KR102486943B1 - Carbon Fiber Cutting Apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 CFRP제작에 사용되는 탄소섬유를 특정한 패턴으로 재단하는 장치에 관한 것으로 커팅 플레이트를 금속소재로 제작하고, 초음파 나이프가 탄소섬유를 관통하여 이동하면서 탄소섬유를 특정 패턴으로 절단할 수 있도록 특정패턴과 동일하게 홈을 형성하여 재단히므로 패턴이 변경되지 않을 시 커팅 플레이트를 영구적으로 사용할 수 있는 효과를 달성할 수 있다. The present invention relates to a device for cutting carbon fiber used in CFRP production in a specific pattern, wherein a cutting plate is made of a metal material, and an ultrasonic knife moves through the carbon fiber to cut the carbon fiber in a specific pattern. Since the groove is formed and cut in the same pattern as the pattern, the cutting plate can be used permanently when the pattern is not changed.

Description

탄소섬유 강화 플라스틱 제조용 탄소섬유 재단장치{Carbon Fiber Cutting Apparatus}Carbon fiber cutting apparatus for manufacturing carbon fiber reinforced plastic {Carbon Fiber Cutting Apparatus}

본 발명은 탄소섬유 강화 플라스틱 제조에 사용되는 탄소섬유를 특정한 패턴으로 재단하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for cutting carbon fibers used in manufacturing carbon fiber reinforced plastics into a specific pattern.

자동차, 항공기, 선박, 철도차량 등의 산업이 안고 있는 현재의 에너지 문제, 환경 문제, 자원 문제를 해결하기 위하여, 경량화, 고성능화, 고효율화, 자원 절약·재활용화를 실현할 수 있는 새로운 재료와 그 가공 기술의 개발이 과제로 되고 있다.In order to solve the current energy, environmental, and resource problems of the automobile, aircraft, ship, and railway vehicle industries, new materials and their processing technologies that can realize lightweight, high-performance, high-efficiency, and resource saving/recycling can be realized. development is becoming a challenge.

최근, 경량의 수송기기의 개발이 급선무로서, 각종 복합재료가 채용되고 있고, 그 중에서도 탄소섬유 강화 플라스틱(이하 CFRP라 함)는 이미 항공기 산업에서 기체의 많은 부분에 적용되고 있다.In recent years, as the development of lightweight transportation equipment has become an urgent priority, various composite materials have been adopted, and among them, carbon fiber reinforced plastic (hereinafter referred to as CFRP) has already been applied to many parts of airframes in the aircraft industry.

CFRP제조를 위해서는 도 7에 도시된 탄소섬유가 필요한데 탄소섬유는 CFRP제조 전에 특정한 패턴에 맞게 재단을 한다.In order to manufacture CFRP, the carbon fiber shown in FIG. 7 is required, and the carbon fiber is cut according to a specific pattern before manufacturing CFRP.

도 8은 종래의 범용시트 절단장치를 도시한 도면이다. 종래의 시트 절단장치는 시트를 이동시키는 통기성벨트(21)의 하부에 흡착홀(13)이 형성된 흡착패널(12)이 구비되고, 흡착패널(12)의 하부에 설치된 진공챔버(15)로 진공이 발생되어 시트(4)를 흡입력으로 고정하는 구성이 개시되어 있다. 이러한 방식은 시트(4)가 통기성벨트(22)에 고정이 된 상태로 시트를 절단하게 되는데 통기성벨트(22)는 시트를 여러번 절단하는 작업을 하면 칼자국이 많이 발생되어 주기적으로 교체를 해주어야 한다. 통기성벨트(22)는 구동롤러(21)에 설치되는데 통기성벨트(22)를 교체하기 위해서는 구동롤러(21)를 분해하여 교체를 하기 때문에 교체시간 지연으로 인한 생산성 저하 등의 문제가 있어 이를 해결하기 위한 방안이 필요한 실정이다.8 is a view showing a conventional general-purpose sheet cutting device. A conventional sheet cutting device is provided with an adsorption panel 12 having an adsorption hole 13 formed at the bottom of a breathable belt 21 for moving the sheet, and a vacuum chamber 15 installed under the adsorption panel 12 to vacuum. A structure in which this is generated and the seat 4 is fixed by suction force is disclosed. In this method, the sheet 4 is cut while the sheet 4 is fixed to the breathable belt 22. When the sheet is cut several times, the breathable belt 22 needs to be replaced periodically because many cuts are generated. The ventilation belt 22 is installed on the drive roller 21. In order to replace the ventilation belt 22, the drive roller 21 is disassembled and replaced, so there is a problem such as a decrease in productivity due to a delay in replacement time. There is a need for a plan for this.

또한, 종래에는 탄소섬유를 재단할 때 부직포나 Bristle같은 소재위에 올려놓고 탄소섬유를 절단하는데, 부직포의 경우 탄소섬유를 올려놓고 절단하면 부직포에 칼자국이 남아 주기적으로 교체를 해줘야 하고, Bristle을 사용하면 사이에 이물질이 이나 탄소섬유 칩등 이물질이 끼어 주기적으로 청소를 해줘야 한다.In addition, conventionally, when cutting carbon fiber, it is placed on a material such as nonwoven fabric or bristle to cut the carbon fiber. Foreign matter such as foreign matter or carbon fiber chips get stuck between them, so they need to be cleaned periodically.

따라서, 영구적으로 사용가능하고, 이물질 제거가 불필요한 새로운 방식의 재단장치가 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a cutting device of a new type that can be used permanently and does not require the removal of foreign substances.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as the background art above are only for improving understanding of the background of the present invention, and should not be taken as an admission that they correspond to prior art already known to those skilled in the art.

KR 10-2042409KR 10-2042409

본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해 영구적으로 사용할 수 있는 커팅 플레이트가 구비된 새로운 방식의 탄소섬유 재단장치을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a new type of carbon fiber cutting device equipped with a cutting plate that can be used permanently in order to solve the above problems.

탄소섬유를 고정하여 상기 탄소섬유를 특정 패턴으로 재단하는 탄소섬유 강화 플라스틱 제조용 탄소섬유 재단장치는 상기 탄소섬유를 상기 특정 패턴으로 재단하는 초음파 나이프; 상기 탄소섬유가 놓여지는 안착면을 포함하고, 상기 안착면에는 상기 재단 시에 상기 초음파 나이프의 날끝이 상기 탄소섬유를 관통해 이동하는 것을 허용하도록 상기 특정 패턴과 동일한 패턴의 홈이 형성되며, 진공에 의해 상기 탄소섬유가 상기 안착면에 밀착되도록 상기 안착면에 복수의 흡입홀이 형성된 커팅 플레이트; 상기 커팅 플레이트가 상부에 설치되고, 상기 흡입홀과 연통하는 진공박스를 포함하는 커팅베드; 및 상기 진공박스와 연결되고, 상기 탄소섬유가 상기 흡입홀에서 발생되는 흡입력을 통해 상기 커팅 플레이트에 밀착되도록 상기 진공박스의 내부 공기를 흡입하는 진공펌프를 포함한다.A carbon fiber cutting device for manufacturing carbon fiber-reinforced plastic that fixes carbon fibers and cuts the carbon fibers into a specific pattern includes: an ultrasonic knife for cutting the carbon fibers into the specific pattern; A seating surface on which the carbon fiber is placed is formed, and a groove having the same pattern as the specific pattern is formed on the seating surface to allow the blade tip of the ultrasonic knife to pass through the carbon fiber during cutting, and the vacuum a cutting plate having a plurality of suction holes formed on the seating surface so that the carbon fibers are in close contact with the seating surface; a cutting bed having the cutting plate installed thereon and including a vacuum box communicating with the suction hole; and a vacuum pump that is connected to the vacuum box and sucks air inside the vacuum box so that the carbon fibers come into close contact with the cutting plate through a suction force generated from the suction hole.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 흡입홀은 상기 안착면에 있어서 상기 홈의 내측 가장자리 또는 외측 가장자리에서 상기 특정 패턴의 형상에 대응되어 상기 홈을 따라 형성된 복수의 패턴홀을 포함한다.In at least one embodiment of the present invention, the suction hole includes a plurality of pattern holes formed along the groove corresponding to the shape of the specific pattern at an inner edge or an outer edge of the groove on the seating surface.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 커팅 플레이트는 상기 홈 바닥에도 흡입홀이 형성된다.In at least one embodiment of the present invention, the cutting plate is also formed with a suction hole at the bottom of the groove.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 진공박스는 상기 탄소섬유에 작용하는 상기 내부공간에 격벽이 형성되며, 상기 격벽에 의해 분할된 복수의 상기 내부공간은 상기 진공펌프와 각각 연결된다.In at least one embodiment of the present invention, the vacuum box has a barrier rib formed in the inner space acting on the carbon fiber, and the plurality of inner spaces divided by the barrier rib are connected to the vacuum pump, respectively.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 커팅 플레이트는 금속소재이다.In at least one embodiment of the present invention, the cutting plate is a metallic material.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 탄소섬유를 공급하여 상기 탄소섬유가 상기 커팅 플레이트의 상기 안착면으로 공급하는 공급롤러; 상기 공급롤러에서 공급된 상기 탄소섬유를 상기 커팅베드의 상기 커팅 플레이트의 상면으로 이동시키는 핀치롤러; 및 절단되고 남은 상기 탄소섬유를 회수하도록 상기 커팅베드의 타측에 설치된 권취롤러를 추가로 포함한다.In at least one embodiment of the present invention, a supply roller for supplying the carbon fiber to the seating surface of the cutting plate by supplying the carbon fiber; a pinch roller for moving the carbon fiber supplied from the supply roller to the upper surface of the cutting plate of the cutting bed; and a winding roller installed on the other side of the cutting bed to recover the remaining carbon fibers after being cut.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 핀치롤러의 하부에서부터 상기 탄소섬유의 진행방향으로 하향 경사진 제1경사부가 형성된다.In at least one embodiment of the present invention, a first inclined portion is formed that is downwardly inclined from the bottom of the pinch roller in the traveling direction of the carbon fiber.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 커팅베드의 타측에는 절단 후 남은 상기 탄소섬유가 흘러내리도록 상기 커팅베드의 일단에서부터 하방으로 하향 경사진 제2경사부가 형성된다.In at least one embodiment of the present invention, a second inclined portion inclined downward from one end of the cutting bed is formed on the other side of the cutting bed so that the remaining carbon fibers after cutting flow down.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 권취롤러는 상기 탄소섬유가 상기 제2경사부의 끝단과 상기 권취롤러 사이에 U자형으로 걸리도록 상기 제2경사부와 설정된 간격으로 이격되어 형성된다.In at least one embodiment of the present invention, the winding roller is formed spaced apart from the second inclined portion at a set interval such that the carbon fiber is caught in a U shape between the end of the second inclined portion and the winding roller.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 탄소섬유 강화 플라스틱 제조용 탄소섬유 재단장치에 따르면, 커팅 플레이트를 금속소재로 제작하고, 초음파 나이프가 탄소섬유를 관통하여 이동하면서 탄소섬유를 특정 패턴으로 절단할 수 있도록 특정패턴과 동일하게 홈을 형성하여 재단히므로 패턴이 변경되지 않을 시 커팅 플레이트를 영구적으로 사용할 수 있는 효과를 달성할 수 있다. According to the carbon fiber cutting device for manufacturing carbon fiber reinforced plastic having the structure described above, the cutting plate is made of a metal material, and the ultrasonic knife moves through the carbon fiber to cut the carbon fiber in a specific pattern. Since the groove is formed and cut in the same way as, the cutting plate can be used permanently when the pattern is not changed.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 강화 플라스틱 제조용 탄소섬유 재단장치의 커팅 플레이트를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 A - A 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 강화 플라스틱 제조용 탄소섬유 재단장치에서 커팅 플레이트가 설치되는 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 강화 플라스틱 제조용 탄소섬유 재단장치에서 탄소섬유가 커팅플레이트로 공급되는 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 강화 플라스틱 제조용 탄소섬유 재단장치에서 탄소섬유가 초음파 나이프에 의해 재단되는 모습을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 강화 플라스틱 제조용 탄소섬유 재단장치에서 탄소섬유가 재단되고 남은 탄소섬유가 이동하는 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 종래의 탄소섬유를 도시한 도면이다.
도 8은 종래의 범용시트 절단장치를 도시한 도면이다.
1 is a view showing a cutting plate of a carbon fiber cutting device for manufacturing carbon fiber reinforced plastic according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view A - A of FIG. 1 .
3 is a view showing a state in which a cutting plate is installed in a carbon fiber cutting device for manufacturing carbon fiber reinforced plastic according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a state in which carbon fibers are supplied to a cutting plate in the carbon fiber cutting device for manufacturing carbon fiber reinforced plastics according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing how carbon fibers are cut by an ultrasonic knife in the carbon fiber cutting device for manufacturing carbon fiber reinforced plastics according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing how carbon fibers are cut and remaining carbon fibers are moved in the carbon fiber cutting device for manufacturing carbon fiber reinforced plastics according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a conventional carbon fiber.
8 is a view showing a conventional general-purpose sheet cutting device.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 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 make various changes and have various embodiments, specific embodiments are illustrated and described in the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

“제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as “first” and “second” may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.

“및/또는”이라는 용어는 그 대상이 되는 복수 항목들의 여하한 조합의 경우를 모두 포함하기 위해 사용된다. 예컨대, “A 및/또는 B”는 “A”, “B”, “A 및 B” 등 3 가지 경우를 모두 포함하는 의미이다.The term "and/or" is used to include any combination of a plurality of items that are the subject matter. For example, "A and/or B" means including all three cases such as "A", "B", and "A and B".

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

실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조들이 기판, 각층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. “상/위” 또는 “하/아래”에 대한 기준은 편의상 도면에 도시된 모습을 기준으로 하며, 구성요소들 간의 상대적인 위치 관계를 편의상 나타내기 위해 사용될 뿐, 실제 구성요소들의 위치를 한정하는 것으로 이해되서는 안 된다. 예컨대, “위 B”는 달리 언급되지 않거나 또는 A나 B의 속성 상 A가 B 위에 위치되지 않으면 안되는 경우가 아니라면, 도면 상에서 A 위에 B가 도시되어 있음을 나타내는 것일 뿐이며, 실제 실시 제품 등에서는 B가 A 밑에 위치할 수도 있고, B와 A가 옆으로 좌우 배치될 수도 있는 것이다.In the description of the embodiments, each layer (film), region, pattern or structure is "on" or "under" the substrate, each layer (film), region, pad or pattern. The substrate formed on includes all those formed directly or through another layer. The criterion for "up/up" or "down/down" is based on the appearance shown in the drawing for convenience, and is only used to indicate the relative positional relationship between components for convenience, and is intended to limit the location of actual components. should not be understood For example, “above B” only indicates that B is shown above A on the drawing, unless otherwise stated or when A or B must be located above B due to the nature of A or B, and B in actual products, etc. may be located under A, or B and A may be placed sideways.

또한, 도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.In addition, since the thickness or size of each layer (film), region, pattern, or structure in the drawing may be modified for clarity and convenience of description, it does not entirely reflect the actual size.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

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 or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present 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 unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or corresponding components regardless of reference numerals are given the same reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.

본 발명의 일 실시예에 의한 탄소섬유 강화 플라스틱 제조용 탄소섬유 재단장치는 초음파 나이프(100), 커팅 플레이트(120), 커팅베드(180) 및 진공펌프(300)를 포함한다.A carbon fiber cutting device for manufacturing carbon fiber reinforced plastic according to an embodiment of the present invention includes an ultrasonic knife 100, a cutting plate 120, a cutting bed 180, and a vacuum pump 300.

초음파 나이프(100)는 탄소섬유(170)를 특정 패턴으로 재단한다. 본 실시예에서 특정 패턴은 도 1에 도시된 바와 같이 설명이 용이하도록 별모양의 패턴이 예시적으로 도시되었지만 실제 본 발명을 실시할 경우 탄소섬유(170)를 절단하기 위해 다른 패턴으로 형성될 수 있다.The ultrasonic knife 100 cuts the carbon fiber 170 into a specific pattern. In this embodiment, a star-shaped pattern is shown as an example for easy explanation as shown in FIG. there is.

초음파 나이프(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 칼날(110)과 초음파 발생부를 포함한다.As shown in FIG. 2 , the ultrasonic knife 100 includes a blade 110 and an ultrasonic generator.

커팅 플레이트(120)는 도 1을 참조하면 탄소섬유(170)가 놓여지는 안착면(130)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , the cutting plate 120 includes a seating surface 130 on which the carbon fibers 170 are placed.

안착면(130)에는 도 2에 도시된 바와 같이 재단 시에 초음파 나이프(100)의 칼날(110) 끝이 탄소섬유(170)를 관통한 상태에서 관통한 방향과 수직한 방향으로 칼날(110) 끝이 안착면(130)에 접촉하지 않고 이동하는 것을 허용하도록 홈(160)이 형성된다.As shown in FIG. 2, on the seating surface 130, the edge of the blade 110 of the ultrasonic knife 100 penetrates the carbon fiber 170 during cutting, and the blade 110 is formed in a direction perpendicular to the penetrating direction. A groove 160 is formed to allow the end to move without contacting the seating surface 130 .

홈(160)의 단면은 도면에 도시되지는 않았지만 V자 또는 U자형으로 형성될 수 있다.Although not shown in the drawing, the cross section of the groove 160 may be formed in a V-shape or a U-shape.

홈(160)은 탄소섬유(170)를 절단하려는 패턴과 동일한 패턴으로 형성되는데 예시적으로 탄소섬유(170)를 도 1에 도시된 별 모양으로 자르는 경우 홈(160)도 별 모양으로 형성된다. 초음파 나이프(100)는 로봇암(미도시)에 설치되고, 로봇암에 의해 홈(160)을 따라 이동되도록 셋팅된다.Grooves 160 are formed in the same pattern as the pattern to cut the carbon fibers 170. For example, when the carbon fibers 170 are cut in a star shape shown in FIG. 1, the grooves 160 are also formed in a star shape. The ultrasonic knife 100 is installed on a robot arm (not shown) and is set to be moved along the groove 160 by the robot arm.

또한, 안착면(130)에는 진공에 의해 탄소섬유(170)가 안착면(130)에 밀착되도록 안착면(130)에 복수의 흡입홀(140)이 형성된다. 흡입홀(140)은 초음파 나이프(100)의 칼날(110)이 탄소섬유(170)를 절단할 때 탄소섬유(170)의 고정력을 높이도록 상기에 언급한 홈(160)의 주변에 흡입홀(140)이 형성될 수 있다.In addition, a plurality of suction holes 140 are formed on the seating surface 130 so that the carbon fibers 170 adhere to the seating surface 130 by vacuum. The suction hole 140 is a suction hole around the above-mentioned groove 160 to increase the fixing force of the carbon fiber 170 when the blade 110 of the ultrasonic knife 100 cuts the carbon fiber 170 ( 140) can be formed.

구체적으로 흡입홀(140)은 도 1에 도시된 바와 같이 안착면(130)에 있어서 홈(160)의 내측 가장자리 또는 외측 가장자리에서 특정 패턴의 형상에 대응되어 홈(160)을 따라 형성된 복수의 패턴홀(150)이 포함될 수 있다. 패턴홀(150)은 초음파 나이프(100)가 홈(160)을 따라 탄소섬유(170)를 절단할 때 홈(160)의 양측이 밀착되므로 마치 탄소섬유를 눌러 지지하는 것 같은 효과를 달성할 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 1, the suction hole 140 corresponds to the shape of a specific pattern at the inner edge or outer edge of the groove 160 on the seating surface 130, and a plurality of patterns formed along the groove 160. A hole 150 may be included. In the pattern hole 150, when the ultrasonic knife 100 cuts the carbon fiber 170 along the groove 160, both sides of the groove 160 are in close contact, so that the effect of pressing and supporting the carbon fiber can be achieved. there is.

커팅 플레이트(120)는 홈(160) 바닥에도 흡입홀(140)이 형성될 수 있는데 홈(160) 위에 놓여진 탄소섬유(170)가 절단과정에서 출렁거리는 것을 방지하는 효과를 달성할 수 있다.In the cutting plate 120, a suction hole 140 may be formed at the bottom of the groove 160, and the effect of preventing the carbon fiber 170 placed on the groove 160 from sliding during the cutting process can be achieved.

커팅 플레이트(120)는 안착면(130)의 표면이 매끄럽게 연마된 금속 소재일 수 있다. 금속 소재는 스테인리스 스틸이나 재활용이 용이한 알루미늄 소재일 수 있다. 알루미늄 소재의 경우 탄소섬유(170)를 다른 패턴으로 재단해야 할 때 커팅 플레이트(120)를 녹인 다음 다른 패턴의 패턴홀(160)과 흡입홀(140)을 다시 안착면(130)에 형성하여 재사용하는 것이 가능한 효과를 달성할 수 있으며, 강도가 약하기 때문에 홈(160), 흡입홀(140), 패턴홀(160)을 가공하기 쉬운 효과를 달성할 수 있다.The cutting plate 120 may be a metal material in which the surface of the seating surface 130 is polished smoothly. The metal material may be stainless steel or aluminum material that is easy to recycle. In the case of aluminum, when the carbon fiber 170 needs to be cut into a different pattern, the cutting plate 120 is melted, and then the pattern hole 160 and the suction hole 140 of another pattern are formed on the seating surface 130 and reused. It is possible to achieve the effect that can be done, and since the strength is weak, it is possible to achieve the effect of easy processing of the groove 160, the suction hole 140, and the pattern hole 160.

실시예에 따라 커팅 플레이트(120)는 소재에 한정되지 않고 표면에 니스칠이 된 목재 합판이나 아크릴판에 흡입홀(140), 패턴홀(150) 및 홈(160)을 형성하여 이용될 수 있다.According to the embodiment, the cutting plate 120 is not limited to the material, and may be used by forming suction holes 140, pattern holes 150, and grooves 160 on wood plywood or an acrylic plate varnished on the surface. .

커팅베드(180)는 진공박스(190)를 포함하고, 진공박스(190)의 상부에 커팅 플레이트(120)가 설치된다. 본 실시예에서 진공박스(190)는 상부가 개방된 형상이며, 커팅 플레이트(120)가 진공박스(190)의 상부를 덮으면서 설치되며, 커팅 플레이트(120)가 뚜껑 역할을 하면서 진공박스(190)의 상부를 밀폐시키고, 흡입홀(140)과 패턴홀(150)에 의해서만 외부와 진공박스(190) 내부가 연통된다.The cutting bed 180 includes a vacuum box 190, and a cutting plate 120 is installed on top of the vacuum box 190. In this embodiment, the vacuum box 190 has an open top, the cutting plate 120 is installed while covering the top of the vacuum box 190, and the cutting plate 120 serves as a lid to cover the vacuum box 190. ), and the inside of the vacuum box 190 communicates with the outside only by the suction hole 140 and the pattern hole 150.

진공박스(190)에 부압이 발생되면, 외부 공기가 커팅 플레이트(120)의 흡입홀(140) 및 패턴홀(150)로 유입되면서 흡입력이 발생되고, 흡입홀(140) 및 패턴홀(150) 위에 놓여진 탄소섬유(170)는 안착면(130)에 밀착된다.When negative pressure is generated in the vacuum box 190, external air flows into the suction hole 140 and the pattern hole 150 of the cutting plate 120, and suction force is generated, and the suction hole 140 and the pattern hole 150 The carbon fiber 170 placed thereon adheres to the seating surface 130 .

실시예에 따라 진공박스(190)는 상부가 폐쇄된 형상일 수 있으며, 이 경우 상부에 커팅 플레이트(120)에 형성된 흡입홀(140) 또는 패턴홀(150)과 동일한 위치에 관통홀이 형성되어 진공박스(190)의 내부공간과 진공박스(190)의 외부가 연통될 수 있다.Depending on the embodiment, the vacuum box 190 may have a closed top. In this case, a through hole is formed at the same position as the suction hole 140 or the pattern hole 150 formed in the cutting plate 120 at the top. The inner space of the vacuum box 190 and the outside of the vacuum box 190 may communicate with each other.

또한, 진공박스(190)는 탄소섬유(170)에 작용하는 내부공간에 격벽(200)이 형성되며, 격벽(200)에 의해 분할된 복수의 내부공간은 노즐(210)에 의해 후술할 진공펌프(300)와 각각 연결된다. 격벽(200)을 통해 진공박스(190)의 내부공간이 바둑판 모양으로 분할된 상태이므로 커팅 플레이트(120)에 균일하게 부압이 발생되는 효과를 달성할 수 있다.In addition, the vacuum box 190 has a partition wall 200 formed in an internal space acting on the carbon fibers 170, and a plurality of internal spaces divided by the partition wall 200 are formed by a nozzle 210, which will be described later, as a vacuum pump. 300 and each are connected. Since the internal space of the vacuum box 190 is divided in a checkerboard shape through the partition wall 200, an effect of uniformly generating negative pressure on the cutting plate 120 can be achieved.

진공펌프(300)는 진공박스(190)와 연결되고 진공박스(190) 내부 공기를 흡입하여 외부로 배출함에 따라 진공박스(190) 내부에 부압을 발생시킨다.The vacuum pump 300 is connected to the vacuum box 190 and generates a negative pressure inside the vacuum box 190 as it sucks air inside the vacuum box 190 and discharges it to the outside.

본 발명의 CFRP 재단장치는 공급롤러(220), 핀치롤러(230) 및 권취롤러(240)를 추가로 포함한다.The CFRP cutting device of the present invention further includes a supply roller 220, a pinch roller 230, and a take-up roller 240.

공급롤러(220)는 탄소섬유(170)를 커팅 플레이트(120)의 안착면(130)으로 공급한다. 공급롤러(220)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 탄소섬유(170)를 당겨주는 장치 없이 탄소섬유(170)가 핀치롤러(230) 쪽으로 공급될 수 있도록 후술할 핀치롤러(230)의 상부에 위치되는 것이 바람직할 수 있다. 공급롤러(220)는 제1모터(미도시)에 의해 자체 회전될 수 있고 후술할 핀치롤러에 의해 탄소섬유가 당겨지면서 회전될 수 있다.The supply roller 220 supplies the carbon fibers 170 to the seating surface 130 of the cutting plate 120 . As shown in FIGS. 4 to 6 , the supply roller 220 is a component of the pinch roller 230 to be described later so that the carbon fiber 170 can be supplied toward the pinch roller 230 without a device for pulling the carbon fiber 170. It may be desirable to be located on top. The supply roller 220 may be rotated by itself by a first motor (not shown) and may be rotated while pulling the carbon fiber by a pinch roller to be described later.

핀치롤러(230)는 공급롤러(220)에서 공급된 탄소섬유(170)를 커팅베드(180)의 커팅 플레이트(120)의 상면으로 이동시킨다. 핀치롤러(230)는 제2모터(미도시)에 의해 회전된다.The pinch roller 230 moves the carbon fiber 170 supplied from the supply roller 220 to the upper surface of the cutting plate 120 of the cutting bed 180. The pinch roller 230 is rotated by a second motor (not shown).

핀치롤러(230)의 하부에는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 에 도시된 바와 같이 탄소섬유(170)의 진행방향으로 하향 경사진 제1경사부(250)가 형성된다. 제1경사부(250)는 핀치롤러(230)에 의해서 공급되는 탄소섬유(170)를 당겨주는 장치 없이 핀치롤러(230)가 탄소섬유(170)를 밀어내는 힘과 자중이 더해져 커팅 플레이트(120)로 안정되게 공급되도록 하는 역할을 수행한다. 핀치롤러(230)는 제1경사부(250)의 제1경사면(260)에 면접촉 할 수 있으며, 제1경사면(260)은 표면이 매끄럽게 연마된 상태일 수 있다. As shown in FIGS. 4 to 6 , a first inclined portion 250 inclined downward in the traveling direction of the carbon fiber 170 is formed below the pinch roller 230 . The first inclined portion 250 is a cutting plate 120 that is supplied by the pinch roller 230 without a device that pulls the carbon fiber 170. ) plays a role in ensuring a stable supply. The pinch roller 230 may make surface contact with the first inclined surface 260 of the first inclined portion 250, and the surface of the first inclined surface 260 may be in a smooth polished state.

커팅베드(180)의 타측(도면상 좌측)에는 재단 후 남은 탄소섬유(170)가 중력에 의해 하방으로 흘러내리도록 커팅베드(180)의 일단에서부터 타단으로 갈수록 하향 경사진 제2경사부(270)가 형성된다. 제2경사부(270)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 커팅 배드이 타측 측면에 설치되며, 절단 후 남은 탄소섬유(170)는 핀치롤러(230)에 의해 신규로 공급되는 재단하기 전 탄소섬유(170)에 의해 커팅 플레이트(120)에서 밀려나면서 제2경사부(270)에 의해 탄소섬유(170)의 자중에 의해 하방으로 당겨지게 되고 재단이 완료되고 남은 탄소섬유(170)가 새로 공급되는 탄소섬유(170)에 의해 밀려나지 않으면서 주름 발생 등의 문제를 해결하는 효과를 달성한다. 제2경사부(270)의 제2경사면(280)은 표면이 매끄럽게 연마된 상태일 수 있다.On the other side (left side of the drawing) of the cutting bed 180, a second inclined portion 270 inclined downward from one end to the other end of the cutting bed 180 so that the remaining carbon fiber 170 after cutting flows down by gravity. ) is formed. As shown in FIGS. 4 to 6 , the second inclined portion 270 is installed on the other side of the cutting bed, and the remaining carbon fibers 170 after cutting are newly supplied by the pinch roller 230 before cutting. While being pushed from the cutting plate 120 by the fiber 170, it is pulled downward by the weight of the carbon fiber 170 by the second inclined portion 270, and the carbon fiber 170 remaining after the cutting is completed is newly supplied. It achieves the effect of solving problems such as wrinkles without being pushed out by the carbon fibers 170. The surface of the second inclined surface 280 of the second inclined portion 270 may be in a smooth polished state.

권취롤러(240)는 절단되고 남은 탄소섬유(170)를 회수하도록 커팅베드(180)의 타측(도면상 좌측)에 설치된다. 권취롤러(240)는 제3 모터(미도시)에 의해 회전된다.The winding roller 240 is installed on the other side (left side in the drawing) of the cutting bed 180 to recover the remaining carbon fibers 170 after being cut. The winding roller 240 is rotated by a third motor (not shown).

권취롤러(240)는 도 4 내지 도 6에 도시된 것처럼 탄소섬유(170)가 제2경사부(270)의 끝단과 권취롤러(240) 사이에 U자형으로 걸리도록하기 위해 제2경사부(270)와 설정된 간격으로 이격되어 배치된다. 제2경사부(270)를 거쳐 하방으로 배출되는 재단이 완료되고 남은 탄소섬유(170)를 회수통(290)에 안정적으로 적층되도록 하여 회수통(290)에 많은 양의 재단 후 남은 탄소섬유(170)가 담길 수 있도록 하는 효과를 달성한다.As shown in FIGS. 4 to 6, the winding roller 240 is a second inclined portion ( 270) and are spaced apart from each other at set intervals. After the cutting discharged downward through the second inclined portion 270 is completed, the remaining carbon fibers 170 are stably stacked in the collection container 290 so that a large amount of carbon fibers remaining after cutting in the collection container 290 ( 170) to achieve the effect of being contained.

다음으로 도 3 내지 도 6을 참조하여 탄소섬유(170)가 재단되는 과정을 설명한다.Next, a process of cutting the carbon fiber 170 will be described with reference to FIGS. 3 to 6 .

도 3을 참조하면 탄소섬유(170)는 공급롤러(220)에만 감겨져 있는 상태이며, 특정 패턴이 형성된 커팅 플레이트(120)가 진공박스(190) 위에 설치된다.Referring to FIG. 3 , the carbon fiber 170 is wound only on the supply roller 220 , and the cutting plate 120 having a specific pattern is installed on the vacuum box 190 .

도 4를 참조하면 탄소섬유(170)가 권취롤러(240)에서 공급되고 핀치롤러(230)를 통해 커팅 플레이트(120) 위로 공급된다. 탄소섬유(170)가 커팅 플레이트(120) 위로 공급되면, 부압이 발생하면서 탄소섬유(170)가 고정된다.Referring to FIG. 4 , carbon fibers 170 are supplied from a winding roller 240 and supplied onto a cutting plate 120 through a pinch roller 230 . When the carbon fibers 170 are supplied onto the cutting plate 120, negative pressure is generated and the carbon fibers 170 are fixed.

처음에는 도면에 도시되지는 않았지만 권취롤러(240)에 탄소섬유(170)가 감기기 전에 커팅 플레이트(120)에 놓여진 탄소섬유(170)가 도 5에 도시된 것처럼 초음파 나이프(100)에 의해 재단이 되고 재단된 탄소섬유(170)는 별도로 이동하며, 재단후 남은 탄소섬유(170)는 제2경사부(270)를 거쳐 권취롤러(240)에 감겨진다. 초기에 권취롤러(240)에 감는 행위는 작업자가 할 수 있다.Although not shown in the drawing, the carbon fiber 170 placed on the cutting plate 120 before the carbon fiber 170 is wound around the winding roller 240 is cut by the ultrasonic knife 100 as shown in FIG. and the cut carbon fibers 170 move separately, and the remaining carbon fibers 170 after cutting pass through the second inclined portion 270 and are wound around the take-up roller 240. An act of initially winding the winding roller 240 can be performed by a worker.

탄소섬유(170)가 재단되고 나면 다시 상기의 과정을 통해 탄소섬유(170)를 특정 패턴으로 재단하고 재단 후 남은 탄소섬유(170)는 회수통(290)에 회수된다.After the carbon fibers 170 are cut, the carbon fibers 170 are again cut into a specific pattern through the above process, and the carbon fibers 170 remaining after the cut are collected in the collection container 290.

이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above has been described with reference to the embodiments, these are only examples and do not limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention belongs will not deviate from the essential characteristics of the present embodiment. It will be appreciated that various variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified and implemented. And differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention as defined in the appended claims.

100: 초음파 나이프
110: 칼날
120: 커팅 플레이트
130: 안착면
140: 흡입홀
150: 패턴홀
160: 홈
170: 탄소섬유
180: 커팅베드
190: 진공박스
200: 격벽
210: 노즐
220: 공급롤러
230: 핀치롤러
240: 권취롤러
250: 제1경사부
260: 제1경사면
270: 제2경사부
280: 제2경사면
290: 회수통
300: 진공펌프
100: ultrasonic knife
110: blade
120: cutting plate
130: seating surface
140: suction hole
150: pattern hole
160: home
170: carbon fiber
180: cutting bed
190: vacuum box
200: bulkhead
210: nozzle
220: supply roller
230: pinch roller
240: winding roller
250: first slope
260: first slope
270: second slope
280: second slope
290: recovery container
300: vacuum pump

Claims (9)

탄소섬유를 고정하여 상기 탄소섬유를 특정 패턴으로 재단하는 CFRP 재단장치에 있어서,
상기 탄소섬유를 상기 특정 패턴으로 재단하는 초음파 나이프;
상기 탄소섬유가 놓여지는 안착면을 포함하고, 상기 안착면에는 상기 재단 시에 상기 초음파 나이프의 날끝이 상기 탄소섬유를 관통해 이동하는 것을 허용하도록 상기 특정 패턴과 동일한 패턴의 홈이 형성되며, 진공에 의해 상기 탄소섬유가 상기 안착면에 밀착되도록 상기 안착면에 복수의 흡입홀이 형성된 커팅 플레이트;
상기 커팅 플레이트가 상부에 설치되고, 상기 흡입홀과 연통하는 진공박스를 포함하는 커팅베드; 및
상기 진공박스와 연결되고, 상기 탄소섬유가 상기 흡입홀에서 발생되는 흡입력을 통해 상기 커팅 플레이트에 밀착되도록 상기 진공박스의 내부 공기를 흡입하는 진공펌프
를 포함하고,
상기 흡입홀은 상기 안착면에 있어서 상기 홈의 내측 가장자리 또는 외측 가장자리에서 상기 특정 패턴의 형상에 대응되어 상기 홈을 따라 형성된 복수의 패턴홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 강화 플라스틱 제조용 탄소섬유 재단장치.
In the CFRP cutting device for fixing the carbon fiber and cutting the carbon fiber in a specific pattern,
an ultrasonic knife for cutting the carbon fiber into the specific pattern;
A seating surface on which the carbon fiber is placed is formed, and a groove having the same pattern as the specific pattern is formed on the seating surface to allow the blade tip of the ultrasonic knife to pass through the carbon fiber during cutting, and the vacuum a cutting plate having a plurality of suction holes formed on the seating surface so that the carbon fibers are in close contact with the seating surface;
a cutting bed having the cutting plate installed thereon and including a vacuum box communicating with the suction hole; and
A vacuum pump that is connected to the vacuum box and sucks air inside the vacuum box so that the carbon fiber adheres to the cutting plate through the suction force generated from the suction hole.
including,
The suction hole comprises a plurality of pattern holes formed along the groove corresponding to the shape of the specific pattern at the inner edge or outer edge of the groove on the seating surface. Device.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 커팅 플레이트는 상기 홈 바닥에도 흡입홀이 형성된 것을 특징으로 하는 탄소섬유 강화 플라스틱 제조용 탄소섬유 재단장치.
According to claim 1,
The cutting plate is a carbon fiber cutting device for producing carbon fiber reinforced plastic, characterized in that the suction hole is formed at the bottom of the groove.
제1항에 있어서,
상기 진공박스는 상기 탄소섬유에 작용하는 내부공간에 격벽이 형성되며, 상기 격벽에 의해 분할된 복수의 상기 내부공간은 상기 진공펌프와 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 강화 플라스틱 제조용 탄소섬유 재단장치.
According to claim 1,
The vacuum box has a partition wall formed in an inner space acting on the carbon fiber, and a plurality of the inner spaces divided by the partition wall are connected to the vacuum pump, respectively. .
제1항에 있어서,
상기 커팅 플레이트는 금속소재인 것을 특징으로 하는 탄소섬유 강화 플라스틱 제조용 탄소섬유 재단장치.
According to claim 1,
The cutting plate is a carbon fiber cutting device for producing carbon fiber reinforced plastic, characterized in that the metal material.
제1항에 있어서,
상기 탄소섬유를 공급하여 상기 탄소섬유가 상기 커팅 플레이트의 상기 안착면으로 공급하는 공급롤러;
상기 공급롤러에서 공급된 상기 탄소섬유를 상기 커팅베드의 상기 커팅 플레이트의 상면으로 이동시키는 핀치롤러; 및
절단되고 남은 상기 탄소섬유를 회수하도록 상기 커팅베드의 타측에 설치된 권취롤러를 추가로 포함하는 탄소섬유 강화 플라스틱 제조용 탄소섬유 재단장치.
According to claim 1,
a supply roller supplying the carbon fibers to the seating surface of the cutting plate;
a pinch roller for moving the carbon fiber supplied from the supply roller to the upper surface of the cutting plate of the cutting bed; and
A carbon fiber cutting device for manufacturing carbon fiber reinforced plastics, further comprising a winding roller installed on the other side of the cutting bed to recover the carbon fibers remaining after being cut.
제6항에 있어서,
상기 핀치롤러의 하부에서부터 상기 탄소섬유의 진행방향으로 하향 경사진 제1경사부가 형성된 것을 특징으로 하는 탄소섬유 강화 플라스틱 제조용 탄소섬유 재단장치.
According to claim 6,
Carbon fiber cutting device for manufacturing carbon fiber reinforced plastic, characterized in that the first inclined portion is formed downwardly inclined from the lower portion of the pinch roller in the traveling direction of the carbon fiber.
제6항에 있어서,
상기 커팅베드의 타측에는 절단 후 남은 상기 탄소섬유가 흘러내리도록 상기 커팅베드의 일단에서부터 하방으로 하향 경사진 제2경사부가 형성된 것을 특징으로 하는 탄소섬유 강화 플라스틱 제조용 탄소섬유 재단장치.
According to claim 6,
A carbon fiber cutting device for manufacturing carbon fiber reinforced plastic, characterized in that a second inclined portion inclined downward from one end of the cutting bed is formed on the other side of the cutting bed so that the carbon fiber remaining after cutting flows down.
제8항에 있어서,
상기 권취롤러는 상기 탄소섬유가 상기 제2경사부의 끝단과 상기 권취롤러 사이에 U자형으로 걸리도록 상기 제2경사부와 설정된 간격으로 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 강화 플라스틱 제조용 탄소섬유 재단장치.
According to claim 8,
The winding roller is carbon fiber cutting for manufacturing carbon fiber reinforced plastic, characterized in that the carbon fiber is formed spaced apart from the second inclined portion at a set interval so that the carbon fiber is caught in a U shape between the end of the second inclined portion and the winding roller. Device.
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