KR102474962B1 - 방제빙용 복합재 구조물과 그 제조 시스템 및 제조 방법 - Google Patents

방제빙용 복합재 구조물과 그 제조 시스템 및 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102474962B1
KR102474962B1 KR1020210107243A KR20210107243A KR102474962B1 KR 102474962 B1 KR102474962 B1 KR 102474962B1 KR 1020210107243 A KR1020210107243 A KR 1020210107243A KR 20210107243 A KR20210107243 A KR 20210107243A KR 102474962 B1 KR102474962 B1 KR 102474962B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
heating
icing
heating layer
support layer
Prior art date
Application number
KR1020210107243A
Other languages
English (en)
Inventor
이혜리
이상민
Original Assignee
한국항공우주산업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국항공우주산업 주식회사 filed Critical 한국항공우주산업 주식회사
Priority to KR1020210107243A priority Critical patent/KR102474962B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102474962B1 publication Critical patent/KR102474962B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/88—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised primarily by possessing specific properties, e.g. electrically conductive or locally reinforced
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/42—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the shape of the moulding surface, e.g. ribs or grooves
    • B29C33/424—Moulding surfaces provided with means for marking or patterning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/0272—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using lost heating elements, i.e. heating means incorporated and remaining in the formed article
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B29C70/342—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using isostatic pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/88—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised primarily by possessing specific properties, e.g. electrically conductive or locally reinforced
    • B29C70/882—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised primarily by possessing specific properties, e.g. electrically conductive or locally reinforced partly or totally electrically conductive, e.g. for EMI shielding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/0872—Prepregs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

본 발명은 방제빙용 복합재 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정을 단축하여 생산할 수 있고, 대상체에 적용이 용이한 방제빙용 복합재 구조물에 관한 것이다. 본 발명은 방제빙이 적용되는 대상체와 동일한 재질로 구성됨으로써, 결합강도를 높일 수 있으며, 전력을 인가받아 발열하는 층과, 대상체의 변형을 방지하고 대상체 및 발열하는 층 간의 결합을 지지하는 층이 각각 적층되어 프리프레그 형태로 제조되되, 각각의 층이 동일한 자재로 이루어져 1회의 경화 공정만으로 제조될 수 있다는 효과가 있다.

Description

방제빙용 복합재 구조물과 그 제조 시스템 및 제조 방법{Method and system for manufacturing Composite material structures for ice protection}
본 발명은 방제빙용 복합재 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정을 단축하여 생산할 수 있고, 대상체에 적용이 용이한 방제빙용 복합재 구조물에 관한 것이다.
항공기의 방제빙 시스템은 얼음 생성을 예방하는 방빙(Anti-Icing) 시스템과 발생한 얼음을 제거하는 제빙(Anti-Icing) 시스템으로 나누어진다. 종래의 항공기 날개에 적용된 방제빙 시스템은 방빙액을 이용한 화학적 방식과, 생성된 얼음을 파괴하는 기계적 방식, 엔진의 가열된 공기를 활용하여 날개 표면의 온도를 결빙온도 이상으로 높이는 에어 블리드(Air Bleed) 방식 및 발열체를 구조물에 삽입하여 날개표면의 온도를 결빙온도 이상으로 높이는 전기열 방식이 있었다.
그 중에서도 전기열 방식은 주익 전단에 유리섬유를 코팅하고, 그 위에 전기를 수신하여 발열하는 금속 스프레이 코팅을 함으로써 주익에 얼음이 생성되는 것을 방지한 것이다. 유리섬유층은 높은 장력강도를 갖고 있어 방,제빙 시스템을 지지하는 역할을 수행하고, 금속 스프레이 코팅층은 전력을 인가받아 발열함으로써 방제빙을 수행할 수 있다.
그러나, 유리섬유층과 금속 스프레이 코팅층의 재질 및 적용되는 항공기 주익이 서로 재질이 상이하여 유리섬유층과 금속 스프레이 코팅층이 별도로 제작되어야 하며, 이후에 추가 경화 공정을 거쳐야 하기 때문에 공정이 비효율적이라는 문제점이 있었다. 또한, 탄소섬유를 주 재료로 하는 항공기 주익과 방, 제빙 시스템의 유리섬유층 간의 재질 차에 의한 강도 저하 또한 주요한 문제점으로 떠올랐다.
대한민국 등록특허 10-0519459 "탄소섬유와 유리섬유를 이용한 포장면의 보강, 방수 및 융설을 위한 내장재 및 이를 이용한 포장면의 보강, 방수 및 융설 방법"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 방제빙이 적용되는 대상체와 동일한 재질로 구성됨으로써, 결합강도를 높일 수 있는 방제빙용 복합재 구조물과 그 제조 시스템 및 제조 방법을 제공함에 있다.
또한, 전력을 인가받아 발열하는 층과, 대상체의 변형을 방지하고 대상체 및 발열하는 층 간의 결합을 지지하는 층이 각각 적층되어 프리프레그 형태로 제조되되, 각각의 층이 동일한 자재로 이루어져 1회의 경화 공정만으로 제조될 수 있는 방제빙용 복합재 구조물과 그 제조 시스템 및 제조 방법을 제공함에 있다.
또한, 전력을 인가받아 발열하는 층과, 대상체의 변형을 방지하고 대상체 및 발열하는 층의 사이에 각 층의 변형계수를 상쇄할 수 있는 보강층을 더 포함함으로써 강도 및 안정성이 높은 방제빙용 복합재 구조물과 그 제조 시스템 및 제조 방법을 제공함에 있다.
또한, 전력을 인가받아 발열하는 층의 양면을 절연체로 코팅함으로써, 발열 효율을 극대화한 방제빙용 복합재 구조물과 그 제조 시스템 및 제조 방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 방제빙용 복합재 구조물은 대상체의 표면에 부착되어 대상체의 표면을 방빙 및 제빙하는 방제빙용 복합재 구조물에 있어서, 전력을 인가받아 발열하는 발열층, 발열층과 압착되어 프리프레그 형태로 함침되는 지지층을 포함하며, 지지층과 발열층은 대상체와 동일한 재질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 지지층과 발열층의 사이에, 지지층과 발열층 각각의 변형계수를 보상하는 물성을 가지는 보강층를 더 포함되어 함께 함침되는 것을 특징으로 한다.
또한, 발열층의 양측면에, 발열층을 절연하는 절연층을 더 포함하여 함께 함침되는 것을 특징으로 한다.
또한, 지지층과 발열층은 탄소섬유를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방제빙용 복합재 구조물의 제조 시스템은 방제빙용 복합재 구조물의 제조 시스템에 있어서, 대상체의 형상이 양각 또는 음각으로 형성된 몰드, 몰드에 전력을 인가받아 발열하는 발열층 및 지지층을 적층하는 적층수단, 발열층 및 지지층에 열을 가하는 가열수단, 및 발열층 및 지지층에 압력을 가하는 가압수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 가압수단은 내부에 발열층 및 지지층이 수용되고, 내부에 진공이 형성되는 진공백 및 진공백과 몰드를 고정하는 1개 이상의 댐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 적층수단은, 지지층과 발열층의 사이에, 지지층과 발열층 각각의 변형계수를 보상하는 물성을 가지는 보강층을 더 적층하는 것을 특징으로 한다.
또한, 적층수단은, 발열층의 양측면에, 발열층을 절연하는 절연층을 더 적층하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방제빙용 복합재 구조물의 제조 방법은 방제빙용 복합재 구조물의 제조 방법에 있어서, (a) 대상체의 형상이 양각 또는 음각으로 형성된 몰드를 구비하는 단계, (b) 몰드에 방제빙용 복합재 구조물를 이루는 각각의 층을 적층하는 단계, (c) 가열수단 및 가압수단으로 발열층 및 지지층을 경화하는 단계, 및 (d)경화된 발열층 및 지지층을 몰드에서 탈형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, (b) 단계는, (b1) 몰드에 지지층을 적층하는 단계, (b2) 몰드에 전력을 받아 발열하는 발열층을 적층하는 적층단계를 포함하며, 몰드가 양각형성된 경우, (b1) 단계는 (b2) 단계보다 선행하여 수행되고, 몰드가 음각형성된 경우, (b1) 단계는 (b2) 단계보다 후행하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, (b) 단계는, (b1) 단계와, 상기(b2) 단계의 사이에 (b3) 지지층과 발열층 각각의 변형계수를 보상하는 물성을 가지는 보강층을 적층하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, (b) 단계는, (b2) 단계에 선행하여, (b4) 발열층의 양면에 접촉하며, 발열층을 절연하는 절열층을 적층하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, (c) 단계는, (c1) 가열수단이 (b) 단계에서 적층된 각각의 층에 열을 가하는 가열단계 및 (c2) 가압수단이 (b) 단계에서 적층된 각각의 층에 압력을 가하는 가압단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, (c) 단계는, (c2)에 선행하여, (c3) 몰드와 (b) 단계에서 적층된 각각의 층을 진공백으로 커버하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 방제빙용 복합재 구조물과 그 제조 시스템 및 제조 방법은 방제빙이 적용되는 대상체와 동일한 재질로 구성됨으로써, 결합강도를 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 전력을 인가받아 발열하는 층과, 대상체의 변형을 방지하고 대상체 및 발열하는 층 간의 결합을 지지하는 층이 각각 적층되어 프리프레그 형태로 제조되되, 각각의 층이 동일한 자재로 이루어져 1회의 경화 공정만으로 제조될 수 있는 효과가 있다.
또한, 전력을 인가받아 발열하는 층과, 대상체의 변형을 방지하고 대상체 및 발열하는 층의 사이에 각 층의 변형계수를 상쇄할 수 있는 보강층을 더 포함함으로써 강도 및 안정성이 높다는 효과가 있다.
또한, 전력을 인가받아 발열하는 층의 양면을 절연체로 코팅함으로써, 발열 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 방제빙용 복합재 구조물의 기본구성을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 방제빙용 복합재 구조물의 제 1 실시 예를 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 방제빙용 복합재 구조물의 제 2 실시 예를 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 방제빙용 복합재 구조물의 제조 시스템의 일 실시 예를 도시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 방제빙용 복합재 구조물의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 방제빙용 복합재 구조물의 제조 방법 중 적층 단계의 세부 단계를 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 방제빙용 복합재 구조물의 제조 방법 중 경화 단계의 세부 단계를 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하로, 도 1을 참조하여 본 발명의 방제빙용 복합재 구조물(1000)의 기본 구성에 대해 설명한다.
본 발명의 방제빙용 복합재 구조물(1000)은 대상체(A)의 표면에 부착되어 대상체(A)의 표면을 방빙 및 제빙할 수 있다. 이 때, 대상체(A)는 항공기의 주익 선단일 수 있다. 또한, 본 발명의 방제빙용 복합재 구조물(1000)은 전력을 인가받아 발열하는 발열층(200)과, 발열층(200)과 압착되어 프리프레그 형태로 함침되는 지지층(100)을 포함할 수 있다. 지지층(100)과 발열층(200)은 탄소섬유를 포함하는 것이 바람직하며, 대상체(A)와 동일한 재질을 포함하는 것이 바람직하다.
보다 자세히, 발열층(200)은 탄소섬유 발열체이고, 지지층(100)은 탄소섬유 직물일 수 있다. 발열층(200)은 탄소섬유 직물에 전기전도도 향상을 위해 금속이 도금된 형태일 수 있다. 이 때, 발열층(200)의 탄소섬유 직물은 전기전도도를 높이기 위해 지지층(100)의 탄소섬유 직물과 다른 조밀도 및 표면 조도를 가질 수 있다.
통상적으로, 항공기의 날개에는 주로 탄소섬유가 사용되는데, 이에 따라 대상체(A)가 항공기의 날개일 경우, 본원발명의 지지층(100) 및 발열층(200)과 대상체(A)가 항공기의 날개와 동일한 재질인 탄소섬유를 포함함으로써, 대상체(A)와 방제빙용 복합재 구조물(1000) 간의 결합강도를 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 지지층(100)과 발열층(200)이 탄소 섬유라는 동일한 재질을 포함함으로써, 지지층(100) 및 발열층(200)이 한번에 적층되어 경화 및 함침될 수 있다. 이에 따라 제조 비용을 절감할 수 있으며, 제조 효율을 높일 수 있다.
이하로, 도 2를 참조하여 본 발명의 방제빙용 복합재 구조물(1000)의 제 1 실시 예에 대해 설명한다.
도 2에 도시된 본 발명의 방제빙용 복합재 구조물(1000)의 제 1 실시 예에서, 지지층(100)과 발열층(200)의 사이에 보강층(300)이 더 포함되어 함께 함침될 수 있다. 보강층(300)은 지지층(100)과 발열층(200) 각각의 변형계수를 보상하는 물성을 가지는 것이 바람직하다. 보강층(300)은 지지층(100) 및 발열층(200)이 보다 강력하게 결합하도록 결합력을 부여할 수 있고, 지지층(100) 및 발열층(200)을 경화하는 과정 중에 지지층(100) 및 발열층(200) 간의 변형계수가 서로 달라 발생되는 불량을 보상할 수 있다. 이에 따라서 균일한 품질의 방제빙용 복합재 구조물(1000)을 단시간에 제작할 수 있고, 제작시간 및 비용절감에 효과가 있다.
이하로, 도 3을 참조하여 본 발명의 방제빙용 복합재 구조물(1000)의 제 2 실시 예에 대해 설명한다.
또한, 발열층(200)의 양측면에, 발열층(200)을 절연하는 절연층(400)이 더 포함되어 함께 함침되는 것이 바람직하다. 절연층(400)은 유리섬유 또는 에폭시 접착제와 같은 부도체 물질로 이루어질 수 있다. 절연층(400)을 포함함으로써, 방제빙용 복합재 구조물(1000)의 전기전도도 향상을 도모할 수 있다.
더하여, 방제빙용 복합재 구조물(1000)의 전기전도도 향상을 위해 방제빙용 복합재 구조물(1000)의 표면은 전기전도도가 높은 금속으로 도금 처리될 수 있다.
이하로, 본 발명의 방제빙용 복합재 구조물의 제조 시스템(2000)에 대해 설명한다.
본 발명의 방제빙용 복합재 구조물의 제조 시스템(2000)은 대상체(A)의 형상이 양각 또는 음각으로 형성된 몰드(2100)와, 몰드(2100)에 전력을 인가받아 발열하는 발열층(200) 및 지지층(100)을 적층하는 적층수단(미도시), 발열층(200) 및 지지층(100)에 열을 가하는 가열수단(미도시) 및 발열층(200) 및 지지층(100)에 압력을 가하는 가압수단(2200)을 포함하는 것이 바람직하다.
적층수단(미도시)은 몰드(2100)에 지지층(100)과 발열층(200)을 적층할 수 있고, 몰드(2100)가 양각으로 형성된 경우, 지지층(100)이 발열층(200)보다 선행되어 적층되는 것이 바람직하며, 몰드(2100)가 음각으로 형성된 경우 발열층(200)이 지지층(100)보다 선행되어 적층되는 것이 바람직하다. 이는 지지층(100)이 대상체(A)의 표면과 접촉함으로써, 대상체(A)와의 결합이 용이하게 수행되도록 하고, 발열층(200)이 대상체(A)의 외측을 향하도록 하여 대상체(A) 외측의 냉기를 상쇄할 수 있도록 하기 위함이다.
지지층(100)과 발열층(200)의 사이에, 지지층(100)과 발열층(200) 각각의 변형계수를 보상하는 물성을 가지는 보강층(300)을 더 적층할 수 있다. 이에 따라 지지층(100) 및 발열층(200)이 보다 견고히 결합하도록 결합력을 부여할 수 있고, 복합재료를 경화하는 과정 중 지지층(100) 및 발열층(200) 간의 변형계수가 서로 달라 발생되는 불량을 보상할 수 있다. 이에 따라서 균일한 품질의 방제빙용 복합재 구조물(1000)을 단시간에 제작할 수 있고, 제작시간 및 비용절감에 효과가 있을 수 있다.
또한, 적층수단(미도시)은, 발열층(200)의 양측면에, 발열층(200)을 절연하는 절연층(400)을 더 적층할 수 있다. 절연층(400)은 유리섬유 또는 에폭시 접착제와 같은 부도체 물질로 이루어질 수 있다. 절연층(400)을 포함함으로써, 방제빙용 복합재 구조물(1000)의 전기전도도 향상을 도모할 수 있다.
이 때, 가압수단(2200)은 도 4에 도시된 바와 같이, 내부에 발열층(200) 및 지지층(100)이 수용되고, 내부에 진공이 형성되는 진공백(2210) 및 진공백(2210)과 몰드(2100)를 고정하는 1개 이상의 댐(2220)을 포함하는 것이 바람직하다. 발열층(200)과 지지층(100)은 몰드(2100) 위에 적층될 수 있고, 진공 백과 댐(2220)으로 이루어진 공간이 진공 압착됨으로써 서로 함침되어 경화될 수 있고, 하나의 부품인 방제빙용 복합재 구조물(1000)로 형성될 수 있다. 이와 같은 프리프레그 방식을 적용함에 따라 발열층(200)과 지지층(100) 간의 박리가 이루어지지 않도록 할 수 있고, 방제빙용 복합재 구조물(1000)의 내구도를 높일 수 있다.
이하로, 도 5 내지 7을 참조하여 본 발명의 방제빙용 복합재 구조물(1000)의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 방제빙용 복합재 구조물(1000)의 제조 방법에 있어서, (a) 대상체(A)의 형상이 양각 또는 음각으로 형성된 몰드(2100)를 구비하는 단계, (b) 몰드(2100)에 방제빙용 복합재 구조물(1000)을 이루는 각각의 층을 적층하는 단계, (c) 가열수단(미도시) 및 가압수단(2200)으로 발열층(200) 및 지지층(100)을 경화하는 단계, 및 (d)경화된 발열층(200) 및 지지층(100)을 몰드(2100)에서 탈형하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
(b) 단계는, 도 6에 도시된 바와 같이, (b1) 몰드(2100)에 지지층(100)을 적층하는 단계, (b2) 몰드(2100)에 전력을 받아 발열하는 발열층(200)을 적층하는 적층단계를 포함하며, 몰드(2100)가 양각형성된 경우, (b1) 단계는 (b2) 단계보다 선행하여 수행되고, 몰드(2100)가 음각형성된 경우, (b1) 단계는 (b2) 단계보다 후행하여 수행되는 것이 바람직하다. 이는 지지층(100)이 대상체(A)의 표면과 접촉함으로써, 대상체(A)와의 결합이 용이하게 수행되도록 하고, 발열층(200)이 대상체(A)의 외측을 향하도록 하여 대상체(A) 외측의 냉기를 상쇄할 수 있도록 하기 위함이다.
또한, (b) 단계는, (b1) 단계와, 상기(b2) 단계의 사이에 (b3) 지지층(100)과 발열층(200) 각각의 변형계수를 보상하는 물성을 가지는 보강층(300)을 적층하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 보강층(300)은 지지층(100)과 발열층(200) 각각의 변형계수를 보상하는 물성을 가지는 것이 바람직하다. 보강층(300)은 지지층(100) 및 발열층(200)이 보다 강력하게 결합하도록 결합력을 부여할 수 있고, 지지층(100) 및 발열층(200)을 경화하는 과정 중에 지지층(100) 및 발열층(200) 간의 변형계수가 서로 달라 발생되는 불량을 보상할 수 있다. 이에 따라서 균일한 품질의 방제빙용 복합재 구조물(1000)을 단시간에 제작할 수 있고, 제작시간 및 비용절감에 효과가 있다.
또한, (b) 단계는, (b2) 단계에 선행하여, (b4) 발열층(200)의 양면에 접촉하며, 발열층(200)을 절연하는 절열층을 적층하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 절연층(400)은 유리섬유 또는 에폭시 접착제와 같은 부도체 물질로 이루어질 수 있다. 절연층(400)을 포함함으로써, 방제빙용 복합재 구조물(1000)의 전기전도도 향상을 도모할 수 있다.
또한, (c) 단계는, 도 7에 도시된 바와 같이, (c1) 가열수단(미도시)이 (b) 단계에서 적층된 각각의 층에 열을 가하는 가열단계 및 (c2) 가압수단(2200)이 (b) 단계에서 적층된 각각의 층에 압력을 가하는 가압단계를 포함하는 것이 바람직하다.
(c2) 단계에서 가압수단(2200)은, 내부에 발열층(200) 및 지지층(100)이 수용되고, 내부에 진공이 형성되는 진공백(2210) 및 진공백(2210)과 몰드(2100)를 고정하는 1개 이상의 댐(2220)을 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라, (c) 단계는, (c2)에 선행하여, (c3) 몰드(2100)와 (b) 단계에서 적층된 각각의 층을 진공백(2210)으로 커버하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 발열층(200)과 지지층(100)은 적층수단(미도시)에 의해 몰드(2100) 위에 적층될 수 있고, 진공 백과 댐(2220)으로 이루어진 공간이 진공 압착됨으로써 서로 함침되어 경화될 수 있고, 하나의 부품인 방제빙용 복합재 구조물(1000)로 형성될 수 있다. 이와 같은 프리프레그 방식을 적용함에 따라 발열층(200)과 지지층(100) 간의 박리가 이루어지지 않도록 할 수 있고, 방제빙용 복합재 구조물(1000)의 내구도를 높일 수 있다.
1000 : 방제빙용 복합재 구조물
100 : 지지층
200 : 발열층
300 : 보강층
400 : 절연층
2000 : 방제빙용 복합재 구조물의 제조 시스템
2100 : 몰드
2200 : 가압수단
2210 : 진공백
2220 : 댐
A : 대상체

Claims (14)

  1. 대상체의 표면에 부착되어 대상체의 표면을 방빙 및 제빙하는 방제빙용 복합재 구조물에 있어서,
    전력을 인가받아 발열하는 발열층;
    상기 발열층과 압착되어 프리프레그 형태로 함침되는 지지층; 및
    상기 지지층과 상기 발열층의 사이에 적층되는 보강층;을 포함하며,
    상기 지지층과 발열층은 상기 대상체와 동일한 재질을 포함하고,
    상기 지지층과 상기 발열층은 변형계수가 서로 상이하며, 상기 보강층과 상기 발열층, 상기 지지층은 함께 압착되어 프리프레그 형태로 함침되고,
    상기 보강층은 상기 지지층과 상기 발열층 각각의 변형계수를 보상하는 물성을 가지는 것을 특징으로 하는 방제빙용 복합재 구조물.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 발열층의 양측면에,
    상기 발열층을 절연하는 절연층;
    이 더 포함되어 함께 함침되는 것을 특징으로 하는 방제빙용 복합재 구조물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 지지층과 상기 발열층은 탄소섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 방제빙용 복합재 구조물.
  5. 방제빙용 복합재 구조물의 제조 시스템에 있어서,
    대상체의 형상이 양각 또는 음각으로 형성된 몰드;
    상기 몰드에 전력을 인가받아 발열하는 발열층, 지지층 및 상기 지지층과 상기 발열층의 사이에 적층되는 보강층을 적층하는 적층수단;
    상기 발열층 및 상기 지지층에 열을 가하는 가열수단; 및
    상기 발열층 및 상기 지지층에 압력을 가하는 가압수단;을 포함하고,
    상기 지지층과 발열층은 상기 대상체와 동일한 재질을 포함하고,
    상기 지지층과 상기 발열층은 변형계수가 서로 상이하며, 상기 보강층과 상기 발열층, 상기 지지층은 함께 압착되어 프리프레그 형태로 함침되고,
    상기 보강층은 상기 지지층과 상기 발열층 각각의 변형계수를 보상하는 물성을 가지는 것을 특징으로 하는 방제빙용 복합재 구조물의 제조 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 가압수단은 내부에 상기 발열층 및 상기 지지층이 수용되고, 내부에 진공이 형성되는 진공백 및
    상기 진공백과 상기 몰드를 고정하는 1개 이상의 댐을 포함하는 것을 특징으로 하는 방제빙용 복합재 구조물의 제조 시스템.
  7. 삭제
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 적층수단은,
    상기 발열층의 양측면에,
    상기 발열층을 절연하는 절연층을 더 적층하는 것을 특징으로 하는 방제빙용 복합재 구조물의 제조 시스템.
  9. 방제빙용 복합재 구조물의 제조 방법에 있어서,
    (a) 대상체의 형상이 양각 또는 음각으로 형성된 몰드를 구비하는 단계;
    (b) 상기 몰드에 방제빙용 복합재 구조물을 이루는 각각의 층을 적층하는 단계;
    (c) 가열수단 및 가압수단으로 발열층 및 지지층을 경화하는 단계; 및
    (d)경화된 상기 발열층 및 지지층을 몰드에서 탈형하는 단계;를 포함하고,
    상기 (b) 단계는,
    (b1) 상기 몰드에 지지층을 적층하는 단계,
    (b2) 상기 몰드에 전력을 받아 발열하는 발열층을 적층하는 적층단계를 포함하고,
    상기 (b) 단계는,
    상기 (b1) 단계와, 상기(b2) 단계의 사이에
    (b3) 상기 지지층과 상기 발열층 각각의 변형계수를 보상하는 물성을 가지는 보강층을 적층하는 단계를 더 포함하고,
    상기 보강층은 상기 지지층과 상기 발열층 각각의 변형계수를 보상하는 물성을 가지며,
    상기 지지층과 발열층은 상기 대상체와 동일한 재질을 포함하고,
    상기 지지층과 상기 발열층은 변형계수가 서로 상이하며, 상기 보강층과 상기 발열층, 상기 지지층은 함께 압착되어 프리프레그 형태로 함침되는 것을 특징으로 하는 방제빙용 복합재 구조물의 제조 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 몰드가 양각형성된 경우, 상기 (b1) 단계는 상기 (b2) 단계보다 선행하여 수행되고,
    상기 몰드가 음각형성된 경우, 상기 (b1) 단계는 상기 (b2) 단계보다 후행하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방제빙용 복합재 구조물의 제조 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 (b1) 단계와, 상기(b2) 단계의 사이에
    (b3) 상기 지지층과 상기 발열층 각각의 변형계수를 보상하는 물성을 가지는 보강층을 적층하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방제빙용 복합재 구조물의 제조 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 (b2) 단계에 선행하여,
    (b4) 상기 발열층의 양면에 접촉하며, 상기 발열층을 절연하는 절열층을 적층하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방제빙용 복합재 구조물의 제조 방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    (c1) 가열수단이 상기 (b) 단계에서 적층된 각각의 층에 열을 가하는 가열단계 및
    (c2) 가압수단이 상기 (b) 단계에서 적층된 각각의 층에 압력을 가하는 가압단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방제빙용 복합재 구조물의 제조 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 (c2)에 선행하여,
    (c3) 상기 몰드와 상기 (b) 단계에서 적층된 각각의 층을 진공백으로 커버하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방제빙용 복합재 구조물의 제조 방법.
KR1020210107243A 2021-08-13 2021-08-13 방제빙용 복합재 구조물과 그 제조 시스템 및 제조 방법 KR102474962B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210107243A KR102474962B1 (ko) 2021-08-13 2021-08-13 방제빙용 복합재 구조물과 그 제조 시스템 및 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210107243A KR102474962B1 (ko) 2021-08-13 2021-08-13 방제빙용 복합재 구조물과 그 제조 시스템 및 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102474962B1 true KR102474962B1 (ko) 2022-12-07

Family

ID=84441327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210107243A KR102474962B1 (ko) 2021-08-13 2021-08-13 방제빙용 복합재 구조물과 그 제조 시스템 및 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102474962B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003011231A (ja) * 2001-07-03 2003-01-15 Fuji Heavy Ind Ltd 複合材パネルの製造方法
KR100519459B1 (ko) 2003-06-17 2005-10-06 김원기 탄소섬유와 유리섬유를 이용한 포장면의 보강, 방수 및융설을 위한 내장재 및 이를 이용한 포장면의 보강, 방수및 융설방법
JP2008137445A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Shin Meiwa Ind Co Ltd 航空機の前縁構造及びそれの製造方法
US10457405B1 (en) * 2018-04-24 2019-10-29 Triumph Aerostructures, Llc. Composite aerostructure with integrated heating element
KR102102149B1 (ko) * 2018-12-06 2020-05-29 한국복합소재(주) 항공기용 노즈콘의 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003011231A (ja) * 2001-07-03 2003-01-15 Fuji Heavy Ind Ltd 複合材パネルの製造方法
KR100519459B1 (ko) 2003-06-17 2005-10-06 김원기 탄소섬유와 유리섬유를 이용한 포장면의 보강, 방수 및융설을 위한 내장재 및 이를 이용한 포장면의 보강, 방수및 융설방법
JP2008137445A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Shin Meiwa Ind Co Ltd 航空機の前縁構造及びそれの製造方法
US10457405B1 (en) * 2018-04-24 2019-10-29 Triumph Aerostructures, Llc. Composite aerostructure with integrated heating element
KR102102149B1 (ko) * 2018-12-06 2020-05-29 한국복합소재(주) 항공기용 노즈콘의 제조방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5638397B2 (ja) 複合部品を製造するための熱効率の高いツール
JP2688457B2 (ja) アクチュエータ装置及び同装置の封入及び複合構造物への埋設方法
US10065727B2 (en) Repair method of repair target portion, repaired product, and repair apparatus
EP1820943B1 (en) Electrothermal heater assembly for anti-icing and deicing a component, corresponding gas turbine engine component and method of forming a heater assembly
DK2099596T4 (en) Molding tools for the basic or transformative design of building elements of thermally inflatable materials
JP4342620B2 (ja) ハニカムサンドイッチ構造複合材パネルの成形方法
US5894651A (en) Method for encapsulating a ceramic device for embedding in composite structures
US20140329043A1 (en) Repair method and repair structure for honeycomb sandwich structural body
US11377527B2 (en) Fiber reinforced polymer manufacturing
JP2012199627A (ja) レドーム
KR102474962B1 (ko) 방제빙용 복합재 구조물과 그 제조 시스템 및 제조 방법
CN115334701B (zh) 一种加热器及其制备方法和应用
CN116061458A (zh) 一种提高电加热片和复合材料粘接强度的方法
CN116061459A (zh) 一种电加热片在二次曲面铺敷的方法
CN115091824B (zh) 一种中空多层树脂基复合材料及其制备方法和应用
US20190106225A1 (en) Vacuum film with ventilation
JP2017128012A (ja) オートクレーブ成形方法、オートクレーブ成形装置及びこれらに用いる成形型の製造方法
JP3493131B2 (ja) バイセクトタイプの繊維強化プラスチック製のハニカムコアの製造方法
KR101567515B1 (ko) 섬유복합재 구조물 성형장치 및 섬유복합재 구조물 성형방법
JP6823738B2 (ja) 繊維強化成形体とその製造方法
JP3299501B2 (ja) 積層板成形用プレート及び積層板
CN112873895B (zh) 一种燃料电池氢能汽车用碳纤维复合材料预制体制作方法
WO2006083740A2 (en) Novel thick laminate fabrication method
CN109988395B (zh) 环氧树脂-玻璃纤维预浸料、树脂纤维复合材料、其制备方法及航空飞行器
CN115723390A (zh) 一种基于镍铬合金丝纬编结构的电热复合材料及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant