KR102529929B1 - System and method for manufacturing composite material - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복합 소재를 적층시킬 수 있는 동시에, 금형에 간편하게 수용될 수 있는 얇은 박판 형상의 적층판을 이용하여 금형들 간의 복합 소재 이송을 용이하게 할 수 있는 복합 소재 제조 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 복합 소재를 성형할 수 있도록 제 1 캐비티 공간이 형성되는 제 1 금형; 상기 제 1 금형과 형합되어 상기 복합 소재를 성형하는 제 2 금형; 및 상기 복합 소재의 형상이 유지될 수 있도록 상기 복합 소재를 지지하고, 상기 제 2 금형으로부터 착탈이 가능하게 분리되어 상기 복합 소재와 함께 이송될 수 있도록 상기 제 2 금형에 형성된 수용부에 인서트 수용될 수 있는 적층판;을 포함할 수 있다.The present invention relates to a composite material manufacturing system and method capable of facilitating the transfer of composite materials between molds using a thin plate-shaped laminate that can be easily accommodated in a mold while simultaneously laminating composite materials. A first mold in which a first cavity space is formed to mold a material; a second mold molded with the first mold to mold the composite material; and a receiving portion formed in the second mold to support the composite material so that the shape of the composite material can be maintained, and to be detachably separated from the second mold and transferred together with the composite material to be inserted and accommodated. It may include; a laminated plate that may be.
Description
본 발명은 복합 소재 제조 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복합 소재를 적층시킬 수 있는 동시에, 금형에 간편하게 수용될 수 있는 얇은 박판 형상의 적층판을 이용하여 금형들 간의 복합 소재 이송을 용이하게 할 수 있는 복합 소재 제조 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composite material manufacturing system and method, and more particularly, to facilitate the transfer of composite materials between molds by using a thin plate-shaped laminate that can be easily accommodated in a mold while being able to laminate composite materials. It relates to a composite material manufacturing system and method that can do.
일반적으로, 탄소 섬유 복합 소재 등의 복합 소재는 특유의 강성과 경량소재의 특징으로 인해 항공, 우주, 자동차 등 다양한 산업에 활발히 사용되고 있다.In general, composite materials such as carbon fiber composite materials are actively used in various industries such as aviation, space, and automobiles due to their unique rigidity and lightweight characteristics.
탄소 섬유 복합 소재는 일반적으로 소재가 미리 함침된 중간재인 프리프레크(Prepreg), 열가소성 시트를 사용하여 성형하거나, 드라이 패브릭(Dry fabric)에 수지를 함침시켜서 성형할 수 있다.Carbon fiber composite materials can generally be molded by using a prepreg or thermoplastic sheet, which is an intermediate material impregnated in advance, or by impregnating a dry fabric with a resin.
프리프레그를 활용할 경우에는 대부분 수작업에 의해서 소재를 적층하고, 오토클레이브에 넣어서 경화를 하는 방식으로 성형을 위해 하루 정도 시간이 소요된다.In the case of using prepreg, it takes about a day for molding by laminating materials by hand and curing by putting them in an autoclave.
이처럼 느린 오토클레이브의 성형 속도를 개선하기 위해 다양한 공정 개발이 이루어지고 있는데, 그 중 하나가 프레스를 활용한 프리프레그 컴퓨레션 몰딩(Prepreg Compression Molding) 공법이다.Various processes are being developed to improve the molding speed of such a slow autoclave, and one of them is a prepreg compression molding method using a press.
그러나, 기존의 프리프레그 컴퓨레션 몰딩 공법은 금형 내부에 복합 소재가 직접적으로 로딩되는 것으로서, 예컨대, 예열 금형, 경화 금형, 냉각 금형 등 복수개의 금형을 이용하여 복합 소재를 다차에 걸쳐 성형하는 과정에서 복합 소재의 부위별 경화도에 따라 복합 소재의 형상이 변화되어 정확한 위치로 정렬되지 못하는 등의 문제점들이 있었다.However, in the existing prepreg compression molding method, a composite material is directly loaded into a mold, for example, in the process of molding a composite material in multiple stages using a plurality of molds such as a preheating mold, a hardening mold, and a cooling mold. There have been problems such as the shape of the composite material being changed according to the degree of curing of each part of the composite material and thus not being aligned in an accurate position.
이러한 기존의 문제점을 해결하기 위해서 이동이 가능한 별도의 이동 금형이 시도되었으나, 이러한 이동 금형 역시, 상형과 하형이 모두 존재하는 것으로서, 그 부피와 무게가 증대되어 이동이 불편하고, 이동 금형을 본 금형에 거치시키는 작업에 시간과 작업 공수가 많이 소요되는 등 많은 문제점들이 있었다.In order to solve these existing problems, a separate movable mold has been tried, but this movable mold also has both an upper mold and a lower mold, and its volume and weight increase, making it inconvenient to move. There were many problems such as time and man-hours required for the installation work.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 금형으로부터 분리된 상태로 별도의 장소에서 복합 소재를 적층시킬 수 있는 동시에, 금형에 간편하게 수용될 수 있는 얇은 박판 형상의 적층판을 이용하여 금형들 간의 복합 소재 이송을 용이하게 하고, 이송시 복합 소재의 변형을 방지하여 정렬을 용이하게 할 수 있으며, 이를 통해서 양질의 제품을 생산할 수 있고, 장비의 경제성과 신뢰성 및 생산성을 크게 향상시킬 수 있게 하는 복합 소재 제조 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is intended to solve various problems including the above problems, and provides a thin sheet-shaped laminate that can be easily accommodated in a mold while being able to laminate a composite material in a separate place in a state separated from a mold. It facilitates the transfer of composite materials between molds and facilitates alignment by preventing deformation of the composite materials during transfer. Through this, it is possible to produce high-quality products and greatly improve the economy, reliability and productivity of equipment. It is an object to provide a composite material manufacturing system and method that enables this. However, these tasks are illustrative, and the scope of the present invention is not limited thereby.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 복합 소재 제조 시스템은, 복합 소재를 성형할 수 있도록 제 1 캐비티 공간이 형성되는 제 1 금형; 상기 제 1 금형과 형합되어 상기 복합 소재를 성형하는 제 2 금형; 및 상기 복합 소재의 형상이 유지될 수 있도록 상기 복합 소재를 지지하고, 상기 제 2 금형으로부터 착탈이 가능하게 분리되어 상기 복합 소재와 함께 이송될 수 있도록 상기 제 2 금형에 형성된 수용부에 인서트 수용될 수 있는 적층판;을 포함할 수 있다.A composite material manufacturing system according to the spirit of the present invention for solving the above problems, a first mold in which a first cavity space is formed so as to mold a composite material; a second mold molded with the first mold to mold the composite material; and a receiving portion formed in the second mold to support the composite material so that the shape of the composite material can be maintained, and to be detachably separated from the second mold and transferred together with the composite material to be inserted and accommodated. It may include; a laminated plate that may be.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 금형은 상형이고, 상기 제 2 금형은 하형이며, 상기 적층판은, 상기 상형과 상기 하형의 형합시, 상면의 적어도 일부분은 상기 복합 소재와 직접적으로 접촉되고, 하면은 상기 하형과 직접적으로 접촉되는 금속판일 수 있다.In addition, according to the present invention, the first mold is an upper mold, the second mold is a lower mold, and when the upper mold and the lower mold are molded, at least a part of the upper surface of the laminated plate is in direct contact with the composite material, The lower surface may be a metal plate directly contacting the lower mold.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 적층판은, 상기 제 2 금형의 열을 상기 복합 소재에 전달할 수 있도록 열전도성 재질로 이루어질 수 있다.Further, according to the present invention, the laminated plate may be made of a thermally conductive material so as to transfer heat from the second mold to the composite material.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 적층판은, 상면에 상기 제 1 캐비티 공간과 대응되는 제 2 캐비티 공간이 형성되고, 일정한 두께로 평평하거나 절곡된 박판 형태일 수 있다.Further, according to the present invention, the laminated plate may have a second cavity space corresponding to the first cavity space formed on an upper surface thereof, and may have a flat or bent thin plate shape with a predetermined thickness.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 적층판은, 열전달 표면적을 넓게 하기 위하여 하면에 요철면이 형성될 수 있다.In addition, according to the present invention, the laminated plate may have a concave-convex surface formed on the lower surface in order to increase the heat transfer surface area.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 적층판은, 복합 소재용 수지의 외부 유출을 방지할 수 있도록 테두리부분에 엣지 댐부가 형성될 수 있다.In addition, according to the present invention, the edge portion of the laminated plate may be formed with an edge dam to prevent the outflow of the composite material resin.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 2 금형은, 형개시 상기 적층판의 분리가 용이하도록 상기 적층판을 들어올리는 이젝트 핀이 설치될 수 있다.Further, according to the present invention, the second mold may be provided with an eject pin for lifting the laminated plate so that the laminated plate can be easily separated when the mold is opened.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 2 금형은, 형개시 상기 적층판의 분리가 용이하도록 상기 적층판 방향으로 에어를 분사하는 에어 분사 장치가 설치될 수 있다.In addition, according to the present invention, the second mold may be provided with an air blowing device for blowing air in the direction of the laminated plate to facilitate separation of the laminated plate during mold opening.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 금형과 상기 제 2 금형 사이 또는 상기 제 1 금형과 상기 적층판 사이에 설치되는 실링 부재;를 더 포함할 수 있다.In addition, according to the present invention, a sealing member installed between the first mold and the second mold or between the first mold and the laminated plate; may further include.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 금형과 상기 제 2 금형은, 적어도 상기 복합 소재를 예열하는 예열 금형, 상기 복합 소재를 경화시키는 경화 금형, 상기 복합 소재를 냉각시키는 냉각 금형 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.In addition, according to the present invention, the first mold and the second mold include at least a preheating mold for preheating the composite material, a curing mold for curing the composite material, a cooling mold for cooling the composite material, and combinations thereof. Any one or more of them may be selected.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 복합 소재 제조 방법은, (a) 적층판 상에 복합 소재 또는 프리프레그 소재를 적층하는 단계; (b) 상기 적층판을 예열 금형에 장착하여 상기 복합 소재를 예열하는 단계; (c) 상기 예열 금형으로부터 분리된 상기 적층판을 경화 금형에 장착하여 상기 복합 소재를 경화하는 단계; (d) 필요에 따라서, 상기 경화 금형으로부터 분리된 상기 적층판을 냉각 금형에 장착하여 상기 복합 소재를 냉각하는 단계; (e) 상기 적층판을 상기 경화 금형 또는 상기 냉각 금형으로부터 분리하는 단계; 및 (f) 완성된 상기 복합 소재를 상기 적층판으로부터 탈거하는 단계;를 포함할 수 있다.On the other hand, a composite material manufacturing method according to the spirit of the present invention for solving the above problems, (a) laminating a composite material or prepreg material on a laminated plate; (b) preheating the composite material by mounting the laminate in a preheating mold; (c) curing the composite material by mounting the laminate plate separated from the preheating mold to a curing mold; (d) if necessary, mounting the laminate plate separated from the curing mold to a cooling mold to cool the composite material; (e) separating the laminate from the curing mold or the cooling mold; and (f) removing the finished composite material from the laminated plate.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 금형으로부터 분리된 상태로 별도의 장소에서 복합 소재를 적층시킬 수 있는 동시에, 금형에 간편하게 수용될 수 있는 얇은 박판 형상의 적층판을 이용하여 금형들 간의 복합 소재 이송을 용이하게 하고, 이송시 복합 소재의 변형을 방지하여 정렬을 용이하게 할 수 있으며, 이를 통해서 양질의 제품을 생산할 수 있고, 장비의 경제성과 신뢰성 및 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to some embodiments of the present invention made as described above, the composite material can be laminated in a separate place in a state separated from the mold, and at the same time, using a thin sheet-shaped laminate that can be easily accommodated in the mold, the mold It facilitates the transportation of composite materials between fields and facilitates alignment by preventing deformation of composite materials during transportation. to have an effect. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 복합 소재 제조 시스템을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 복합 소재 제조 시스템을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 복합 소재 제조 시스템을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 1의 복합 소재 제조 시스템의 적층판의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 1의 복합 소재 제조 시스템의 적층판의 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 6는 도 1의 복합 소재 제조 시스템의 적층판의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 1의 복합 소재 제조 시스템의 복합 소재 제조 과정을 단계적으로 설명하는 단면도들이다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 복합 소재 제조 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a cross-sectional view showing a composite material manufacturing system according to some embodiments of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a composite material manufacturing system according to some other embodiments of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a composite material manufacturing system according to some other embodiments of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing an example of a laminated sheet of the composite material manufacturing system of FIG. 1 .
5 is a cross-sectional view showing another example of a laminated sheet of the composite material manufacturing system of FIG. 1 .
6 is a cross-sectional view showing another example of a laminated sheet of the composite material manufacturing system of FIG. 1 .
7 is a cross-sectional view illustrating a composite material manufacturing process of the composite material manufacturing system of FIG. 1 step by step.
8 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a composite material according to some embodiments of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, various preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is as follows It is not limited to the examples. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art. In addition, the thickness or size of each layer in the drawings is exaggerated for convenience and clarity of explanation.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to drawings schematically showing ideal embodiments of the present invention. In the drawings, variations of the depicted shape may be expected, depending on, for example, manufacturing techniques and/or tolerances. Therefore, embodiments of the inventive concept should not be construed as being limited to the specific shape of the region shown in this specification, but should include, for example, a change in shape caused by manufacturing.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 복합 소재 제조 시스템(100)을 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a composite
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 복합 소재 제조 시스템(100)은, 탄소 섬유층과, 에폭시 층이 겹겹이 적층되어 이루어지는 탄소 섬유 복합 소재 등의 복합 소재(1)를 성형할 수 있도록 제 1 캐비티 공간(C1)이 형성되는 제 1 금형(M1)과, 상기 제 1 금형(M1)과 형합되어 상기 복합 소재(1)를 성형하는 제 2 금형(M2) 및 상기 복합 소재(1)의 형상이 유지될 수 있도록 상기 복합 소재(1)를 지지하고, 상기 제 2 금형(M2)으로부터 착탈이 가능하게 분리되어 상기 복합 소재(1)와 함께 이송될 수 있도록 상기 제 2 금형(M2)에 형성된 수용부(B)에 인서트 수용될 수 있는 적층판(40)을 포함할 수 있다.First, as shown in FIG. 1, the composite
여기서, 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 금형(M1)은 상형이고, 상기 제 2 금형(M2)은 하형이며, 상기 제 1 금형(M1)과 상기 제 2 금형(M2)의 내부에는 열매체 라인이나 냉매체 라인 등 열교환 라인(L)이 형성될 수 있다.Here, for example, as shown in FIG. 1, the first mold (M1) is an upper mold, the second mold (M2) is a lower mold, and the first mold (M1) and the second mold (M2) A heat exchange line L such as a heat medium line or a cool medium line may be formed inside.
그러나, 이러한, 상기 제 1 금형(M1)과 상기 제 2 금형(M2)의 형상 및 구조는 도면에 반드시 국한되지 않는 것으로서, 제조될 제품의 형상에 따라서 매우 다양한 형상, 재질, 종류 등의 금형들이 모두 적용될 수 있다.However, the shape and structure of the first mold M1 and the second mold M2 are not necessarily limited to the drawings, and molds of various shapes, materials, and types may be used depending on the shape of the product to be manufactured. All can be applied.
또한, 예컨대, 상기 적층판(40)은, 상기 상형과 상기 하형의 형합시, 상면의 적어도 일부분은 상기 복합 소재(1)와 직접적으로 접촉되고, 하면은 상기 하형과 직접적으로 접촉되는 두께가 5mm 내지 30mm인 열전도성 금속판일 수 있다.In addition, for example, when the upper mold and the lower mold are molded, at least a part of the upper surface of the laminated
즉, 상기 적층판(40)은 5mm 이하로 두께가 너무 얇을 경우, 너무 얇아서 형상이 쉽게 변할 수 있기 때문에 상기 복합 소재(1)까지 변형시킬 수 있고, 30mm 이상으로 두께가 너무 두꺼운 경우, 열전도 시간이 많이 소요되어 상기 복합 소재(1)의 성형 시간이 많이 소요될 수 있다.That is, when the thickness of the laminated
따라서, 반복적인 시뮬레이션 및 실험 결과, 상기 적층판(40)은, 두께가 5mm 내지 30mm일 경우, 가장 바람직한 것을 확인할 수 있었다.Therefore, as a result of repeated simulations and experiments, it was confirmed that the
또한, 예컨대, 상기 적층판(40)은, 상기 제 2 금형(M2)의 열을 상기 복합 소재(1)에 전달할 수 있도록 열전도성 재질로 이루어질 수 있고, 상기 적층판(40)은, 상면에 상기 제 1 캐비티 공간(C1)과 대응되는 제 2 캐비티 공간(C2)이 형성되고, 일정한 두께로 평평하거나 절곡된 박판 형태일 수 있다.In addition, for example, the laminated
또한, 예컨대, 상기 적층판(40)은, 상기 제 2 금형(M2)의 열을 상기 복합 소재(1)에 전달할 수 있도록 열전도성 재질로 이루어질 수 있다.Also, for example, the laminated
또한, 예컨대, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 복합 소재 제조 시스템(100)은, 상기 제 1 금형(M1)과 상기 제 2 금형(M2) 사이 또는 상기 제 1 금형(M1)과 상기 적층판(40) 사이에 설치되는 실링 부재(S)를 더 포함할 수 있다.In addition, for example, the composite
따라서, 본 발명에 따르면, 상기 적층판(40)은 상기 복합 소재(1)와 함께 상기 금형들 사이에 삽입되어 상기 복합 소재(1)와 함께 가압 및 가열될 수 있는 것으로서, 상기 금형으로부터 이탈되어 상기 복합 소재(1)를 운반하는 운반용 트레이의 역할도 할 수 있다.Therefore, according to the present invention, the laminated
그러므로, 본 발명에 의하면, 금형으로부터 분리된 상태로 별도의 장소에서 상기 적층판(40) 위에 상기 복합 소재(1)를 적층시킬 수 있는 동시에, 금형에 간편하게 수용될 수 있는 얇은 박판 형상의 상기 적층판(40)을 이용하여 금형들 간의 복합 소재 이송을 용이하게 하고, 이송시 복합 소재의 변형을 방지하여 정렬을 용이하게 할 수 있으며, 이를 통해서 양질의 제품을 생산할 수 있고, 장비의 경제성과 신뢰성 및 생산성을 크게 향상시킬 수 있다Therefore, according to the present invention, the
도 2는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 복합 소재 제조 시스템(200)을 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a composite
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 복합 소재 제조 시스템(200)의 제 2 금형(M2)은, 형개시 상기 적층판(40)의 분리가 용이하도록 상기 적층판(40)을 들어올리는 이젝트 핀(P)이 설치될 수 있다.As shown in FIG. 2 , the second mold M2 of the composite
따라서, 이러한 상기 이젝트 핀(P)을 이용하여 필요에 따라 상기 제 2 금형(M2)으로부터 상기 적층판(40)을 매우 간단하게 분리시킬 수 있다.Therefore, the
도 3은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 복합 소재 제조 시스템(300)을 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a composite
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 복합 소재 제조 시스템(300)의 제 2 금형(M2)은, 형개시 상기 적층판(40)의 분리가 용이하도록 상기 적층판(40) 방향으로 에어를 분사하는 에어 분사 장치(A)가 설치될 수 있다.As shown in Figure 3, the second mold (M2) of the composite
따라서, 이러한 상기 에어 분사 장치(A)을 이용하여 필요에 따라 상기 제 2 금형(M2)으로부터 상기 적층판(40)을 매우 간단하게 분리시킬 수 있다.Therefore, the
도 4는 도 1의 복합 소재 제조 시스템(100)의 적층판(40)의 일례를 나타내는 단면도이다.FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the
도 4에 도시된 바와 같이, 도 1의 복합 소재 제조 장치(100)의 상기 적층판(40)은, 상면에 상기 제 1 캐비티 공간(C1)과 대응되는 제 2 캐비티 공간(C2)이 형성되고, 일정한 두께로 평평하거나 절곡된 박판 형태일 수 있다.As shown in FIG. 4, the
따라서, 일정한 두께인 경우, 전체 영역을 통해 열전달량이 균일하여 부분적인 과열 또는 과냉을 방지할 수 있다.Therefore, when the thickness is constant, the amount of heat transfer is uniform over the entire area, so that partial overheating or overcooling can be prevented.
도 5는 도 1의 복합 소재 제조 시스템(100)의 적층판(40)의 다른 일례를 나타내는 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing another example of the
도 5에 도시된 바와 같이, 예컨대, 상기 적층판(41)은, 열전달 표면적을 넓게 하기 위하여 하면에 요철면(G)이 형성될 수 있다.As shown in FIG. 5 , for example, a concave-convex surface G may be formed on the lower surface of the laminate 41 to increase a heat transfer surface area.
따라서, 이렇한 상기 요철면(G)을 이용하여 열전달 표면적을 넓게 할 수 있고, 이를 통해서 상기 복합 소재(1)의 열전달 성형 시간을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the heat transfer surface area can be widened by using the concave-convex surface G, and through this, the heat transfer molding time of the
도 6는 도 1의 복합 소재 제조 시스템(100)의 적층판(40)의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of the
도 6에 도시된 바와 같이, 도 1의 복합 소재 제조 장치(100)의 상기 적층판(42)은, 복합 소재용 수지의 외부 유출을 방지할 수 있도록 테두리부분에 엣지 댐부(D)가 형성될 수 있다.As shown in FIG. 6, the
따라서, 이러한 상기 엣지 댐부(D)를 이용하여 상기 복합 소재(1)의 에폭시 수지층이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to prevent the epoxy resin layer of the
도 7은 도 1의 복합 소재 제조 시스템(100)의 복합 소재 제조 과정을 단계적으로 설명하는 단면도들이다.7 is a cross-sectional view illustrating a composite material manufacturing process of the composite
도 7에 도시된 바와 같이, 도 1의 복합 소재 제조 시스템(100)의 복합 소재 제조 과정을 단계적으로 설명하면, 상기 제 1 금형(M1)과 상기 제 2 금형(M2)은, 적어도 상기 복합 소재(1)를 예열하는 예열 금형(10), 상기 복합 소재를 경화시키는 경화 금형(20), 상기 복합 소재를 냉각시키는 냉각 금형(30) 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있는 것으로서, 먼저, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 적층판(40) 상에 복합 소재(1) 또는 프리프레그 소재를 적층할 수 있다. 이어서, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 적층판(40)을 예열 금형(10)에 장착하여 상기 복합 소재(1)를 예열할 수 있다. 이어서, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 예열 금형(10)으로부터 분리된 상기 적층판(40)을 경화 금형에 장착하여 상기 복합 소재(1)를 경화할 수 있다. 이어서, 도 7의 (d)에 도시된 바와 같이, 필요에 따라서, 상기 경화 금형(20)으로부터 분리된 상기 적층판(40)을 냉각 금형에 장착하여 상기 복합 소재(1)를 냉각할 수 있다. 이어서, 도 7의 (e) 상기 적층판(40)을 상기 경화 금형(20) 또는 상기 냉각 금형(30)으로부터 분리할 수 있고, 도 7의 (f)에 도시된 바와 같이, 완성된 상기 복합 소재(1)를 상기 적층판(40)으로부터 탈거할 수 있다.As shown in FIG. 7, when the composite material manufacturing process of the composite
그러므로, 상기 적층판(40)을 이용하여 상기 복합 소재(1)를 적층시킬 수 있는 동시에, 상기 복합 소재(1)을 각각의 금형들로 운반할 수 있고, 각각의 금형들 내부에 장착하여 다단 프레스 공정을 수행할 수 있으며, 최종적으로 상기 적층판(40)으로부터 제품을 쉽게 탈거하는 것도 가능하다. 즉, 이러한, 상기 적층판(40)을 대량으로 준비하여 대량의 제품을 쉽고 빠르고 정밀하게 생산할 수 있다. Therefore, the
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 복합 소재 제조 방법을 나타내는 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a composite material according to some embodiments of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 복합 소재 제조 방법은, (a) 적층판(40) 상에 복합 소재(1) 또는 프리프레그 소재를 적층하는 단계와, (b) 상기 적층판(40)을 예열 금형(10)에 장착하여 상기 복합 소재(1)를 예열하는 단계와, (c) 상기 예열 금형(10)으로부터 분리된 상기 적층판(40)을 경화 금형에 장착하여 상기 복합 소재(1)를 경화하는 단계와, (d) 필요에 따라서, 상기 경화 금형(20)으로부터 분리된 상기 적층판(40)을 냉각 금형에 장착하여 상기 복합 소재(1)를 냉각하는 단계와, (e) 상기 적층판(40)을 상기 경화 금형(20) 또는 상기 냉각 금형(30)으로부터 분리하는 단계 및 (f) 완성된 상기 복합 소재(1)를 상기 적층판(40)으로부터 탈거하는 단계를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 8, a composite material manufacturing method according to some embodiments of the present invention includes (a) laminating a
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
1: 복합 소재
M1: 제 1 금형
M2: 제 2 금형
C1: 제 1 캐비티 공간
C2: 제 2 캐비티 공간
40, 41, 42: 적층판
B: 수용부
G: 요철면
D: 엣지 댐부
P: 이젝트 핀
A: 에어 분사 장치
S: 실링 부재
L: 열교환 라인
10: 예열 금형
20: 경화 금형
30: 냉각 금형
100, 200, 300: 복합 소재 제조 시스템1: composite material
M1: first mold
M2: 2nd mold
C1: first cavity space
C2: second cavity space
40, 41, 42: laminated plate
B: receptacle
G: uneven surface
D: edge dam
P: eject pin
A: Air blowing device
S: sealing member
L: heat exchange line
10: preheating mold
20: curing mold
30: cooling mold
100, 200, 300: composite material manufacturing system
Claims (11)
상기 제 1 금형과 형합되어 상기 복합 소재를 성형하는 제 2 금형; 및
상기 복합 소재의 형상이 유지될 수 있도록 상기 복합 소재를 지지하고, 상기 제 2 금형으로부터 착탈이 가능하게 분리되어 상기 복합 소재와 함께 이송될 수 있도록 상기 제 2 금형에 형성된 수용부에 인서트 수용될 수 있는 적층판; 을 포함하고,
상기 적층판은, 열전달 표면적을 넓게 하기 위하여 하면에 요철면이 형성되고,
상기 적층판은, 복합 소재용 수지의 외부 유출을 방지할 수 있도록 테두리부분에 엣지 댐부가 형성되는, 복합 소재 제조 시스템.A first mold in which a first cavity space is formed to mold a composite material;
a second mold molded with the first mold to mold the composite material; and
An insert can be accommodated in a receiving part formed in the second mold to support the composite material so that the shape of the composite material can be maintained, and to be detachably separated from the second mold and transported together with the composite material. laminated plate; including,
The laminated plate has a concave-convex surface formed on the lower surface in order to widen the heat transfer surface area,
The laminated plate, composite material manufacturing system, the edge dam is formed on the edge portion to prevent the outflow of the resin for the composite material to the outside.
상기 제 1 금형은 상형이고, 상기 제 2 금형은 하형이며,
상기 적층판은,
상기 상형과 상기 하형의 형합시, 상면의 적어도 일부분은 상기 복합 소재와 직접적으로 접촉되고, 하면은 상기 하형과 직접적으로 접촉되는 금속판인, 복합 소재 제조 시스템.According to claim 1,
The first mold is an upper mold, the second mold is a lower mold,
The laminated plate,
When the upper mold and the lower mold are molded, at least a portion of the upper surface is in direct contact with the composite material, and the lower surface is a metal plate directly in contact with the lower mold.
상기 적층판은, 상기 제 2 금형의 열을 상기 복합 소재에 전달할 수 있도록 열전도성 재질로 이루어지는, 복합 소재 제조 시스템.According to claim 1,
The laminated plate is made of a thermally conductive material so as to transfer the heat of the second mold to the composite material, composite material manufacturing system.
상기 적층판은, 상면에 상기 제 1 캐비티 공간과 대응되는 제 2 캐비티 공간이 형성되고, 일정한 두께로 평평하거나 절곡된 박판 형태인, 복합 소재 제조 시스템.According to claim 1,
The laminated plate has a second cavity space corresponding to the first cavity space formed on an upper surface thereof, and is in the form of a flat or bent thin plate having a predetermined thickness.
상기 제 2 금형은, 형개시 상기 적층판의 분리가 용이하도록 상기 적층판을 들어올리는 이젝트 핀이 설치되는, 복합 소재 제조 시스템.According to claim 1,
In the second mold, an eject pin for lifting the laminated plate is installed so that the laminated plate can be easily separated when the mold is opened.
상기 제 2 금형은, 형개시 상기 적층판의 분리가 용이하도록 상기 적층판 방향으로 에어를 분사하는 에어 분사 장치가 설치되는, 복합 소재 제조 시스템.According to claim 1,
The second mold is provided with an air blowing device for blowing air in the direction of the laminated plate to facilitate separation of the laminated plate during mold opening.
상기 제 1 금형과 상기 제 2 금형 사이 또는 상기 제 1 금형과 상기 적층판 사이에 설치되는 실링 부재;
를 더 포함하는, 복합 소재 제조 시스템.According to claim 1,
a sealing member installed between the first mold and the second mold or between the first mold and the laminated plate;
Further comprising a composite material manufacturing system.
상기 제 1 금형과 상기 제 2 금형은, 적어도 상기 복합 소재를 예열하는 예열 금형, 상기 복합 소재를 경화시키는 경화 금형, 상기 복합 소재를 냉각시키는 냉각 금형 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는, 복합 소재 제조 시스템.According to claim 1,
The first mold and the second mold are selected from at least one of a preheating mold for preheating the composite material, a curing mold for curing the composite material, a cooling mold for cooling the composite material, and combinations thereof. Composite material manufacturing system.
(b) 상기 적층판을 예열 금형에 장착하여 상기 복합 소재를 예열하는 단계;
(c) 상기 예열 금형으로부터 분리된 상기 적층판을 경화 금형에 장착하여 상기 복합 소재를 경화하는 단계;
(d) 상기 경화 금형으로부터 분리된 상기 적층판을 냉각 금형에 장착하여 상기 복합 소재를 냉각하는 단계;
(e) 상기 적층판을 상기 냉각 금형으로부터 분리하는 단계; 및
(f) 완성된 상기 복합 소재를 상기 적층판으로부터 탈거하는 단계; 를 포함하고,
상기 적층판은, 열전달 표면적을 넓게 하기 위하여 하면에 요철면이 형성되고,
상기 적층판은, 복합 소재용 수지의 외부 유출을 방지할 수 있도록 테두리부분에 엣지 댐부가 형성되는, 복합 소재 제조 방법.(a) laminating a composite material or a prepreg material on a laminated plate;
(b) preheating the composite material by mounting the laminate in a preheating mold;
(c) curing the composite material by mounting the laminate plate separated from the preheating mold to a curing mold;
(d) mounting the laminate plate separated from the curing mold to a cooling mold to cool the composite material;
(e) separating the laminate from the cooling mold; and
(f) removing the finished composite material from the laminated plate; including,
The laminated plate has a concave-convex surface formed on the lower surface in order to widen the heat transfer surface area,
The laminated plate, composite material manufacturing method, the edge dam portion is formed on the edge portion to prevent the outflow of the composite material resin to the outside.
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| GRNT | Written decision to grant |