space that is molded into the aircraft composite (C). It is surrounded by a bagging film 12 such as a film, and the injection port 13 and the pumping port 15 connected to the resin supply unit 17 and the vacuum pump 19 are sealed with a sealant member 16 . Second, the molding space is pumped by a vacuum pump 19 connected to the pumping port 15, and the resin of the resin supply unit 17 is injected through the injection port 13 on one side of the base 11 to the fabric (S). By discharging the resin that is not impregnated in the fabric (S) through the impregnation and pumping port (15) of the resin is recovered to the resin recovery unit (18). Third, heat is provided to the molding space to mold the aircraft composite (C).

그런데, 종래의 VARTM 공정 방식으로 항공기용 복합재(C)를 성형할 때, 주입구(13) 영역에 인접한 패브릭(S)에 제 1포스(force)(F1)가 가해지고 펌핑구(15) 영역에 인접한 패브릭(S)에 제 2포스(F2)가 가해진다. 주입구(13)의 영역과 펌핑구(15)의 영역에 각각 제 1포스(F1) 및 제 2포스(F2)가 가해지면 각각 상이한 제 1압력(P1) 및 제 2압력(P2)의 변화가 발생한다.By the way, when molding the composite material (C) for aircraft in the conventional VARTM process method, a first force (F1) is applied to the fabric (S) adjacent to the inlet 13 area and pumping port 15 in the area. A second force (F2) is applied to the adjacent fabric (S). When the first force (F1) and the second force (F2) are respectively applied to the region of the inlet 13 and the region of the pumping port 15, respectively, different first pressures P1 and second pressures P2 change Occurs.

그런데, 종래의 VARTM 공정 방식으로 항공기용 복합재(C)를 형성할 때, 수지가 공급되는 주입구(13) 영역 및 진공 펌프(19)가 연결되는 펌핑구(15) 영역에는 도 2에 도시된 바와 같이 제 1압력(P1) 및 제 2압력(P2)의 차이가 발생하고, 이에 따라 도 3에 도시된 바와 같이 주입구(13)에 인접한 항공기용 복합재(C)의 제 1두께(T1)와 펌핑구(15)에 인접한 항공기용 복합재(C)의 제 2두께(T2)의 성형 차이가 발생하는 문제점이 있다.By the way, when forming the composite material (C) for aircraft in the conventional VARTM process method, the injection port 13 area to which the resin is supplied and the pumping port 15 area to which the vacuum pump 19 is connected are as shown in FIG. As such, a difference between the first pressure P1 and the second pressure P2 occurs, and accordingly, as shown in FIG. 3 , the first thickness T1 of the aircraft composite C adjacent to the inlet 13 and pumping There is a problem in that the molding difference of the second thickness (T2) of the aircraft composite (C) adjacent to the sphere (15) occurs.

일본 공개특허공보 특개2013-208726: 탄소 섬유 강화 복합재료의 제조 방법Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-208726: Manufacturing method of carbon fiber reinforced composite material

본 발명의 목적은 VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) 공정 방식으로 항공기용 복합재를 성형할 때 수지 주입 영역과 배출 영역을 따라 성형되는 항공기용 복합재의 두께 편차 발생을 저지하는 항공기용 복합재 성형 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an aircraft composite molding device that prevents the occurrence of thickness deviation of the aircraft composite material molded along the resin injection region and the discharge region when molding the aircraft composite material in the VARTM (Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) process method will do

상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라 VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) 공정 방식으로 항공기용 복합재를 성형하는 항공기용 복합재 성형 장치에 있어서, 항공기용 복합재로 성형되는 패브릭(fabric)이 배치되는 베이스와, 상기 베이스를 둘러싸며 외부와 차단된 항공기용 복합재의 성형 공간을 형성하는 배깅(bagging)막과, 상기 베이스의 일측에 배치되어 상기 패브릭에 함침되는 수지를 공급하는 수지 공급부와, 상기 수지 공급부와 대향된 상기 베이스의 타측에 배치되어 상기 성형 공간을 진공 분위기로 형성하는 진공 펌프와, 상기 수지 공급부와 상기 진공 펌프 사이의 상기 베이스의 길이 방향을 따라 상기 패브릭 상부에 배치되며 상기 베이스의 길이 방향을 따라 상기 수지 공급부로부터 상기 진공 펌프 방향으로 두께가 감소하는 가변형 치공구를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기용 복합재 성형 장치에 의해 이루어진다.A means for solving the above problem is, in the aircraft composite material molding apparatus for molding the aircraft composite material by the VARTM (Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) process method according to the present invention, the base on which the fabric molded into the aircraft composite material is disposed And, a bagging film that surrounds the base and forms a molding space of the composite material for aircraft that is blocked from the outside, and a resin supply part disposed on one side of the base to supply a resin impregnated into the fabric, and the resin supply part a vacuum pump disposed on the other side of the base opposite to the vacuum pump to form the molding space in a vacuum atmosphere, and disposed on the fabric upper part along the longitudinal direction of the base between the resin supply part and the vacuum pump, the base in the longitudinal direction It is made by a composite molding apparatus for aircraft, characterized in that it includes a variable jig whose thickness is reduced in the direction of the vacuum pump from the resin supply part along the.

여기서, 상기 가변형 치공구는 상기 패브릭에 수지가 함침된 후 항공기용 복합재로 열 성형될 때, 상기 수지 공급부로부터 상기 진공 펌프 방향으로 상기 패브릭에 점진적으로 감소하는 압력을 제공할 수 있다.Here, when the deformable jig is thermoformed into an aircraft composite after the resin is impregnated in the fabric, it is possible to provide a gradually decreasing pressure to the fabric in the direction of the vacuum pump from the resin supply.

상기 가변형 치공구는 상기 수지 공급부와 상기 진공 펌프 사이의 상기 배깅막 내부의 압력 편차를 고려하여, 상기 패브릭의 길이 방향을 따라 상기 패브릭에 국소적으로 다른 압력을 제공할 수 있다.The variable jig may provide a different pressure locally to the fabric along the length direction of the fabric in consideration of the pressure deviation inside the bagging membrane between the resin supply unit and the vacuum pump.

상기 가변형 치공구는 상기 수지 공급부가 연결된 수지의 주입 영역의 압력이 상기 진공 펌프가 연결된 펌핑 영역의 압력보다 상대적으로 낮음에 따라 상기 펌핑 영역 대비 상기 주입 영역에 상대적으로 높은 하중을 제공하도록 상기 주입 영역으로부터 상기 펌핑 영역으로 두께가 점진적으로 감소할 수 있다.The variable jig is formed from the injection region to provide a relatively high load to the injection region compared to the pumping region as the pressure in the injection region of the resin connected to the resin supply is relatively lower than the pressure in the pumping region to which the vacuum pump is connected. A thickness of the pumping region may be gradually reduced.

상기 수지 공급부와 상기 진공 펌프 사이에 배치되어 상기 패브릭에 함침되지 않은 수지 회수 및 상기 진공 펌프로의 수지 유동을 차단하는 수지 회수부를 더 포함할 수 있다.It may further include a resin recovery part disposed between the resin supply part and the vacuum pump to block the resin flow to the vacuum pump and recover the resin not impregnated in the fabric.

상기 수지 공급부와 연결되는 상기 배깅막의 상기 주입 영역과 상기 진공 펌프와 연결되는 상기 배깅막의 상기 펌핑 영역에는 상기 성형 공간을 밀봉하는 실런트 부재가 배치될 수 있다.A sealant member for sealing the molding space may be disposed in the injection region of the bagging film connected to the resin supply unit and the pumping region of the bagging film connected to the vacuum pump.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명에 따른 항공기용 복합재 성형 장치의 효과는 가변형 치공구를 이용하여 VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) 공정 방식으로 항공기용 복합재를 성형할 때 수지가 주입되는 주입 영역과 성형 공간을 펌핌하는 펌핑 영역의 발생되는 압력 편차를 최소화할 수 있으므로, 전체적으로 균일한 두께를 갖는 항공기용 복합재를 성형하여 공정 불량을 최소화할 수 있다.The effect of the composite molding apparatus for aircraft according to the present invention is that when molding the composite material for aircraft in the VARTM (Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) process method using a variable jig, the injection area where the resin is injected and the pumping area for pumping the molding space Since it is possible to minimize the pressure deviation generated, it is possible to minimize process defects by molding an aircraft composite material having a uniform thickness as a whole.

도 1은 종래의 VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) 공정 방식으로 항공기용 복합재를 성형하는 항공기용 복합재 성형 장치의 개략 구성 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 종래의 항공기용 복합재 성형 장치의 길이에 따른 압력 변화 그래프,
도 3은 도 1에 도시된 종래의 항공기용 복합재 성형 장치에 의해 성형된 항공기용 복합재의 사시도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 VARTM 공정 방식으로 항공기용 복합재를 성형하는 항공기용 복합재 성형 장치의 개략 구성 단면도,
도 5는 도 4에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 항공기용 복합재 성형 장치의 길이에 따른 압력 변화 그래프,
도 6은 도 4에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 항공기용 복합재 성형 장치에 의해 성형된 항공기용 복합재의 사시도이다.1 is a schematic structural cross-sectional view of an aircraft composite molding apparatus for molding an aircraft composite material in a conventional VARTM (Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) process method;
Figure 2 is a pressure change graph according to the length of the conventional aircraft composite molding apparatus shown in Figure 1,
3 is a perspective view of a composite for an aircraft molded by the conventional composite molding apparatus for an aircraft shown in FIG. 1;
4 is a schematic structural cross-sectional view of an aircraft composite molding apparatus for molding an aircraft composite material in a VARTM process method according to an embodiment of the present invention;
5 is a pressure change graph according to the length of the composite molding apparatus for aircraft according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 4;
6 is a perspective view of a composite material for an aircraft molded by the apparatus for molding a composite material for an aircraft according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 4 .

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 항공기용 복합재 성형 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings for the aircraft composite molding apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

설명하기에 앞서, 본 발명의 실시 예에 따른 항공기용 복합재 성형 장치의 가변형 치공구의 형상은 본 발명의 도면에 도시된 형상에 한정되지 않고, 복합재의 길이 및 형상 등을 고려하여 설계 변경할 수 있음을 미리 밝혀둔다.Prior to the description, the shape of the variable jig of the composite molding apparatus for aircraft according to an embodiment of the present invention is not limited to the shape shown in the drawings of the present invention, and the design can be changed in consideration of the length and shape of the composite material. make it clear in advance

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 항공기용 복합재 성형 장치는 수지를 회수하는 수지 회수부가 베이스의 타측 방향에 연결된 펌핑구 상에 배치되어 있으나, 이에 한정되지 않고 수지 회수부를 제외할 수 있음도 미리 밝혀둔다.In addition, in the composite molding apparatus for aircraft according to an embodiment of the present invention, the resin recovery part for recovering the resin is disposed on the pumping port connected to the other side of the base, but the present invention is not limited thereto. put

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 VARTM 공정 방식으로 항공기용 복합재를 성형하는 항공기용 복합재 성형 장치의 개략 구성 단면도, 도 5는 도 4에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 항공기용 복합재 성형 장치의 길이에 따른 압력 변화 그래프, 그리고 도 6은 도 4에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 항공기용 복합재 성형 장치에 의해 성형된 항공기용 복합재의 사시도이다.Figure 4 is a schematic configuration cross-sectional view of a composite material molding apparatus for an aircraft for molding a composite material for an aircraft in a VARTM process method according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is an aircraft composite material molding apparatus according to the embodiment of the present invention shown in Figure 4 A graph of pressure change along the length of the , and FIG. 6 is a perspective view of a composite for an aircraft molded by the composite molding apparatus for an aircraft according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 4 .

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) 공정 방식으로 항공기 복합재(C)를 성형하는 항공기용 복합재 성형 장치(100)는 베이스(110), 배깅(bagging)막(120), 수지 공급부(170), 진공 펌프(190) 및 가변형 치공구(200)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 항공기용 복합재 성형 장치(100)는 주입구(130), ,펌핑구(150), 실런트 부재(160) 및 수지 회수부(180)를 더 포함한다.As shown in Figures 4 to 6, the aircraft composite molding apparatus 100 for molding the aircraft composite material (C) in the VARTM (Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) process method according to an embodiment of the present invention is the base 110 , a bagging film 120 , a resin supply unit 170 , a vacuum pump 190 , and a variable jig 200 . In addition, the composite molding apparatus 100 for aircraft according to an embodiment of the present invention further includes an injection port 130 , a pumping port 150 , a sealant member 160 , and a resin recovery unit 180 .

베이스(110)는 항공기용 복합재(C)로 성형되는 패브릭(fabric)(S)을 지지한다. 베이스(110)는 일측에 연결된 수지 공급부(170)로부터 공급된 수지가 베이스(110)의 타측에 연결된 수지 회수부(180)로 배출되도록 수지의 유로를 형성한다. 베이스(110) 일측의 주입구(130)로부터 공급된 수지는 베이스(110)를 따라 베이스(110) 타측의 수지 회수부가 연결된 펌핑구(150)로 배출됨과 함께 주입구(130)와 펌핑구(150) 사이에서 유동되는 수지는 베이스(110)에 지지된 패브릭(S)에 함침된다.The base 110 supports a fabric (S) that is molded into a composite material (C) for an aircraft. The base 110 forms a flow path of resin so that the resin supplied from the resin supply unit 170 connected to one side is discharged to the resin recovery unit 180 connected to the other side of the base 110 . The resin supplied from the injection port 130 on one side of the base 110 is discharged to the pumping port 150 connected to the resin recovery part on the other side of the base 110 along the base 110, and the injection port 130 and the pumping port 150. The resin flowing between is impregnated in the fabric (S) supported on the base (110).

배깅막(120)은 베이스(110)를 둘러싸며 외부와 차단된 항공기용 복합재(C)의 성형 공간을 형성한다. 배깅막(120)은 본 발명의 일 실시 예로서 필름으로 제작되나, 이에 한정되지 않고 외부와 성형 공간을 차단할 수 있는 다양한 막 재질이 사용될 수 있다.The bagging membrane 120 surrounds the base 110 and forms a molding space of the aircraft composite (C) blocked from the outside. The bagging membrane 120 is made of a film as an embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various membrane materials that can block the outside and the molding space may be used.

실런트 부재(160)는 수지 공급부(170)와 연결되는 배깅막(120)의 주입 영역과 진공 펌프(190)와 연결되는 배깅막(120)의 펌핑 영역에 배치되어 성형 공간을 밀봉한다. 구체적으로 실런트 부재(160)는 베이스(110)와 배깅막(120)에 의해 형성되는 성형 공간과 외부 공간을 상호 차단하도록 베이스(110)와 배깅막(120)을 상호 밀봉한다. 이때, 실런트 부재(160)는 주입구(130)와 펌핑구(150)가 배치되는 베이스(110)와 배깅막(120) 사이에서 성형 공간과 외부 공간을 상호 차단하도록 밀봉한다.The sealant member 160 is disposed in the injection region of the bagging film 120 connected to the resin supply unit 170 and the pumping region of the bagging film 120 connected to the vacuum pump 190 to seal the molding space. Specifically, the sealant member 160 seals the base 110 and the bagging film 120 to mutually block the molding space and the external space formed by the base 110 and the bagging film 120 . At this time, the sealant member 160 seals the molding space and the external space between the base 110 on which the injection hole 130 and the pumping hole 150 are disposed and the bagging film 120 .

수지 공급부(170)는 베이스(110)의 일측에 배치된다. 수지 공급부(170)는 베이스(110)와 배깅막(120)에 연결된 주입구(130)와 연결된다. 수지 공급부(170)는 주입구(130)를 통해 패브릭(S)에 함침되는 수지를 공급한다. 수지 공급부(170)는 최종적으로 성형 공간에서 성형되는 항공기용 복합재(C)의 종류에 따라 다양한 수지를 공급한다. 예를 들어, 수지 공급부(170)는 탄소섬유강화 열경화성 플라스틱(CFRTS) 또는 탄소섬유강화 열가소성 플라스틱(CFRTP) 등의 항공기용 복합재(C)에 대응되어 에폭시 수지 또는 PP, PA 등의 열가소성 수지를 공급한다.The resin supply unit 170 is disposed on one side of the base 110 . The resin supply unit 170 is connected to the injection hole 130 connected to the base 110 and the bagging membrane 120 . The resin supply unit 170 supplies the resin impregnated in the fabric (S) through the injection hole (130). The resin supply unit 170 supplies various resins according to the type of the composite material (C) for aircraft to be finally molded in the molding space. For example, the resin supply unit 170 corresponds to the composite material (C) for aircraft, such as carbon fiber reinforced thermosetting plastic (CFRTS) or carbon fiber reinforced thermoplastic plastic (CFRTP), and supplies a thermoplastic resin such as epoxy resin or PP, PA. do.

수지 회수부(180)는 주입구(130)에 대향된 베이스(110)의 타측에 형성된다. 수지 회수부(180)는 수지 공급부(170)로부터 공급된 수지의 일부를 회수한다. 상세하게 수지 회수부(180)는 수지 공급부(170)로부터 공급된 수지가 패브릭(S)에 함침될 때 패브릭(S)에 함침되지 않은 일부의 수지를 회수한다. 이때, 수지 회수부(180)로 회수되는 수지는 진공 펌프(19)의 작동 성능에 영향이 없도록 수지 회수부(180)의 바닥면에 수용된다.The resin recovery unit 180 is formed on the other side of the base 110 opposite the injection port 130 . The resin recovery unit 180 recovers a portion of the resin supplied from the resin supply unit 170 . In detail, the resin recovery unit 180 recovers a portion of the resin that is not impregnated in the fabric (S) when the resin supplied from the resin supply unit 170 is impregnated in the fabric (S). At this time, the resin recovered by the resin recovery unit 180 is accommodated in the bottom surface of the resin recovery unit 180 so as not to affect the operating performance of the vacuum pump 19 .

진공 펌프(190)는 수지 공급부(170)와 대향된 베이스(110)의 타측에 배치되어 배깅막(120)에 의해 형성된 성형 공간을 진공 분위기로 형성한다. 진공 펌프(190)는 주입구(130)와 대향된 베이스(110)의 타측에 배치된 펌핑구(150)에 연결된다. 여기서, 베이스(110)의 타측과 진공 펌프(190)를 연결하는 펌핑구(150) 상에는 수지 회수부(180)가 선택적으로 배치된다. 진공 펌프(190)가 연결되는 펌핑구(150)는 수지의 유동 방향을 따라 베이스(11)의 타측에 연결된다. 이렇게 베이스(11)의 타측과 진공 펌프(190)의 사이에 수지 회수부(180)가 펌핑구(150) 상에 배치됨에 따라 수지 공급부(170)로부터 공급되어 유동되는 수지가 진공 펌프(190)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.The vacuum pump 190 is disposed on the other side of the base 110 opposite to the resin supply unit 170 to form a molding space formed by the bagging film 120 in a vacuum atmosphere. The vacuum pump 190 is connected to the pumping port 150 disposed on the other side of the base 110 opposite the inlet 130 . Here, the resin recovery unit 180 is selectively disposed on the pumping port 150 connecting the other side of the base 110 and the vacuum pump 190 . The pumping port 150 to which the vacuum pump 190 is connected is connected to the other side of the base 11 along the flow direction of the resin. As the resin recovery unit 180 is disposed on the pumping port 150 between the other side of the base 11 and the vacuum pump 190 in this way, the resin supplied from the resin supply unit 170 and flowing is the vacuum pump 190 . can be prevented from entering.

마지막으로 가변형 치공구(200)는 수지 공급부(170)와 진공 펌프(190) 사이의 베이스(110)의 길이 방향을 따라 패브릭(S) 상부에 배치되며 베이스(110)의 길이 방향을 따라 수지 공급부(170)로부터 진공 펌프(190) 방향으로 두께가 감소하는 형상을 갖는다. 상세하게 가변형 치공구(200)는 수지 공급부(170)가 연결된 주입구(130)로부터 진공 펌프(190)가 연결된 펌핑구(150) 방향으로 수지의 유동 방향에 대해 점진적으로 두께가 감소하는 삼각 형상 또는 사다리꼴 형상을 갖는다.Finally, the variable jig 200 is disposed on the fabric S along the longitudinal direction of the base 110 between the resin supply unit 170 and the vacuum pump 190, and along the longitudinal direction of the base 110, the resin supply unit ( 170) has a shape in which the thickness decreases in the direction of the vacuum pump 190. In detail, the variable jig 200 is a triangular shape or trapezoid in which the thickness is gradually reduced with respect to the flow direction of the resin from the injection port 130 to which the resin supply unit 170 is connected to the pumping port 150 to which the vacuum pump 190 is connected. have a shape

가변형 치공구(200)는 패브릭(S)에 수지가 함침된 후 항공기용 복합재(C)로 열 성형될 때, 수지 공급부(170)로부터 진공 펌프(190) 방향으로 패브릭(S)에 점진적으로 감소하는 압력을 제공한다. 가변형 치공구(200)는 수지 공급부(170)와 진공 펌프(190) 사이의 배깅막(120) 내부의 압력 편차를 고려하여 패브릭(S)의 길이 방향을 따라 패브릭(S)에 국소적으로 다른 압력을 제공한다. 가변형 치공구(200)는 수지 공급부(170)가 연결된 수지의 주입 영역의 압력이 진공 펌프(190)가 연결된 펌핑 영역의 압력보다 상대적으로 낮음에 따라 펌핑 영역 대비 주입 영역에 상대적으로 높은 하중을 제공하도록 주입 영역으로부터 펌핑 영역으로 두께가 점진적으로 감소한다. 가변형 치공구(200)에 대한 상세한 설명은 이하에서 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 항공기용 복합재 성형 장치(100)의 작동 과정을 설명할 때 함께 하기로 한다.When the variable jig 200 is thermoformed into the aircraft composite (C) after the resin is impregnated in the fabric (S), the fabric (S) from the resin supply unit 170 to the vacuum pump 190 direction gradually decreases provide pressure. The variable jig 200 has a different pressure locally on the fabric S along the length direction of the fabric S in consideration of the pressure deviation inside the bagging membrane 120 between the resin supply unit 170 and the vacuum pump 190 . provides The variable jig 200 provides a relatively high load to the injection region compared to the pumping region as the pressure in the injection region of the resin to which the resin supply unit 170 is connected is relatively lower than the pressure in the pumping region to which the vacuum pump 190 is connected. The thickness gradually decreases from the injection region to the pumping region. A detailed description of the deformable jig 200 will be together when describing the operation process of the composite molding apparatus 100 for an aircraft according to an embodiment of the present invention with reference to FIGS. 5 and 6 below.

이러한 구성에 의해 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 항공기용 복합재 성형 장치(100)의 작동 과정은 다음과 같다.With this configuration, the operation process of the composite molding apparatus 100 for an aircraft according to an embodiment of the present invention with reference to FIGS. 4 to 6 is as follows.

도 4에 도시된 바와 같이, 베이스(110)의 상면에 항공기용 복합재(C)로 성형되는 패브릭(S)을 배치 및 가변형 치공구(200)를 패브릭(S)의 상부에 배치한다. 이때, 가변형 치공구(200)의 상대적으로 두꺼운 두께를 갖는 영역이 수지 공급부(170)가 연결되는 주입구(130)에 위치하고 상대적으로 얇은 두께를 갖는 영역이 진공 펌프(190)가 연결되는 펌핑구(150)에 위치하도록 배치한다. 패브릭(S)과 가변형 치공구(200)가 배치된 후 외부 공간에 대해 패브릭(S)과 가변형 치공구(200)를 차단하도록 베이스(110)를 배깅막으로 둘러싼다. 베이스(110) 일측의 주입구(130)에 수지 공급부(170)를 연결하고, 타측의 펌핑구(140)에 진공 펌프(190)를 연결한다. 그리고, 베이스(110)와 진공 펌프(190) 사이에 선택적으로 수지 회수부(180)를 배치하여 베이스(110)와 배깅막(120)에 의해 형성된 성형 공간을 진공 분위기로 형성할 때 수지가 진공 펌프(190)로 유동되는 것을 차단한다.As shown in Figure 4, the arrangement of the fabric (S) to be molded into the aircraft composite (C) on the upper surface of the base 110 and the variable jigs 200 are arranged on top of the fabric (S). At this time, the region having a relatively thick thickness of the variable jig 200 is located in the injection port 130 to which the resin supply unit 170 is connected, and the region having a relatively thin thickness is the pumping port 150 to which the vacuum pump 190 is connected. ) to be located. After the fabric (S) and the variable jigs 200 are disposed, the base 110 is surrounded by a bagging membrane to block the fabric (S) and the variable jigs 200 with respect to the external space. The resin supply unit 170 is connected to the injection port 130 on one side of the base 110 , and the vacuum pump 190 is connected to the pumping port 140 on the other side. In addition, when the resin recovery unit 180 is selectively disposed between the base 110 and the vacuum pump 190 to form a molding space formed by the base 110 and the bagging film 120 in a vacuum atmosphere, the resin is vacuum It blocks the flow to the pump 190 .

수지 공급부(170)로부터 주입구(130)를 통해 성형 공간으로 수지를 공급하면 베이스(110)를 따라 수지가 펌핑구(150) 방향으로 유동되면서 패브릭(S)에 수지가 함침된다. 이때, 패브릭(S)에 함침되지 않은 수지는 펌핑구(140) 상에 배치된 수지 회수부(180)로 회수된다.When the resin is supplied from the resin supply unit 170 to the molding space through the injection port 130 , the resin is impregnated into the fabric S while the resin flows along the base 110 in the pumping port 150 direction. At this time, the resin not impregnated in the fabric (S) is recovered to the resin recovery unit 180 disposed on the pumping port (140).

패브릭(S)에 수지가 함침된 후 성형 공간에 수지가 함침된 수지가 열 성형에 의해 항공기용 복합재(C)로 성형될 수 있도록 열을 제공한다. 성형 공간으로 제공된 열에 의해 항공기용 복합재(C)가 성형될 때, 가변형 치공구(200)는 주입구(130) 영역에 종래의 항공기용 복합재 성형 장치(10)와 달리 제 1포스(F1) 및 제 3포스(F3)를 제공하고 펌핑구(150) 영역에는 종래의 항공기용 복합재 성형 장치(10)와 같이 제 2포스(F2)를 제공한다.After the fabric (S) is impregnated with the resin, heat is provided so that the resin impregnated with the resin in the molding space can be molded into the aircraft composite (C) by thermoforming. When the aircraft composite (C) is molded by the heat provided to the molding space, the variable jig 200 is in the injection hole 130 region, unlike the conventional aircraft composite molding apparatus 10, the first force (F1) and the third A force (F3) is provided, and a second force (F2) is provided in the pumping port (150) region as in the conventional composite molding apparatus (10) for aircraft.

그러면, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 항공기용 복합재 성형 장치(100)는 가변형 치공구(200)에 의해 주입구(130) 영역과 펌핑구(150) 영역 사이의 압력 편차를 고려하여 각각 제 1포스(F1)와 제 3포스(F3) 및 제 2포스(F2)를 제공함에 따라 주입구(130) 영역과 펌핑구(150) 영역 사이의 압력은 균일하게 된다. 즉, 주입구(130) 영역에는 제 1압력(P1)과 제 3압력(P3)이 제공되고 펌핑구(150) 영역에는 제 2압력(P2)이 제공되어, 도 3에 도시된 바와 같이 종래의 항공기용 복합재(C)의 제 1두께(T1) 및 제 2두께(T2)의 두께 편차가 발생하는 것과 달리 본 발명의 실시 예에 따른 항공기용 복합재(C)의 제 1두께(T1) 및 제 2두께(T2)의 두께 편차는 발생되지 않는다.Then, as shown in FIG. 2 , the composite molding apparatus 100 for aircraft according to an embodiment of the present invention considers the pressure deviation between the injection port 130 area and the pumping port 150 area by the variable jig 200 . Thus, as the first force F1, the third force F3, and the second force F2 are provided, the pressure between the injection port 130 area and the pumping port 150 area becomes uniform. That is, the first pressure P1 and the third pressure P3 are provided to the inlet 130 region, and the second pressure P2 is provided to the pumping port 150 region, as shown in FIG. Unlike the thickness deviation of the first thickness (T1) and the second thickness (T2) of the aircraft composite (C), the first thickness (T1) and the second thickness (T1) of the aircraft composite (C) according to an embodiment of the present invention 2 The thickness deviation of the thickness T2 does not occur.

이에, 가변형 치공구를 이용하여 VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) 공정 방식으로 항공기용 복합재를 성형할 때 수지가 주입되는 주입 영역과 성형 공간을 펌핑하는 펌핑 영역의 발생되는 압력 편차를 최소화할 수 있으므로, 전체적으로 균일한 두께를 갖는 항공기용 복합재를 성형하여 공정 불량을 최소화할 수 있다.Therefore, when molding an aircraft composite material using the VARTM (Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) process method using a variable jig, it is possible to minimize the pressure difference generated between the injection area where the resin is injected and the pumping area where the molding space is pumped. It is possible to minimize process defects by molding an aircraft composite material having a uniform thickness as a whole.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can practice the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. can be understood as Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

100: 항공기용 복합재 성형 장치 110: 베이스
120: 배깅(bagging)막 130: 주입구
150: 펌핑구 160: 실런트 부재
170: 수지 공급부 190: 진공 펌프
200: 가변형 치공구100: aircraft composite molding device 110: base
120: bagging film 130: injection hole
150: pumping sphere 160: sealant member
170: resin supply 190: vacuum pump
200: variable jig

Claims (6)

VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) 공정 방식으로 항공기용 복합재를 성형하는 항공기용 복합재 성형 장치에 있어서,
항공기용 복합재로 성형되는 패브릭(fabric)이 배치되는 베이스와;
상기 베이스를 둘러싸며, 외부와 차단된 항공기용 복합재의 성형 공간을 형성하는 배깅(bagging)막과;
상기 베이스의 일측에 배치되어, 상기 패브릭에 함침되는 수지를 공급하는 수지 공급부와;
상기 수지 공급부와 대향된 상기 베이스의 타측에 배치되어, 상기 성형 공간을 진공 분위기로 형성하는 진공 펌프와;
상기 수지 공급부와 상기 진공 펌프 사이의 상기 베이스의 길이 방향을 따라 상기 패브릭 상부에 배치되며, 상기 베이스의 길이 방향을 따라 상기 수지 공급부로부터 상기 진공 펌프 방향으로 두께가 감소하는 가변형 치공구를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기용 복합재 성형 장치.
In the aircraft composite molding apparatus for molding the aircraft composite material by the VARTM (Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) process method,
a base on which a fabric (fabric) formed of a composite material for aircraft is disposed;
a bagging film surrounding the base and forming a molding space of the composite material for aircraft that is blocked from the outside;
a resin supply unit disposed on one side of the base and supplying a resin impregnated into the fabric;
a vacuum pump disposed on the other side of the base opposite to the resin supply unit to form the molding space in a vacuum atmosphere;
It is disposed on the upper part of the fabric along the longitudinal direction of the base between the resin supply part and the vacuum pump, and comprises a variable jig whose thickness decreases from the resin supply part to the vacuum pump direction along the longitudinal direction of the base. Composite molding device for aircraft.
 제 1항에 있어서,
상기 가변형 치공구는 상기 패브릭에 수지가 함침된 후 항공기용 복합재로 열 성형될 때, 상기 수지 공급부로부터 상기 진공 펌프 방향으로 상기 패브릭에 점진적으로 감소하는 압력을 제공하는 것을 특징으로 하는 항공기용 복합재 성형 장치.
The method of claim 1,
When the deformable jig is thermoformed into an aircraft composite after the resin is impregnated in the fabric, the aircraft composite molding apparatus, characterized in that it provides a pressure that is gradually reduced to the fabric in the direction of the vacuum pump from the resin supply part .
 제 1항에 있어서,
상기 가변형 치공구는 상기 수지 공급부와 상기 진공 펌프 사이의 상기 배깅막 내부의 압력 편차를 고려하여, 상기 패브릭의 길이 방향을 따라 상기 패브릭에 국소적으로 다른 압력을 제공하는 것을 특징으로 하는 항공기용 복합재 성형 장치.
The method of claim 1,
The variable jig in consideration of the pressure deviation inside the bagging membrane between the resin supply part and the vacuum pump, aircraft composite molding, characterized in that to provide a different pressure locally to the fabric along the length direction of the fabric Device.
 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
상기 가변형 치공구는 상기 수지 공급부가 연결된 수지의 주입 영역의 압력이 상기 진공 펌프가 연결된 펌핑 영역의 압력보다 상대적으로 낮음에 따라 상기 펌핑 영역 대비 상기 주입 영역에 상대적으로 높은 하중을 제공하도록 상기 주입 영역으로부터 상기 펌핑 영역으로 두께가 점진적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 항공기용 복합재 성형 장치.
4. The method according to claim 2 or 3,
The variable jig is formed from the injection region to provide a relatively high load to the injection region compared to the pumping region as the pressure in the injection region of the resin connected to the resin supply is relatively lower than the pressure in the pumping region to which the vacuum pump is connected. Composite molding apparatus for aircraft, characterized in that the thickness is gradually reduced to the pumping area.
 제 1항에 있어서,
상기 수지 공급부와 상기 진공 펌프 사이에 배치되어, 상기 패브릭에 함침되지 않은 수지 회수 및 상기 진공 펌프로의 수지 유동을 차단하는 수지 회수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기용 복합재 성형 장치.
The method of claim 1,
Arranged between the resin supply unit and the vacuum pump, aircraft composite molding apparatus, characterized in that it further comprises a resin recovery unit for blocking the resin flow to the vacuum pump and recovery of the resin not impregnated in the fabric.
 제 4항에 있어서,
상기 수지 공급부와 연결되는 상기 배깅막의 상기 주입 영역과 상기 진공 펌프와 연결되는 상기 배깅막의 상기 펌핑 영역에는 상기 성형 공간을 밀봉하는 실런트 부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 항공기용 복합재 성형 장치.5. The method of claim 4,
A sealant member for sealing the molding space is disposed in the injection region of the bagging film connected to the resin supply unit and the pumping region of the bagging film connected to the vacuum pump.
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