KR102405868B1 - FRP Flange manufactured by Infusion and Method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공성형공법을 이용한 FRP 플랜지 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 FRP 플랜지에 관한 것으로, 상기 수지 주입단계에서 금형 내부공간의 음압 상태를 소정 압력으로 일정하게 유지시키기 위해, 상기 메인배출구를 통해 배출되는 단위시간당 배출공기량과 상기 보조배출구를 통해 배출되는 단위시간당 배출공기량의 비율이 60~70% : 30~40% 비율을 유지시킴으로써 상기 감압단계와 수지 주입단계에서 상기 금형 내부공간에서 임의로 선택된 두 위치의 압력 편차를 최소화하면서 상기 수지주입구로 주입되는 수지가 상기 금형 내부공간의 몸체 성형용 공간 및 확장부 성형용 공간에 적층된 상기 제1 보강재와 제2 보강재 및 제3 보강재에 균일하게 함침되도록 하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for manufacturing an FRP flange using a vacuum forming method and to an FRP flange manufactured by this method, wherein in the resin injection step, in order to maintain a constant negative pressure state in the inner space of a mold at a predetermined pressure, the main outlet is The ratio of the amount of discharged air per unit time discharged through the auxiliary outlet and the amount of discharged air per unit time discharged through the auxiliary outlet is 60 to 70%: 30 to 40% by maintaining the ratio, arbitrarily selected in the mold inner space in the decompression step and the resin injection step While minimizing the pressure difference between the two positions, the resin injected into the resin inlet is uniformly impregnated into the first, second, and third reinforcing materials stacked in the space for forming the body and the space for forming the expansion part of the inner space of the mold. It is characterized in that it becomes possible.

Description

진공성형공법을 이용한 에프알피 플랜지 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 에프알피 플랜지{FRP Flange manufactured by Infusion and Method thereof}FRP flange manufacturing method using vacuum forming method and FRP flange manufactured by this method {FRP Flange manufactured by Infusion and Method thereof}

본 발명은 진공성형공법을 이용한 FRP 플랜지 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 FRP 플랜지에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an FRP flange using a vacuum forming method and to an FRP flange manufactured by the method.

FRP(Fiber-reinforced plastic)는 섬유로 강화한 플라스틱으로서, 일반적으로 반도체 공장 및 화학공장 등에서는 덕트 및 화학탱크가 사용되고 있으며, 유독가스 및 산배기 가스의 이송 덕트, 화학약품 저장탱크 등의 소재로 우수한 내식성을 갖는 FRP(Fiber Reinforced Plastics) 재질을 많이 이용하고 있다.FRP (Fiber-reinforced plastic) is a plastic reinforced with fibers. In general, ducts and chemical tanks are used in semiconductor factories and chemical factories, etc. FRP (Fiber Reinforced Plastics) material with corrosion resistance is widely used.

이러한 FRP 배관 또는 FRP 덕트를 시공하는 경우에, 두 배관의 끝단을 서로 연결하기 위해 FRP플랜지가 사용되고 있다. 배관 연결용 FRP 플랜지는 배관의 단부가 끼워지는 중공부를 구비한 몸체와, 상기 몸체부의 외경보다 확장된 단면을 갖는 확장부를 갖는다.In the case of constructing such an FRP pipe or FRP duct, an FRP flange is used to connect the ends of the two pipes to each other. The FRP flange for pipe connection has a body having a hollow part into which the end of the pipe is fitted, and an extension part having a cross section that is larger than the outer diameter of the body part.

지금까지 FRP플랜지의 성형가공은, 수작업에 의한 적층방식(hand lay-up process)에 의해 이루어져 오고 있다.Up to now, the forming and processing of FRP flanges has been made by hand lay-up process.

본 발명은, 기존의 FRP 성형 적층공법인 수작업 적층공법 등에 비해 우수한 품질의 제품 생산과 깨끗한 작업환경 제공 등의 특징을 갖고 있는 진공성형공법(infusion)에 의해 FRP플랜지를 성형하는 방법을 제안한다.The present invention proposes a method of forming a FRP flange by infusion, which has features such as production of superior quality products and provision of a clean working environment compared to the manual lamination method, which is a conventional FRP forming and lamination method.

진공성형공법은 작업 중인 성형제품이 대기에 노출되지 않는 닫힌 몰드 공법(Closed moulding method)의 하나로, Vacuum infusion(혹은 Bagging) 등으로도 불리고 있다. 진공성형공법의 원리는 도 1에 도시된 바와 같이, 외부 이형 처리된 몰드에 유리섬유 등의 강화재(Reinforcement material)를 배치하고 진공비닐을 덮고 진공펌프(Vacuum pump)를 연결하여 몰드에 진공을 걸어 몰드 내부의 압력을 낮추고, 진공펌프 반대편에 합성수지(Resin)를 연결하여 몰드 내의 기압차를 이용하여 합성수지를 몰드에 주입하는 것이다.The vacuum molding method is one of the closed molding methods in which the molded product in operation is not exposed to the atmosphere, and is also called vacuum infusion (or bagging). As shown in Fig. 1, the principle of the vacuum molding method is to place a reinforcement material such as glass fiber in the mold that has been subjected to external release treatment, cover the vacuum vinyl, connect a vacuum pump, and apply a vacuum to the mold. It lowers the pressure inside the mold, connects the synthetic resin to the opposite side of the vacuum pump, and injects the synthetic resin into the mold using the pressure difference in the mold.

일반적으로 진공성형공법(infusion)은 기존의 유리섬유 적층 성형공법인 수작업 성형공법에 비해, 다음과 같은 특징을 갖는다.In general, the vacuum forming method (infusion) has the following characteristics compared to the manual forming method, which is a conventional glass fiber laminate forming method.

첫째, 균등한 강도를 확보할 수 있다. 수작업 적층 공법은 작업자가 롤러를 이용하여 합성수지를 함침(Infusion) 시키면서 가압하여 강도를 유지하므로 작업자의 경험 및 숙련도에 따라 품질이 좌우된다. 하지만 진공성형공법은 진공펌프로 몰드(금형) 내부의 압력을 유지하기 때문에 균등한 강도를 낼 수 있다.First, it is possible to secure an even strength. In the manual lamination method, the worker uses a roller to impregnate the synthetic resin and pressurize it to maintain the strength, so the quality depends on the worker's experience and skill. However, the vacuum forming method maintains the pressure inside the mold (mold) with a vacuum pump, so it can achieve equal strength.

두번째, 미려한 표면마감이 가능해진다. 수작업 적층 공법은 몰드의 반대쪽 표면이 거칠게 나와 사상 작업을 거친 후 겔코트를 도포한다. 하지만 진공성형공법은 표면마감섬유(Peel ply) 또는 이형필름을 사용하여 몰드 반대쪽 표면을 마치 사상 작업을 한 것처럼 만들어 주기 때문에 사상 작업을 줄여주거나 생략할 수 있게 한다.Second, a beautiful surface finish is possible. In the manual lamination method, the surface of the opposite side of the mold is rough and the gel coat is applied after finishing. However, since the vacuum forming method uses a peel ply or a release film to make the surface opposite to the mold as if it has been polished, it is possible to reduce or omit the finishing operation.

세번째, 경량화 및 고강도 제품을 얻을 수 있다. 수작업 적층 공법은 수작업의 한계로 인해 합성수지와 섬유의 비율을 7 : 3 정도로 유지할 수밖에 없는 반면에, 진공성형공법은 합성수지와 유리섬유(보강재)의 비율을 3 : 7 정도까지 유지하더라도 합성수지가 섬유조직 내부에 골고루 함침이 가능하다. FRP 성형제품에서 합성수지 함유율이 낮으면 적층 판의 두께가 얇아지고 제품 중량이 가벼워지고, 또한 섬유의 비율이 높일 수 있으므로 인장강도와 굽힘 강도를 높일 수 있다.Third, light weight and high strength products can be obtained. The manual lamination method has no choice but to maintain the ratio of synthetic resin to fiber at around 7:3 due to the limitations of manual work, whereas in the vacuum forming method, even if the ratio of synthetic resin to glass fiber (reinforcing material) is maintained up to about 3:7, the synthetic resin has a fibrous tissue. It can be evenly impregnated inside. In FRP molded products, if the content of synthetic resin is low, the thickness of the laminate becomes thinner and the product weight becomes lighter. Also, since the ratio of fibers can be increased, tensile strength and flexural strength can be increased.

그러나, 진공성형공법은 합성수지를 주입하여 섬유강화재가 합성수지를 흡수하는 방식으로 함침이 진행되기 때문에, 섬유 강화재 내부에 공동(空洞)이 발생될 가능성이 높은 단점이 있다.However, since the vacuum molding method is impregnated in such a way that the synthetic resin is injected and the fiber reinforcement absorbs the synthetic resin, there is a high possibility that voids are generated inside the fiber reinforcement.

특히, 배관 연결용 FRP 플랜지는, 몸체의 외경보다 확장된 단면을 갖는 확장부(체결나사 삽입공이 방사상으로 여러 개가 형성된 날개부분)가 배관 단부가 끼워지는 중공부를 구비한 몸체에 대해 직각을 이루는 형상의 특성으로 인해, 수지주입구 및 에어배출구의 배치가 중요할 뿐만 아니라, 섬유 강화재(유리섬유)의 적층이 매우 중요하다.In particular, the FRP flange for pipe connection has a shape that is perpendicular to the body having a hollow part into which the pipe end is fitted, in which the expanded part (the wing part in which several fastening screw insertion holes are radially formed) having a cross section that is larger than the outer diameter of the body is perpendicular to the body. Due to the characteristics of the resin, not only the arrangement of the resin inlet and the air outlet is important, but also the lamination of the fiber reinforcement (glass fiber) is very important.

대한민국 특허등록 제10-2176913호Korean Patent Registration No. 10-2176913 대한민국 특허등록 제10-2325433호Korean Patent Registration No. 10-2325433 대한민국 특허등록 제10-2288285호Korean Patent Registration No. 10-2288285 대한민국 공개특허 제10-2020-0134525호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2020-0134525

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,The present invention has been devised to solve the above problems,

기존의 FRP 성형 적층공법인 수작업 적층공법에 비해 우수한 품질의 제품 생산과 깨끗한 작업환경 제공 등의 특징을 갖고 있는 진공성형공법(infusion)에 의해 FRP 플랜지를 성형하는 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.The purpose of this is to propose a method for forming FRP flanges by vacuum forming method (infusion), which has features such as production of superior quality products and provision of a clean working environment compared to the manual lamination method, which is the existing FRP forming lamination method.

또한 본 발명은, 몸체의 외경보다 확장된 단면을 갖는 확장부(체결나사 삽입공이 방사상으로 여러 개가 형성된 날개부분)가 배관 단부가 끼워지는 중공부를 구비한 몸체에 대해 직각을 이루는 플랜지의 형상적인 특성에 최적으로 부합하는 제조방법을 제안함으로써, 합성수지가 금형 내부공간에 주입되면서 섬유강화재에 흡수 및 함침되는 동안에 발생될 수 있는 섬유강화재 내부의 공동(空洞) 발생을 최소화할 수 있는 FRP 플랜지 제조방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention relates to the shape of a flange at a right angle to a body having a hollow part into which an extension part (a wing part having a plurality of fastening screw insertion holes formed in a radial direction) having a cross section wider than the outer diameter of the body is fitted with a pipe end. By proposing a manufacturing method optimally suitable for aims to propose.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 진공성형공법을 이용한 에프알피 플랜지 제조방법은,In order to achieve the above object, the FRP flange manufacturing method using the vacuum forming method according to the present invention,

배관의 단부가 끼워지는 중공부를 구비한 몸체와, 상기 몸체부의 외경보다 확장된 단면을 갖는 확장부를 갖는 배관 연결용 FRP 플랜지를 성형하는 방법에 있어서,In the method of forming an FRP flange for pipe connection, the body having a hollow part into which the end of the pipe is fitted, and an extension part having a cross-section wider than the outer diameter of the body part,

상기 확장부의 외부 테두리를 형성하는 외곽턱과, 상기 확장부의 하단면을 형성하는 바닥부를 구비한 제1 금형(110)을 설치하는 제1 금형 준비단계와; a first mold preparation step of installing a first mold 110 having an outer chin forming an outer rim of the extension part and a bottom part forming a lower end surface of the extension part;

상기 확장부의 단면형상에 대응하도록 제1 보강재를 재단 및 가공하여 상기 제1 금형 위에 적층하는 제1 보강재 적층단계와;a first reinforcing material stacking step of cutting and processing a first reinforcing material to correspond to the cross-sectional shape of the expanded portion and stacking the first reinforcing material on the first mold;

상기 몸체의 중공부를 형성하는 제2 금형을 상기 제1 금형의 바닥부 위에 안착시켜 설치하는 제2 금형 설치단계와;a second mold installation step of installing a second mold forming the hollow part of the body by seating it on the bottom of the first mold;

상기 제1 보강재의 상부면에 대해 수직한 상기 제2 금형의 외주면에 제2 보강재를 적층하는 제2 보강재 적층단계와;a second reinforcing material laminating step of laminating a second reinforcing material on an outer circumferential surface of the second mold perpendicular to the upper surface of the first reinforcing material;

직각으로 절곡된 제3 보강재를, 상기 제1 금형의 상부면에 적층된 제1 보강재와 상기 제2 금형의 외주면에 적층된 제2 보강재 위에 동시에 적층하는 제3 보강재 적층단계와;a third reinforcing material laminating step of simultaneously stacking a third reinforcing material bent at right angles on the first reinforcing material stacked on the upper surface of the first mold and the second reinforcing material stacked on the outer circumferential surface of the second mold;

상기 제1 금형의 외곽턱에 결합되고, 상기 확장부의 상면과 상기 몸체의 외면을 형성하는 제3 금형을 상기 제1 금형 및 상기 제2 금형과 결합하여 밀폐하는 금형 밀폐단계와;a mold sealing step of sealing a third mold coupled to the outer jaw of the first mold and forming an upper surface of the extension part and an outer surface of the body with the first mold and the second mold;

상기 제1 금형, 제2 금형, 제3 금형에 의해 형성되는 금형 내부공간과 합성수지용기를 연결하는 연결관로의 수지공급 밸브를 차단하고, 상기 금형 내부공간과 연통된 에어 배출구에 압축기를 연결하고 에어배출 밸브를 개방하여 상기 금형 내부공간의 압력을 낮추는 감압단계와;The resin supply valve of the connecting pipe connecting the synthetic resin container and the mold inner space formed by the first mold, the second mold, and the third mold is cut off, and the compressor is connected to the air outlet communicating with the mold inner space, and the air a decompression step of lowering the pressure in the inner space of the mold by opening the discharge valve;

상기 제1 금형, 제2 금형, 제3 금형에 의해 형성되는 금형 내부공간으로 연통된 수지주입구와 합성수지용기를 연결하는 연결관로의 수지공급 밸브를 개방하여, 상기 합성수지를 상기 수지주입구로 주입하는 주입단계와;Injecting the synthetic resin into the resin inlet by opening the resin supply valve of the connecting pipe connecting the synthetic resin container and the resin inlet communicating with the mold inner space formed by the first mold, the second mold, and the third mold step;

설정된 용량의 합성수지가 상기 금형 내부공간으로 주입되면, 상기 감압단계를 중지하고 상기 수지공급 밸브를 차단한 상태로, 약 1 ~ 2시간 동안을 유지하는 경화단계와;a curing step of stopping the decompression step and shutting off the resin supply valve when the set capacity of the synthetic resin is injected into the inner space of the mold, and maintaining it for about 1 to 2 hours;

상기 경화단계 완료 후에, 상기 제1 금형, 제2 금형, 제3 금형을 분리하여 제품을 탈형하는 탈형단계와;After completion of the curing step, a demolding step of separating the first mold, the second mold, and the third mold to demold the product;

상기 탈형된 제품의 가장자리를 가공처리하는 후처리단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a post-processing step of processing the edge of the demolded product.

특히, 상기 수지주입구는 상기 제3 금형의 수직방향 중심축선을 기준으로 방사상 위치에 등간격으로 이격된 위치의 상기 제3 금형에 형성되며,In particular, the resin inlet is formed in the third mold at a position spaced at equal intervals at a radial position with respect to the vertical central axis of the third mold,

상기 에어 배출구는, 상기 제 3금형의 수직방향 중심축선에 형성되는 메인배출구와, 상기 제1 금형의 수직방향 중심축선에 형성되는 보조배출구로 이루어지되, 상기 메인배출구를 통해 배출되는 단위시간당 배출공기량과 상기 보조배출구를 통해 배출되는 단위시간당 배출공기량의 비율이 60~70% : 30~40% 비율을 유지시킴으로써 상기 감압단계와 수지 주입단계에서 상기 금형 내부공간에서 임의로 선택된 두 위치의 압력 편차를 최소화하면서 상기 수지주입구로 주입되는 수지가 상기 금형 내부공간의 몸체 성형용 공간 및 확장부 성형용 공간에 적층된 상기 제1 보강재와 제2 보강재 및 제3 보강재에 균일하게 함침되도록 하는 것을 특징으로 한다.The air outlet, the main outlet formed on the vertical central axis of the third mold, and the auxiliary outlet formed on the vertical central axis of the first mold, the amount of air discharged per unit time discharged through the main outlet and the ratio of the amount of exhaust air per unit time discharged through the auxiliary outlet is maintained at a ratio of 60 to 70%: 30 to 40%, thereby minimizing the pressure difference between two positions arbitrarily selected in the inner space of the mold in the decompression step and the resin injection step It is characterized in that the resin injected into the resin injection port is uniformly impregnated with the first reinforcing material, the second reinforcing material and the third reinforcing material stacked in the space for forming the body and the space for forming the extension part of the inner space of the mold.

더 나아가, 본 발명은 상기 제2 금형의 상부면 또는 상기 제3 금형의 내부면 에는 상기 몸체부를 성형하는 금형 내부공간과 상기 메인배출구를 연통시키는 다수의 요홈이 방사상으로 형성되어, 상기 감압단계에서 상기 금형 내부공간의 공기가 상기 메인배출구로 배출되는 동안에 상기 금형 내부공간에서 임의로 선택되는 두 위치의 압력 편차를 최소화하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, in the present invention, a plurality of grooves communicating the inner space of the mold for molding the body and the main outlet are radially formed on the upper surface of the second mold or the inner surface of the third mold, in the decompression step It is characterized in that while the air in the inner space of the mold is discharged to the main outlet, the pressure difference between two positions arbitrarily selected in the inner space of the mold is minimized.

본 발명에서 해결하고자 하는 또다른 과제 및 이의 구체적인 해결수단은 후술하는 ‘발명을 실시하기 위한 구체적인 내용’ 및 첨부도면에서 더욱 구체적으로 설명될 것이다.Another problem to be solved in the present invention and specific solutions thereof will be described in more detail in the 'Specific Contents for Carrying Out the Invention' and accompanying drawings to be described later.

본 발명에 따른 FRP 플랜지 제조방법에 의해, 작업 인원을 최소화할 수 있다. 즉, 기존 수작업(핸드 레이업 프로세스)에서는 각각의 공정마다 최소 4~6명의 인원이 투입되었으나, 상기한 본 발명의 각 단계에서 2명의 작업인력 만으로도 FRP 플랜지 제조가 가능하므로, 약 50% 이상의 인건비 절감효과를 얻을 수 있다.By the FRP flange manufacturing method according to the present invention, it is possible to minimize the number of working people. That is, in the existing manual work (hand layup process), at least 4 to 6 people were input for each process, but in each step of the present invention, FRP flange manufacturing is possible with only two working people, so the labor cost of about 50% or more savings can be obtained.

그리고, 기존 수작업(핸드 레이업 프로세스)에서는 FRP 플랜지 1개를 제작하는 데에 최소 8시간(경화에 소요되는 최소 3시간 포함)이 걸렸으나, And, in the existing manual work (hand layup process), it took at least 8 hours (including at least 3 hours for hardening) to produce one FRP flange.

본 발명에 따른 제조방법에 의해서는 동일 크기의 FRP 플랜지 1개를 제작하는 데에 최대 3시간(경화에 소요되는 최소 1시간 포함)의 작업시간이 걸리므로, 약 3배의 생산성을 높일 수 있다.According to the manufacturing method according to the present invention, it takes up to 3 hours (including at least 1 hour for hardening) to manufacture one FRP flange of the same size, so productivity can be increased by about 3 times .

나아가, 기존 수작업(핸드 레이업 프로세스)에서는 초프트 스트랜드 매트를 수지에 적셔 Mould에 감싸면서 FRP플랜지를 성형하게 되므로, 작업자에 따라 제품의 표면 두께가 일정치 않아, 성형제품의 두께를 일정하게 연마하는 '표면 후가공작업'이 필요하였으나, 본 발명에 따른 제조방법으로는 금형 내부공간으로 수지가 주입되어 금형 내부공간의 형태로 일정한 두께의 제품을 얻을 수 있으므로, 후가공에 필요한 시간을 대폭 감축할 수 있다.Furthermore, in the existing manual work (hand layup process), the Choft Strand Mat is wetted with resin and wrapped around the mold to form the FRP flange. 'Surface post-processing' was required, but with the manufacturing method according to the present invention, resin is injected into the inner space of the mold to obtain a product of a certain thickness in the form of the inner space of the mold, so the time required for post-processing can be greatly reduced. have.

그리고, 기존 수작업 시에는 제품의 크기가 커짐에 따라 초프트 스트랜드 매트의 적층 시간과 경화 시간 등이 크게 늘어났었으나, 본 발명에 따른 제조방법으로는 다양한 크기의 금형을 준비해야 하는 준비기간 및 금형 비용이 요구되기는 하지만, 금형 준비 완료 후에는 초프트드 스트랜드 매트의 적층 시간과 수지 주입 시간 등에 소폭의 소요시간 증가만으로도 대형의 제품생산이 가능하다.And, in the case of the existing manual work, the lamination time and curing time of the chop strand mat were greatly increased as the size of the product increased. Although cost is required, after the mold preparation is completed, large-scale production is possible with only a slight increase in the time required for lamination of the chopped strand mat and time for resin injection.

또한, 본 발명에 따른 진공성형공법을 이용한 에프알피 플랜지 제조방법은, 몸체의 외경보다 확장된 외경을 갖는 확장부(체결나사 삽입공이 방사상으로 여러 개가 형성되는 날개부분)가 배관 단부가 끼워지는 중공부를 구비한 몸체에 대해 직각을 이루는 플랜지의 형상적인 특성을 고려하여, 직각으로 절곡된 절곡부를 구비한 제3 보강재를, 상기 제1 보강재의 상부면에 적층된 제1 보강재와 상기 제2 금형의 외주면에 적층된 제2 보강재 위에 동시에 적층시킴으로써 확장부와 몸체의 연결부위의 강도를 향상시키고, In addition, the FRP flange manufacturing method using the vacuum forming method according to the present invention is a hollow in which the end of the pipe is fitted with an extension (a wing portion in which a plurality of fastening screw insertion holes are formed radially) having an outer diameter that is larger than the outer diameter of the body. Considering the shape characteristics of the flange forming a right angle with respect to the body having the portion, a third reinforcing material having a bent portion bent at a right angle, the first reinforcing material stacked on the upper surface of the first reinforcing material and the second mold By laminating at the same time on the second reinforcing material laminated on the outer circumferential surface, the strength of the connection part of the extension part and the body is improved,

나아가 확장부가 몸체에 대해 직각을 이루는 플랜지의 성형과정에서 수지가불균일하게 함침됨에 의해 발생될 수 있는 공동(空洞)을 최소화하기 위해, 상기 금형 내부공간의 공기를 배출하는 감압단계에서 메인배출구와 별개로 복수개의 보조배출구를 더 형성하고, 상기 메인배출구를 통해 배출되는 단위시간당 배출공기량과 상기 보조배출구를 통해 배출되는 단위시간당 배출공기량을 60~70% : 30~40% 비율을 갖도록 함으로써, 상기 감압단계와 수지 주입단계에서 상기 금형 내부공간에서 임의로 선택된 두 위치의 압력 편차를 최소화하면서 주입되는 수지가 보강재에 균일하게 함침되므로 고품질의 FRP 플랜지를 생산할 수 있다.Furthermore, in the decompression step of discharging air from the inner space of the mold, separate from the main outlet in order to minimize voids that may be caused by non-uniformly impregnated resin in the molding process of the flange in which the extension is perpendicular to the body. to further form a plurality of auxiliary outlets, and to have a ratio of 60 to 70%: 30 to 40% of the amount of exhaust air discharged per unit time through the main outlet and the amount of air discharged per unit time discharged through the auxiliary outlet, thereby reducing the pressure In the step and the resin injection step, the reinforcing material is uniformly impregnated with the injected resin while minimizing the pressure difference between the two positions arbitrarily selected in the inner space of the mold, so that a high-quality FRP flange can be produced.

본 발명의 또다른 작용효과는 후술하는 ‘발명을 실시하기 위한 구체적인 내용’에서 더 자세하게 설명될 것이다.Another effect of the present invention will be described in more detail in the 'Specific details for carrying out the invention' to be described later.

도 1은 진공성형공법의 기본 원리를 설명하는 설명도
도 2는 진공성형공법에 의해 본 발명이 제작하고자 하는 FRP 플랜지 외형도
도 3은 본 발명에 따른 FRP 플랜지 제조방법의 실시예로서의 금형 사시도
도 4는 상기 도 3에 도시된 금형의 조립상태에서의 수직 단면도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 금형을 촬영한 사진
도 6은 본 발명에 따른 FRP 플랜지 제조방법에서 제1 보강재를 재단 및 가공하여 상기 제1 금형 위에 적층하는 제1 보강재 적층단계를 설명하는 사진
도 7은 제2 금형 설치단계를 촬영한 사진
도 8 및 도 9는 직각으로 절곡된 제3 보강재를, 상기 제1 금형 위에 적층된 제1 보강재와 상기 제2 금형의 외주면에 적층된 제2 보강재 위에 동시에 적층하는 제3 보강재 적층단계를 설명하는 사진
도 10은 제2 보강재(52) 적층단계와 제3 보강재(53) 적층단계를 번갈아서 여러번 반복하는 작업단계를 설명하는 사진
도 11은 금형 밀폐단계를 설명하는 사진
도 12는 금형 내부공간을 감압하면서 합성수지를 수지주입구로 주입하는 주입단계를 설명하는 사진
1 is an explanatory diagram illustrating the basic principle of a vacuum forming method;
2 is an external view of the FRP flange to be manufactured by the present invention by the vacuum forming method.
3 is a perspective view of a mold as an embodiment of the FRP flange manufacturing method according to the present invention;
4 is a vertical cross-sectional view in the assembled state of the mold shown in FIG. 3;
5 is a photograph of a first mold according to an embodiment of the present invention;
6 is a photograph illustrating the step of stacking the first reinforcement material by cutting and processing the first reinforcement material in the FRP flange manufacturing method according to the present invention and stacking it on the first mold;
7 is a photograph taken of the second mold installation step;
8 and 9 are a third reinforcing material stacking step in which a third reinforcing material bent at a right angle is simultaneously laminated on the first reinforcing material stacked on the first mold and on the second reinforcing material stacked on the outer circumferential surface of the second mold. Photo
10 is a photograph illustrating a working step of alternately repeating the step of stacking the second reinforcing material 52 and the step of stacking the third reinforcing material 53 several times.
11 is a photo explaining the mold sealing step
12 is a photograph illustrating the injection step of injecting the synthetic resin into the resin injection port while depressurizing the mold inner space;

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various forms, implementation examples (態樣, aspects) (or embodiments) will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.In addition, in each drawing, components are expressed in exaggeratedly large (or thick), small (or thin) or simplified in size or thickness in consideration of convenience of understanding, but the protection scope of the present invention is limited by this. it shouldn't be

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terminology used herein is only used to describe a specific embodiment (aspect, aspect, aspect) (or embodiment), and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, ~포함한다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present application, terms such as ~ comprises ~ or ~ consists of 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 is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.~1~, ~2~, etc. described in the present specification are only to be referred to in order to distinguish that they are different components, and are not limited to the order of manufacture, and their names in the detailed description and claims of the invention are may not match.

본 발명에 따른 FRP 플랜지 제조방법을 첨부도면과 함께 설명함에 있어서, 편의를 위하여 대략의 방향 기준을 도 2를 참고하여 특정하면, In describing the FRP flange manufacturing method according to the present invention together with the accompanying drawings, if the approximate direction reference is specified with reference to FIG. 2 for convenience,

몸체(11)의 내부 중공부(12) 중심축선(z)의 방향을 ‘상하방향’으로 정의하고, 상기 중심축선(z)에서 멀어지는 방향을 '외측' 또는 바깥방향으로, 그 반대의 방향을 '내측' 또는 안쪽방향으로 지칭한다. 그리고 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.The direction of the central axis (z) of the inner hollow part 12 of the body 11 is defined as the 'up and down direction', and the direction away from the central axis (z) is 'outward' or outward, and the opposite direction is defined as the direction away from the central axis (z). referred to as 'medially' or medially. And in the detailed description and claims of the invention related to other drawings, unless otherwise specified, directions are specified and described according to this standard.

이하에서는 본 발명에 따른 진공성형공법을 이용한 에프알피 플랜지 제조방법에 대해, 바람직한 실시예를 중심으로 도시된 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the FRP flange manufacturing method using the vacuum forming method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, mainly showing preferred embodiments.

먼저, 도 2는 본 발명에 따른 진공성형공법을 이용한 에프알피 플랜지 제조방법에 의해 제조되는 FRP 플랜지 제품의 개략적인 외형을 도시한 것이다. 도 2에는 원통형상을 갖는 FRP 플랜지가 도시되어 있으나, 사각형상의 FRP 플랜지 제조에도 본 발명에 따른 제조방법이 적용될 수 있음은 당연하다.First, Figure 2 shows a schematic external appearance of the FRP flange product manufactured by the FRP flange manufacturing method using the vacuum forming method according to the present invention. Although FIG. 2 shows an FRP flange having a cylindrical shape, it is natural that the manufacturing method according to the present invention can be applied to manufacturing a rectangular FRP flange.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진공성형공법을 이용한 에프알피 플랜지 제조방법에 의해 제조되는 FRP 플랜지(10)는, 배관의 단부가 끼워지는 중공부(12)를 구비한 몸체(11)와, 상기 몸체(11)의 외경보다 확장된 외경을 갖는 확장부(13)를 갖는다. 상기 몸체(11)와 상기 확장부(13)는 직각을 이룬다. 상기 확장부(13)에는 상기 중심축선(z)에서 일정하게 이격되고 방사상으로 다수 개의 체결공(17)이 형성된다. 그리고, 상기 확장부(13)의 내측방향으로는 돌출턱(15)이 형성된다. 상기 몸체(11)는 상하방향으로 일정한 두께를 가질 수도 있으나, 상기 확장부와 몸체와의 연결부에서의 강성 확보 및 탈형의 용이성 확보를 위해 확장부에서부터 상부쪽으로 올라갈수록 점진적으로 두께가 얇아지도록 구성하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 2 , the FRP flange 10 manufactured by the FRP flange manufacturing method using the vacuum forming method according to the present invention has a body 11 having a hollow part 12 into which the end of the pipe is fitted. ) and an extension 13 having an outer diameter that is larger than the outer diameter of the body 11 . The body 11 and the extension 13 form a right angle. A plurality of fastening holes 17 are formed in the extension part 13 at regular intervals from the central axis line z and radially. In addition, a protruding jaw 15 is formed in the inner direction of the extension part 13 . The body 11 may have a constant thickness in the vertical direction, but in order to secure rigidity at the connection part between the extension part and the body and to secure the ease of demolding, the thickness gradually decreases as it goes up from the extension part to the upper part. it is preferable

도 2에 도시된 예시와 같은 구조의 FRP 플랜지를 진공성형공법에 의해 제조하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 금형(110)과, 제2 금형(120) 그리고 제3 금형(130)으로 구성되는 몰드(금형)를 준비한다.In order to manufacture the FRP flange of the same structure as the example shown in FIG. 2 by the vacuum forming method, as shown in FIG. 3 , the first mold 110 , the second mold 120 and the third mold 130 . Prepare a mold (mold) consisting of

제1 금형(110)은 FRP플랜지의 확장부(13)를 성형하기 위한 금형으로서, 상기 확장부(13)의 바깥쪽 테두리를 형성하는 외곽턱(113)과, 상기 확장부의 하단면을 형성하는 바닥부(115)를 구비한다. 그리고, 상기 제1 금형(110)의 바닥부(115) 중앙에는, 상기 제1 금형(110)과, 제2 금형(120) 그리고 제3 금형(130)으로 구성되는 금형 내부공간으로부터 공기를 빼기 위한 보조배출구(112)가 더 구비된다. 도 3에서 도면부호 117은 다수 개의 체결공(17)을 성형하기 위해 상기 제1 금형(110)에 형성된 돌기를 도시한 것이다.The first mold 110 is a mold for molding the expanded portion 13 of the FRP flange, and an outer jaw 113 forming an outer rim of the expanded portion 13, and a lower end surface of the expanded portion A bottom portion 115 is provided. And, in the center of the bottom part 115 of the first mold 110 , the first mold 110 , the second mold 120 , and the third mold 130 , to remove air from the mold inner space. Auxiliary outlet 112 is further provided for. In FIG. 3 , reference numeral 117 denotes a protrusion formed on the first mold 110 to form a plurality of fastening holes 17 .

제2 금형(120)은 FRP 플랜지의 중공부(12)를 성형하기 위한 금형으로서, 상기 제2 금형의 상부면에는, 상기 제2 금형의 가장자리로부터 중앙을 향해 형성된 복수 개의 제1 요홈(122a)이 형성되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 제2 금형의 하부에는 도 2에 도시된 내측방향으로의 돌출턱(15)을 형성하기 위한 돌출턱성형부(125)를 구비한다. 상기 돌출턱성형부(125)는 상기 돌출턱(15)의 높이와 돌출량에 대응하는 높이와 외경을 갖는다. 그리고, 상기 돌출턱성형부(125) 밑면에는 상기 돌출턱성형부(125)의 가장자리로부터 중앙을 향해 형성된 복수 개의 제2 요홈(122b)이 형성된다. The second mold 120 is a mold for molding the hollow portion 12 of the FRP flange, and on the upper surface of the second mold, a plurality of first grooves 122a formed from the edge of the second mold toward the center. It is preferred that this is formed. And a protruding jaw forming part 125 for forming the protruding jaw 15 in the inward direction shown in FIG. 2 is provided at the lower portion of the second mold. The protruding jaw forming part 125 has a height and an outer diameter corresponding to the height and protrusion amount of the protruding jaw 15 . In addition, a plurality of second concave grooves 122b formed from the edge of the protruding chin forming part 125 toward the center are formed on the lower surface of the protruding chin forming part 125 .

제3 금형(130)은 상기 제1 금형(110)의 외곽턱에 결합되어 상기 확장부(13)의 상면을 성형하는 날개부(131)와, 상기 몸체(11)의 외면을 형성하는 바디부(132)를 구비한다. 그리고, 상기 제3 금형(130)의 날개부(131)에는 상기 제1 금형(110)과, 제2 금형(120) 그리고 제3 금형(130)으로 구성되는 금형 내부공간으로 수지를 주입하기 위한 수지주입구(133)가 복수개 형성된다. 상기 복수 개의 수지주입구(133) 각각은 상기 중심축선(z)에 대해 동일한 거리에 위치하도록 구성되며, 등간격으로 이격 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 2개의 수지주입구(133)로 구성되는 경우, 두 수지주입구를 연결하는 가상선이 상기 중심축선(z)과 교차하도록, 대향 위치에 배치한다.The third mold 130 includes a wing part 131 coupled to the outer jaw of the first mold 110 to shape the upper surface of the extension part 13 , and a body part forming the outer surface of the body 11 . (132) is provided. In addition, the wing portion 131 of the third mold 130 is for injecting a resin into the mold inner space composed of the first mold 110 , the second mold 120 , and the third mold 130 . A plurality of resin injection holes 133 are formed. Each of the plurality of resin injection holes 133 is configured to be positioned at the same distance with respect to the central axis line z, and is preferably spaced apart from each other at equal intervals. For example, when it consists of two resin inlets 133, the imaginary line connecting the two resin inlets intersects the central axis line z, and is disposed at opposite positions.

그리고 상기 제3 금형(130)의 상부 중앙에는, 상기 제1 금형(110)과, 제2 금형(120) 그리고 제3 금형(130)으로 구성되는 금형 내부공간으로부터 공기를 빼기 위한 메인배출구(134)가 더 구비된다. 상기 메인배출구(134)는 상기한 수지주입구들(133)로부터 동일한 이격거리를 갖도록 하기 위해, 상기 제3 금형(130)의 중앙부 즉, 상기 중심축선(z) 상에 위치하는 것이 바람직하다.And in the upper center of the third mold 130, the first mold 110, the second mold 120, and the main outlet 134 for removing air from the mold inner space composed of the third mold 130. ) is further provided. The main outlet 134 is preferably located on the central portion of the third mold 130 , that is, on the central axis line z, in order to have the same separation distance from the resin inlets 133 .

도 4는 상기 도 3에 도시된 제1 금형(110), 제2 금형(120) 및 제3 금형(130)을 조립한 상태에서 수직 절단한 단면을 도시한 것이다.FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing the first mold 110, the second mold 120, and the third mold 130 shown in FIG. 3 in an assembled state.

도 4에 도시된 바와 같이, 금형 내부공간으로 주입되는 합성수지가 확장부(13)가 성형될 공간 내에 충진된 이후에 서서히 상부로 이동하면서 몸체가 성형될 공간 내에 충진되는데, 성형될 FRP플랜지 제품의 몸체 높이에 비해 상기 제2 금형(120) 및 제3 금형(130)의 높이가 약간 더 높도록 즉, 추가높이(H)를 갖도록 상기 제2 금형(120) 및 제3 금형(130)의 높이를 형성하는 것이 바람직하다. 이렇게 구성함으로써, 몸체의 상단부에 대한 간단한 후처리 가공만으로 정확하고 균일한 제품 성형이 가능하다.As shown in FIG. 4, after the synthetic resin injected into the mold inner space is filled in the space to be molded by the expansion part 13, it is gradually moved upward and filled in the space to be molded, the FRP flange product to be molded. The height of the second mold 120 and the third mold 130 so that the height of the second mold 120 and the third mold 130 is slightly higher than the body height, that is, to have an additional height H. It is preferable to form By configuring in this way, accurate and uniform product molding is possible only with simple post-processing of the upper end of the body.

지금까지 설명한 제1 금형(110), 제2 금형(120) 및 제3 금형(130)을 이용하여 진공성형공법에 의해 FRP 플랜지를 제조하는 방법에 대해 설명한다.A method of manufacturing the FRP flange by the vacuum forming method using the first mold 110 , the second mold 120 and the third mold 130 described so far will be described.

도 3 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 외곽턱(113)과 바닥부(115) 및 상기 바닥부의 중앙에 공기 빼기를 위한 보조배출구(112)를 구비한 제1 금형(110)을 준비한다(제1 금형 준비단계).3 or 5, prepare a first mold 110 having an outer jaw 113, a bottom part 115, and an auxiliary outlet 112 for venting air in the center of the bottom part ( 1st mold preparation step).

다음 단계로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 확장부의 단면형상에 대응하도록 제1 보강재(51)를 가공 및 재단하여 상기 제1 금형 위에 적층한다(제1 보강재 적층단계). 상기 제1 보강재로는 쵸프드 스트랜드 매트(Chopped Strand Mat)를 사용하며, 성형될 확장부의 넓이에 대응하는 크기로 재단하며, 상기 돌기(117)를 수용하기 위한 구멍을 가공한다. As a next step, as shown in FIG. 6 , the first reinforcing material 51 is processed and cut to correspond to the cross-sectional shape of the expanded part, and laminated on the first mold (first reinforcing material lamination step). A chopped strand mat is used as the first reinforcing material, and is cut to a size corresponding to the width of the extension to be formed, and a hole for accommodating the protrusion 117 is machined.

참고로 도 5 및 도 6은, 상기 제1 금형(110)과 제2 금형(120)이 서로 맞닿는 밀착 부위와, 상기 제1 금형(110)과 제3 금형(130)이 서로 맞닿는 밀착 부위에, 씰링부재를 각각 배치한 것을 촬영한 사진으로서, 상기 씰링부재는 생략될 수도 있으나, 후술하게 되는 감압단계에서의 금형 내부공간의 밀폐성능 향상을 위해 상기 씰링부재를 설치하는 것이 더 바람직하다.For reference, FIGS. 5 and 6 show a contact portion where the first mold 110 and the second mold 120 come into contact with each other, and a contact portion where the first mold 110 and the third mold 130 come into contact with each other. , as a photograph of each arrangement of the sealing member, the sealing member may be omitted, but it is more preferable to install the sealing member in order to improve sealing performance of the inner space of the mold in the depressurization step to be described later.

다음 단계로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 몸체의 중공부(12)를 성형하는 제2 금형(120)을 상기 제1 금형(110)의 바닥부 위에 안착시킨다(제2 금형 설치단계).As a next step, as shown in FIG. 7 , the second mold 120 for molding the hollow part 12 of the body is seated on the bottom of the first mold 110 (second mold installation step) .

그리고, 상기 제1 보강재(51)의 상부면에 대해 수직한 외주면을 구비한 상기 제2 금형의 외주면에 제2 보강재(52)를 적층한다(제2 보강재 적층단계). 상기 제2 보강재(52)는 직조 로빙 유리섬유(Woven Roving Glass Fiber)로 구성함으로써, 수지의 원할한 함침을 확보할 수 있다.Then, a second reinforcing material 52 is laminated on the outer circumferential surface of the second mold having an outer circumferential surface perpendicular to the upper surface of the first reinforcing material 51 (second reinforcing material lamination step). Since the second reinforcing material 52 is made of woven roving glass fiber, it is possible to ensure smooth impregnation of the resin.

진공성형공법에 있어서는, 섬유 보강재를 금형 내부에 적층 배치한 상태에서 진공 압력에 의해 합성수지를 흐르게 하여 섬유 보강재에 합성수지를 침투시키는 방식이므로, 합성수지의 점도와 더불어, 강화재의 간격률과 침투성이 매우 중요하다. 상기 제1 및 제2 보강재의 간격률은 섬유의 직조 간격 또는 섬유가닥 사이 간격을 말하며 보통 0.5 ~ 0.85 정도이다. 침투성은 섬유자체의 유체흐름 정도를 의미하는데, 본 발명에 따른 진공성형공법을 이용한 에프알피 플랜지 제조방법에서는 직조 로빙 유리섬유(Woven Roving Glass Fiber)를 제2 보강재(52)로 적용하였다.In the vacuum forming method, in a state in which the fiber reinforcement is laminated inside the mold, the synthetic resin flows by vacuum pressure to infiltrate the synthetic resin into the fiber reinforcement. do. The spacing ratio of the first and second reinforcing materials refers to the spacing between weaving fibers or fiber strands, and is usually about 0.5 to 0.85. Permeability refers to the degree of fluid flow of the fiber itself. In the FRP flange manufacturing method using the vacuum forming method according to the present invention, Woven Roving Glass Fiber was applied as the second reinforcing material 52 .

다음 단계는, 확장부(13)와 직각을 이루는 몸체(11)의 연결부위 강도를 향상시키기 위해, 제3 보강재(53)를 직각으로 절곡시킨 후에 수평한 면은 상기 제1 보강재(51)의 상부면에 적층시키고 수직한 면은 상기 제2 금형의 외주면에 적층된 제2 보강재(52) 위에 동시에 적층시킨다(제3 보강재 적층단계). 도 8 및 도 9는 제3 보강재(53)를 적층하는 '제3 보강재 적층단계'를 설명하는 사진이다. 상기 제3 보강재(53)는 상기 제2 보강재(52)에 비해 간격률과 침투성이 낮은 쵸프드 스트랜드 매트(Chopped Strand Mat)를 적용함으로써 확장부와 직각을 이루는 몸체의 연결 부위에서의 강도를 증대할 수 있다.In the next step, in order to improve the strength of the connection portion of the body 11 forming a right angle with the extension 13, after bending the third reinforcing material 53 at a right angle, the horizontal surface of the first reinforcing material 51 is It is laminated on the upper surface and the vertical surface is laminated simultaneously on the second reinforcing material 52 laminated on the outer circumferential surface of the second mold (third reinforcing material lamination step). 8 and 9 are photographs for explaining the 'third reinforcement material stacking step' of laminating the third reinforcement material 53 . The third reinforcing material 53 increases the strength at the connection portion of the body forming a right angle with the extension by applying a chopped strand mat having a lower gap rate and lower permeability than the second reinforcing material 52 . can do.

특히, 상기 확장부와 직각을 이루는 몸체의 연결 부위에서의 강성을 더욱 강화하기 위해 상기 제2 보강재(52) 적층단계와 제3 보강재(53) 적층단계를 번갈아서 여러번 반복하여, 성형될 FRP 플랜지의 두께에 대응하도록 보강재를 적층하는 것이 바람직하다. 도 10은 제2 보강재(52) 적층단계와 제3 보강재(53) 적층단계를 번갈아서 여러번 반복하는 작업단계를 설명하는 사진이다.In particular, in order to further strengthen the rigidity at the connection portion of the body forming a right angle with the extension, the step of stacking the second reinforcing material 52 and the step of stacking the third reinforcing material 53 are alternately repeated several times to form the FRP flange to be formed. It is preferable to laminate the reinforcing material to correspond to the thickness. 10 is a photograph illustrating a working step in which the second reinforcing material 52 stacking step and the third reinforcing material 53 stacking step are alternately repeated several times.

제1 보강재 적층단계, 제2 보강재 적층단계, 그리고 제3 보강재 적층단계가 완료되면, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 제3 금형(130)을 상기 제1 금형(110) 및 상기 제2 금형(120)과 결합하여 밀폐한다(금형 밀폐단계).When the first reinforcing material stacking step, the second reinforcing material stacking step, and the third reinforcing material stacking step are completed, the third mold 130 is placed in the first mold 110 and the second mold ( 120) and sealed (mold sealing step).

앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1 금형 준비단계 또는 상기 금형 밀폐단계에서는, 상기 제1 금형(110)과 제2 금형(120)이 서로 맞닿는 밀착 부위에 또는 상기 제1 금형(110)과 제3 금형(130)이 서로 맞닿는 밀착 부위에 씰링부재를 각각 배치하는 씰링부재 설치단계를 더 포함할 수도 있다.As described above, in the first mold preparation step or the mold sealing step, the first mold 110 and the second mold 120 are in close contact with each other or the first mold 110 and the third mold (130) may further include a sealing member installation step of disposing each sealing member in close contact with each other.

다음 단계는, 상기 제1 금형(110), 제2 금형(120), 제3 금형(130)에 의해 형성되는 금형 내부공간과 합성수지 저장용기를 서로 연결하는 연결관로의 수지공급 밸브(134)를 차단하고, 상기 금형 내부공간과 연통되어 금형 내부공간의 공기를 배출하기 위한 메인배출구(134)에 압축기를 연결하고 에어배출 밸브를 개방하여 상기 금형 내부공간의 압력을 낮춘다(감압단계). 상기 감압단계에서의 감압 정도는 성형될 제품의 크기와 보강재의 간격률과 침투성, 그리고 합성수지의 점도 등에 따라 조절하게 되는데, 본 발명에서는 쵸프드 스트랜드 매트(Chopped Strand Mat)를 제1 보강재(51) 및 제3 보강재(53)로 적용하고, 직조 로빙 유리섬유(Woven Roving Glass Fiber)를 제2 보강재로 채택하였으며, 250~450mPas의 점도를 갖는 합성수지를 적용한 실시예를 기준으로, 약 0.08 ~ 0.09 MPa의 음압을 형성함으로써 최적의 품질을 확보할 수 있음을 확인하였다.The next step is to connect the resin supply valve 134 of the connecting pipe connecting the mold inner space formed by the first mold 110 , the second mold 120 , and the third mold 130 and the synthetic resin storage container to each other. The compressor is connected to the main outlet 134 for discharging air from the inner space of the mold in communication with the inner space of the mold, and the air outlet valve is opened to lower the pressure in the inner space of the mold (pressure reducing step). The degree of decompression in the decompression step is adjusted according to the size of the product to be molded, the gap rate and permeability of the reinforcing material, and the viscosity of the synthetic resin. and a third reinforcing material 53, woven roving glass fiber as a second reinforcing material, and a synthetic resin having a viscosity of 250 to 450 mPas is applied. Based on the example, about 0.08 to 0.09 MPa It was confirmed that optimal quality can be secured by forming a sound pressure of

상기 감압단계에서 금형 내부공간 전체에 걸쳐 균일한 음압이 형성되도록 함과 동시에 감압과정에서 적층된 보강재의 흐트러짐 발생을 방지하기 위해, 본 발명에서는 상기 제 3금형(130)의 수직방향 중심축선에 메인배출구(134)를 형성하고, 상기 제1 금형(110)의 수직방향 중심축선에 보조배출구(112)를 추가로 더 구비하였다. 도 12는 금형 내부공간을 감압하면서 합성수지를 수지주입구로 주입하는 주입단계를 설명하는 사진으로서, 도 12의 도면부호 112a는 보조배출구(112)를 통해 공기를 배출하는 공기배출 호스이다.In the decompression step, in order to form a uniform negative pressure over the entire inner space of the mold and at the same time prevent the occurrence of disorder of the reinforcing materials stacked in the decompression process, in the present invention, the main axis in the vertical direction of the third mold 130 is An outlet 134 is formed, and an auxiliary outlet 112 is further provided on the vertical central axis of the first mold 110 . 12 is a photograph illustrating an injection step of injecting a synthetic resin into a resin inlet while depressurizing the inner space of the mold, and reference numeral 112a in FIG. 12 is an air exhaust hose for discharging air through the auxiliary outlet 112 .

그리고, 상기 제2 금형의 가장자리로부터 상기 메인배출구(134)를 향하여 형성되는 복수 개의 제1 요홈(122a)을 상기 제2 금형의 상부면에 형성하고, Then, a plurality of first grooves 122a formed from the edge of the second mold toward the main outlet 134 are formed on the upper surface of the second mold,

상기 제2 금형의 상기 돌출턱성형부(125) 밑면에도 상기 돌출턱성형부(125)의 가장자리로부터 상기 보조배출구(112)를 향하여 형성되는 복수 개의 제2 요홈(122b)을 형성함으로써, By forming a plurality of second concave grooves 122b formed toward the auxiliary outlet 112 from the edge of the protruding jaw forming part 125 also on the lower surface of the protruding jaw forming part 125 of the second mold,

금형 내부공간과 상기 메인배출구(134) 사이, 그리고 금형 내부공간과 상기 보조배출구(112) 사이의 공기 유로를 충분히 확보하는 것이 바람직하다.It is preferable to sufficiently secure an air flow path between the mold inner space and the main outlet 134 and between the mold inner space and the auxiliary outlet 112 .

상기 감압단계 이후에, 수지공급 밸브를 개방하여 수지주입구(133)를 통해 상기 제1 금형(110), 제2 금형(120) 및 제3 금형(130)에 의해 형성되는 금형 내부공간으로 합성수지를 주입한다(수지 주입단계). 이 단계에서 적용된 합성수지의 점도는 350mPas를 적용하여 실시하였다.After the decompression step, the resin supply valve is opened to inject the synthetic resin into the mold inner space formed by the first mold 110 , the second mold 120 and the third mold 130 through the resin injection port 133 . Inject (resin injection step). The viscosity of the synthetic resin applied in this step was carried out by applying 350 mPas.

상기 수지 주입단계에 있어서, 상기 수지주입구의 위치 설계가 매우 중요하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 수지주입구(133)는 상기 제3 금형의 수직방향 중심축선을 기준으로 방사상 위치에 등간격으로 이격된 위치에 형성시킴으로써, 금형 내부공간의 부압에 의해 수지가 몰드 내부로 주입되면서 보강재에 함침될 때에 일정하고 균일하게 함침되도록 한 것을 또 다른 특징으로 한다.In the resin injection step, the design of the position of the resin injection port is very important. In a preferred embodiment of the present invention, the resin inlet 133 is formed in a position spaced at equal intervals in a radial position based on the vertical central axis of the third mold, so that the resin is discharged by the negative pressure of the inner space of the mold. Another feature is that it is uniformly and uniformly impregnated when it is impregnated into the reinforcing material while being injected into the mold.

특히, 상기 수지 주입단계에서 상기 감압단계를 지속함으로써 금형 내부공간의 음압 상태를 약 0.08 ~ 0.09 MPa으로 일정하게 유지시키는 것이 특히 중요하다. 본 발명에서는 이를 위해, 상기 메인배출구를 통해 배출되는 단위시간당 배출공기량과 상기 보조배출구를 통해 배출되는 단위시간당 배출공기량의 비율이 60~70% : 30~40% 비율을 유지시킴으로써 상기 감압단계와 수지 주입단계에서 상기 금형 내부공간에서 임의로 선택된 두 위치의 압력 편차를 최소화하면서 상기 수지주입구로 주입되는 수지가 상기 금형 내부공간의 몸체 성형용 공간 및 확장부 성형용 공간에 적층된 상기 제1 보강재와 제2 보강재 및 제3 보강재에 균일하게 함침되도록 하는 것을 특징으로 한다.In particular, it is particularly important to constantly maintain the negative pressure state of the inner space of the mold at about 0.08 to 0.09 MPa by continuing the decompression step in the resin injection step. In the present invention, for this, the ratio of the amount of exhaust air per unit time discharged through the main outlet and the amount of exhaust air per unit time discharged through the auxiliary outlet is 60 to 70%: 30 to 40% by maintaining the ratio of the decompression step and the resin In the injection step, the resin injected into the resin injection port while minimizing the pressure difference between two positions arbitrarily selected in the inner space of the mold in the injection step is laminated in the space for forming the body and the space for forming the extension part of the inner space of the mold, the first reinforcing material and the second It is characterized in that it is uniformly impregnated into the second reinforcing material and the third reinforcing material.

설정된 용량의 합성수지가 상기 금형 내부공간으로 주입이 완료되면, 상기 감압단계 및 수지 주입단계를 중지하고, 약 1 ~ 2시간 동안을 유지하는 경화단계를 갖는다.When the injection of the set capacity of the synthetic resin into the inner space of the mold is completed, the decompression step and the resin injection step are stopped, and a curing step of maintaining the resin for about 1 to 2 hours is performed.

상기 경화단계 완료 후에는, 상기 제1 금형(110), 제2 금형(120), 제3 금형(130)을 분리하고, 제품을 금형으로부터 탈형하는 탈형단계를 거친다.After the curing step is completed, the first mold 110 , the second mold 120 , and the third mold 130 are separated, and a demolding step of demolding the product from the mold is performed.

마지막 공정으로 상기 탈형된 제품의 가장자리를 가공처리하는 후처리단계를 거치면, 본 발명에 따른 진공성형공법을 이용한 에프알피 플랜지가 완료된다.As a final process, after a post-processing step of processing the edges of the demolded product, the FRP flange using the vacuum forming method according to the present invention is completed.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.In the above description of the present invention, preferred embodiments have been mainly described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is capable of various modifications, changes and substitutions by those skilled in the art, and these modifications, changes and substitutions are within the scope of protection of the present invention. should be construed as belonging to

10: FRP 플랜지 11: 몸체
12: 중공부 13: 확장부
110: 제1 금형 112: 보조배출구
120: 제2 금형 125: 돌출턱성형부
130: 제3 금형 133: 수지주입구
134: 메인배출구
10: FRP flange 11: body
12: hollow part 13: expanded part
110: first mold 112: auxiliary outlet
120: second mold 125: protruding jaw forming part
130: third mold 133: resin inlet
134: main outlet

Claims (4)

삭제delete 삭제delete 배관의 단부가 끼워지는 중공부를 구비한 몸체와, 상기 몸체의 외경보다 확장된 단면을 갖는 확장부를 갖는 배관 연결용 FRP 플랜지를 성형하는 방법으로서,
상기 확장부의 외부 테두리를 형성하는 외곽턱과, 상기 확장부의 하단면을 형성하는 바닥부를 구비한 제1 금형(110)을 설치하는 제1 금형 준비단계와;
상기 확장부의 단면형상에 대응하도록 제1 보강재를 재단 및 가공하여 상기 제1 금형 위에 적층하는 제1 보강재 적층단계와;
상기 몸체의 중공부를 형성하는 제2 금형을 상기 제1 금형의 바닥부 위에 안착시켜 설치하는 제2 금형 설치단계와;
상기 제1 보강재의 상부면에 대해 수직한 상기 제2 금형의 외주면에 제2 보강재를 적층하는 제2 보강재 적층단계와;
직각으로 절곡된 제3 보강재를, 상기 제1 금형의 상부면에 적층된 제1 보강재와 상기 제2 금형의 외주면에 적층된 제2 보강재 위에 동시에 적층하는 제3 보강재 적층단계와;
상기 제1 금형의 외곽턱에 결합되고, 상기 확장부의 상면과 상기 몸체의 외면을 형성하는 제3 금형을 상기 제1 금형 및 상기 제2 금형과 결합하여 밀폐하는 금형 밀폐단계와;
상기 제1 금형, 제2 금형, 제3 금형에 의해 형성되는 금형 내부공간과 합성수지용기를 연결하는 연결관로의 수지공급 밸브를 차단하고, 상기 금형 내부공간과 연통된 에어 배출구에 압축기를 연결하고 에어배출 밸브를 개방하여 상기 금형 내부공간의 압력을 낮추는 감압단계와;
상기 제1 금형, 제2 금형, 제3 금형에 의해 형성되는 금형 내부공간으로 연통된 수지주입구와 합성수지용기를 연결하는 연결관로의 수지공급 밸브를 개방하여, 상기 합성수지를 상기 수지주입구로 주입하는 주입단계와;
설정된 용량의 합성수지가 상기 금형 내부공간으로 주입되면, 상기 감압단계를 중지하고 상기 수지공급 밸브를 차단한 상태로, 1 ~ 2시간 동안을 유지하는 경화단계와;
상기 경화단계 완료 후에, 상기 제1 금형, 제2 금형, 제3 금형을 분리하여 제품을 탈형하는 탈형단계와;
상기 탈형된 제품의 가장자리를 가공처리하는 후처리단계;를 포함하되,

상기 제2 보강재 적층단계와 제3 보강재 적층단계는 번갈아서 2회 이상 반복하되, 상기 제1 보강재는 쵸프드 스트랜드 매트(Chopped Strand Mat)이고, 상기 제2 보강재는 직조 로빙 유리섬유(Woven Roving Glass Fiber)이고, 제3 보강재는 쵸프드 스트랜드 매트(Chopped Strand Mat)인 것을 특징으로 하며;

상기 수지주입구는 상기 제3 금형의 수직방향 중심축선을 기준으로 방사상 위치에 등간격으로 이격된 위치의 상기 제3 금형에 형성되며;
상기 에어 배출구는, 상기 제 3금형의 수직방향 중심축선에 형성되는 메인배출구(134)와, 상기 제1 금형의 수직방향 중심축선에에 형성되는 보조배출구(112)로 이루어지며;

상기 감압단계에 있어서 0.08 ~ 0.09 MPa의 음압을 형성하되, 상기 메인배출구(134)를 통해 배출되는 단위시간당 배출공기량과 상기 보조배출구(112)를 통해 배출되는 단위시간당 배출공기량의 비율이 60~70% : 30~40% 비율이 되도록 제어하여, 상기 금형 내부공간의 음압 상태를 일정하게 유지시킴으로써;
상기 금형 내부공간에서 임의로 선택된 두 위치의 압력 편차를 최소화하면서 상기 주입단계에서 주입되는 상기 수지가 상기 금형 내부공간의 몸체 성형용 공간 및 확장부 성형용 공간에 적층된 상기 제1 보강재와 제2 보강재 및 제3 보강재에 균일하게 함침되도록 하는 것을 특징으로 하는 진공성형공법을 이용한 에프알피 플랜지 제조방법.
A method of forming an FRP flange for pipe connection having a body having a hollow portion into which an end of a pipe is fitted, and an extension having a cross-section that is larger than the outer diameter of the body,
a first mold preparation step of installing a first mold 110 having an outer chin forming an outer rim of the extension part and a bottom part forming a lower end surface of the extension part;
a first reinforcing material stacking step of cutting and processing a first reinforcing material to correspond to the cross-sectional shape of the expanded portion and stacking the first reinforcing material on the first mold;
a second mold installation step of installing a second mold forming the hollow portion of the body by seating it on the bottom of the first mold;
a second reinforcing material laminating step of laminating a second reinforcing material on an outer circumferential surface of the second mold perpendicular to the upper surface of the first reinforcing material;
a third reinforcing material laminating step of simultaneously laminating a third reinforcing material bent at right angles on the first reinforcing material stacked on the upper surface of the first mold and the second reinforcing material stacked on the outer circumferential surface of the second mold;
a mold sealing step of sealing a third mold coupled to the outer jaw of the first mold and forming an upper surface of the extension part and an outer surface of the body with the first mold and the second mold;
Block the resin supply valve of the connecting pipe connecting the synthetic resin container and the mold inner space formed by the first mold, the second mold, and the third mold, and connect the compressor to the air outlet communicating with the mold inner space, a decompression step of lowering the pressure in the inner space of the mold by opening the discharge valve;
By opening the resin supply valve of the connecting pipe connecting the synthetic resin container and the resin inlet communicating with the mold inner space formed by the first mold, the second mold, and the third mold, the synthetic resin is injected into the resin inlet. step;
a curing step of stopping the decompression step and shutting off the resin supply valve when the set capacity of the synthetic resin is injected into the inner space of the mold, and maintaining it for 1 to 2 hours;
After completion of the curing step, a demolding step of separating the first mold, the second mold, and the third mold to demold the product;
Including; a post-processing step of processing the edge of the demolded product

The second reinforcing material laminating step and the third reinforcing material laminating step are alternately repeated two or more times, but the first reinforcing material is a chopped strand mat, and the second reinforcing material is a woven roving glass fiber ), and the third reinforcing material is a chopped strand mat;

the resin inlet is formed in the third mold at positions spaced apart at equal intervals in a radial position with respect to the vertical central axis of the third mold;
the air outlet includes a main outlet 134 formed on the vertical central axis of the third mold and an auxiliary outlet 112 formed on the vertical central axis of the first mold;

In the decompression step, a negative pressure of 0.08 to 0.09 MPa is formed, but the ratio of the amount of exhaust air per unit time discharged through the main outlet 134 and the amount of exhaust air discharged through the auxiliary outlet 112 per unit time is 60 to 70 %: by controlling the ratio to be 30-40%, and maintaining a constant negative pressure state in the inner space of the mold;
The first reinforcing material and the second reinforcing material in which the resin injected in the injection step is laminated in the space for forming the body and the space for forming the expansion part of the inner space of the mold while minimizing the pressure difference between the two arbitrarily selected positions in the inner space of the mold. and a method for manufacturing an FRP flange using a vacuum forming method, characterized in that it is uniformly impregnated with the third reinforcing material.
제3항의 제조방법에 의해 제조된 에프알피 플랜지.
An FRP flange manufactured by the manufacturing method of claim 3.
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