KR102591305B1 - 탄소 섬유를 이용한 선박 구조체 및 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시 예에 따르면, 탄소섬유를 이용해 선박 구조체를 제조하는 방법이 개시된다. 상기 방법은, 하부금형의 상측 면에 이형제를 도포하는 단계; 상기 탄소섬유 및 열경화성 수지로 이루어진 프리프레그를 이형제 상에 적층하는 단계; 진공필름으로 상기 하부금형 및 상기 프리프레그를 감싸 밀폐하고 상기 진공필름에 진공 파이프를 연결하는 단계; 상기 진공 파이프의 연결이 완료되면, 진공펌프를 가동해 진공을 걸어 상기 프리프레그 내에 있는 상기 열경화성 수지를 1차 압착하는 단계; 미리 설정된 시간이 경과되면, 상기 하부금형 및 상기 프리프레그로부터 상기 진공필름을 제거하고, 상기 상부금형을 상기 프리프레그의 상측 면에 배치시키는 단계; 상기 하부금형, 상기 프리프레그 및 상기 상부금형을 상기 진공필름으로 감싸고, 상기 진공필름에 상기 진공 파이프를 연결하는 단계; 상기 진공 파이프의 연결이 완료되면, 상기 진공펌프를 가동해 진공을 걸어 상기 프리프레그 내에 있는 상기 연결화성 수지를 2차 압착하는 단계; 미리 설정된 시간이 경과되면, 상기 상부금형, 상기 하부금형 및 상기 프리프레그로부터 상기 진공필름을 제거하고, 상기 프리프레그를 상기 상부금형 및 상기 하부금형으로부터 분리하는 단계; 상기 프리프레그를 내열필름으로 감싸고 상기 내열필름에 상기 진공 파이프를 연결하는 단계; 및 상기 진공 파이프의 연결이 완료되면, 상기 진공펌프를 가동해 진공을 걸고, 상기 내열필름으로 감싼 상기 프리프레그를 상기 상부금형 및 상기 하부금형으로 감싸 가압하는 동시에 가열하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 탄소 섬유를 이용한 선박 구조체 및 제조 방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
종래에는 탄소 섬유에 수지를 함침해서 보트와 같은 선박을 제조하는 방안이 사용되고 있다. 선박 모양을 가지는 하단 몰드에 탄소 섬유를 덮어놓고서, 롤러나 스프레이를 이용해서 수지를 함침하고 기포를 빼서, 경화시키는 방식이다. 이러한 방식은 작업자에 따른 제품의 차이가 많이 나고 외부 환경에 따른 제품의 품질 차이가 심하다는 문제가 있다.
또한, 결합된 탄소 섬유와 수지를 오토클레이브(Autoclave)에서 가열하여 경화시키는 방식이 많이 사용되나, 선박에 사용되는 구조체는 상대적으로 부피가 커서 오토클레이브에 넣어 경화시키기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은, 외부 가열 방식에 의해 경화된, 탄소 섬유를 이용한 선박 구조체 및 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은, 탄소섬유를 이용해 선박 구조체를 제조하는 방법을 제공한다.
상기 방법은, 하부금형의 상측 면에 이형제를 도포하는 단계; 상기 탄소섬유 및 열경화성 수지로 이루어진 프리프레그를 이형제 상에 적층하는 단계; 진공필름으로 상기 하부금형 및 상기 프리프레그를 감싸 밀폐하고 상기 진공필름에 진공 파이프를 연결하는 단계; 상기 진공 파이프의 연결이 완료되면, 진공펌프를 가동해 진공을 걸어 상기 프리프레그 내에 있는 상기 열경화성 수지를 1차 압착하는 단계; 미리 설정된 시간이 경과되면, 상기 하부금형 및 상기 프리프레그로부터 상기 진공필름을 제거하고, 상기 상부금형을 상기 프리프레그의 상측 면에 배치시키는 단계; 상기 하부금형, 상기 프리프레그 및 상기 상부금형을 상기 진공필름으로 감싸고, 상기 진공필름에 상기 진공 파이프를 연결하는 단계; 상기 진공 파이프의 연결이 완료되면, 상기 진공펌프를 가동해 진공을 걸어 상기 프리프레그 내에 있는 상기 연결화성 수지를 2차 압착하는 단계; 미리 설정된 시간이 경과되면, 상기 상부금형, 상기 하부금형 및 상기 프리프레그로부터 상기 진공필름을 제거하고, 상기 프리프레그를 상기 상부금형 및 상기 하부금형으로부터 분리하는 단계; 상기 프리프레그를 내열필름으로 감싸고 상기 내열필름에 상기 진공 파이프를 연결하는 단계; 및 상기 진공 파이프의 연결이 완료되면, 상기 진공펌프를 가동해 진공을 걸고, 상기 내열필름으로 감싼 상기 프리프레그를 상기 상부금형 및 상기 하부금형으로 감싸 가압하는 동시에 가열하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 가열하는 단계는, 가열장치가 원형 코일에 고주파 교류 전류를 가하여 생성한 교류자기장을 이용해 상기 상부금형 및 상기 하부금형을 가열하고, 가열된 상기 상부금형 및 상기 하부금형을 통해 상기 내열필름으로 감싼 상기 프리프레그를 가열하는 것일 수 있다.
또한, 상기 가열하는 단계는, 상기 프리프레그의 상측 및 하측에 각각 배치된 한 쌍의 가열장치가 상기 프리프레그를 향하여 방사하는 열을 이용해 상기 프리프레그를 가열하는 것일 수 있다.
또한, 상기 열경화성 수지를 1차 압착하는 단계의 진공압력은 상기 열경화성 수지를 2차 압착하는 단계 진공압력보다 작게 설정될 수 있다.
또, 본 발명의 다른 측면은, 탄소섬유를 이용해 선박 구조체를 제조하는 방법을 제공한다.
또한, 상기 방법은, 하부금형의 상측 면에 이형제를 도포하는 단계; 상기 탄소섬유를 상기 이형제 상에 적층하는 단계; 상기 하부금형 및 상기 탄소섬유를 진공필름으로 감싸여 밀폐하고, 상기 진공필름을 에폭시 유입 파이프 및 진공 파이프와 연결하는 단계; 상기 진공펌프를 가동시켜 상기 에폭시 유입 파이프와 연결된 에폭시 탱크로부터 상기 진공필름 내부로 에폭시 수지를 유입시키는 단계; 상기 탄소섬유와 상기 에폭시 수지의 함침이 완료되면, 상기 에폭시 유입 파이프 및 상기 진공 파이프를 제거하고, 미리 설정된 시간동안 상기 탄소섬유 및 상기 에폭시 수지를 1차 압착하는 단계; 상기 하부금형으로부터 상기 진공필름을 제거하고, 상기 하부금형의 상측에 상부금형을 배치하는 단계; 상기 하부금형 및 상기 하부금형을 상기 진공필름으로 감싸고, 상기 진공필름에 상기 진공 파이프를 연결하는 단계; 상기 하부금형, 상기 탄소섬유, 상기 에폭시 수지 및 상기 상부금형을 상기 진공필름으로 감싸고, 상기 진공필름에 상기 진공 파이프를 연결하는 단계; 상기 진공 파이프의 연결이 완료되면, 상기 진공펌프를 가동해 진공을 걸어 상기 에폭시 수지를 2차 압착하는 단계; 미리 설정된 시간이 경과되면, 상기 상부금형, 상기 하부금형, 상기 탄소섬유 및 상기 에폭시 수지로부터 상기 진공필름을 제거하고, 상기 탄소섬유 및 상기 에폭시 수지를 상기 상부금형 및 상기 하부금형으로부터 분리하는 단계; 상기 탄소섬유 및 상기 에폭시 수지를 내열필름으로 감싸고 상기 내열필름에 상기 진공 파이프를 연결하는 단계; 및 상기 진공 파이프의 연결이 완료되면, 상기 진공펌프를 가동해 진공을 걸고, 상기 내열필름으로 감싼 상기 탄소섬유 및 상기 에폭시 수지를 상기 상부금형 및 상기 하부금형으로 감싸 가압하는 동시에 가열하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 가열하는 단계는, 상기 탄소섬유 및 상기 에폭시 수지의 상측 및 하측에 각각 배치된 한 쌍의 가열장치가 상기 탄소섬유 및 상기 에폭시 수지를 향하여 방사하는 열을 이용해 상기 탄소섬유 및 상기 에폭시 수지를 가열하는 것일 수 있다.
또한, 상기 가열하는 단계는, 가열장치가 원형 코일에 고주파 교류 전류를 가하여 생성한 교류자기장을 이용해 상기 상부금형 및 상기 하부금형을 가열하고, 가열된 상기 상부금형 및 상기 하부금형을 통해 상기 내열필름으로 감싼 상기 탄소섬유 및 상기 에폭시 수지를 가열하는 것일 수 있다.
또한, 상기 에폭시 수지를 1차 압착하는 단계의 진공압력은 상기 에폭시 수지를 2차 압착하는 단계의 진공압력보다 작게 설정될 수 있다.
또한, 상기 에폭시 수지를 1차 압착하는 단계의 진공압력 및 상기 에폭시 수지를 2차 압착하는 단계의 진공압력은, 상기 내열필름에 걸린 진공압력보다 크게 설정될 수 있다.
또, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 탄소섬유를 이용해 선박 구조체를 제조하는 방법에 의해 제조된, 선박 구조체가 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 외부 가열 방식에 의해 탄소 섬유 구조체가 경화되므로, 상대적으로 부피가 커 오토클레이브 내에서 경화되기 어려운 탄소 섬유 구조체가 가열에 의해 경화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소 섬유를 이용한 선박 구조체 제조 방법에 사용되는 프리프레그, 하부금형 및 상부금형을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소 섬유를 이용한 선박 구조체 제조 방법의 과정을 도시하는 흐름도다.
도 3은 도 2의 S100단계의 구체적인 과정을 도시하는 흐름도다.
도 4는 도 2의 S200단계의 구체적인 과정을 도시하는 흐름도다.
도 5는 도 2의 S300단계의 구체적인 과정을 도시하는 흐름도다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소 섬유를 이용한 선박 구조체 제조 시스템에 대한 개요도이다.
도 7은 도 1에 따른 제조 장치의 하드웨어 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 과정에서 적용될 수 있는 무선 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국을 나타낸 도면이다.
도 10은 도 8에 따른 무선 통신 시스템에서 단말을 나타낸 도면이다.
도 11은 도 8에 따른 무선 통신 시스템에서 통신 인터페이스를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소 섬유를 이용한 선박 구조체 제조 방법의 과정을 도시하는 흐름도다.
도 3은 도 2의 S100단계의 구체적인 과정을 도시하는 흐름도다.
도 4는 도 2의 S200단계의 구체적인 과정을 도시하는 흐름도다.
도 5는 도 2의 S300단계의 구체적인 과정을 도시하는 흐름도다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소 섬유를 이용한 선박 구조체 제조 시스템에 대한 개요도이다.
도 7은 도 1에 따른 제조 장치의 하드웨어 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 과정에서 적용될 수 있는 무선 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국을 나타낸 도면이다.
도 10은 도 8에 따른 무선 통신 시스템에서 단말을 나타낸 도면이다.
도 11은 도 8에 따른 무선 통신 시스템에서 통신 인터페이스를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
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.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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.
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.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소 섬유를 이용한 선박 구조체 제조 방법에 사용되는 프리프레그(10), 하부금형(20) 및 상부금형(30)을 도시하는 도면이다.
프리프레그(10)는, 탄소 섬유와 미경화된 열경화성 수지로 구성된다. 선박 구조체를 성형할 수 있도록 형성된 상부금형과 하부금형 사이에 복수의 프리프레그(10)가 배치되고, 복수의 프리프레그(10) 내에 포함된 열경화성 수지가 경화됨에 따라 선박 구조체가 생성될 수 있다.
상부금형 및 하부금형은 선박 구조체를 성형하기 위한 한 쌍의 금형이며, 선박 구조체의 형상에 맞게 제작될 수 있다. 상부금형 및 하부금형을 맞물렸을 때, 상부금형 및 하부금형 사이에는 선박 구조체의 형상과 대응되는 공간이 생성된다.
일 실시 예에서, 상부금형 및 하부금형은 전도체로 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소 섬유를 이용한 선박 구조체 제조 방법의 과정을 도시하는 흐름도다.
도 3은 도 2의 S100단계의 구체적인 과정을 도시하는 흐름도다.
먼저, 하부금형의 상측 면에 이형제를 도포한다(S110).
이형제를 도포함에 따라 하부금형의 상측 면에 형성된 선박 구조체가 하부금형으로부터 원활하게 탈착될 수 있다.
또한, 탄소섬유 및 열경화성 수지로 이루어진 프리프레그를 이형제 상에 적층한다(S120).
일 실시 예에서, 열경화성 수지로 에폭시 수지가 사용될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시 예에서, 열경화성 수지의 중량은 프리프레그의 총중량 대비 35중량%일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시 예에서, 하부금형의 상측 면으로 복수의 프리프레그를 적층시킬 수 있다.
또한, 진공필름으로 하부금형 및 프리프레그를 감싸고 진공필름에 진공 파이프를 연결한다(S130).
하부금형의 상측 면에 프리프레그를 적층하는 과정이 완료되면, 진공필름으로 하부금형 및 프리프레그를 감싸고, 진공필름과 진공펌프(200)를 진공 파이프로 연결시킨다.
진공필름에는 진공 파이프와 연결될 수 있는 복수의 연결부가 형성될 수 있다. 진공펌프(200)가 가동됨에 따라, 진공 파이프를 통해 진공필름 내부에 존재하는 공기가 진공필름 외부로 배출될 수 있다.
또한, 진공 파이프의 연결이 완료되면, 진공펌프(200)를 가동해 진공을 걸어 프리프레그 내에 있는 열경화성 수지를 압착한다(S140).
진공펌프(200)의 가동을 통해 진공필름 내부에 존재하는 공기가 진공필름 외부로 배출되며, 진공필름 내부에 진공이 걸릴 수 있다.
일 실시 예에서, 진공필름 내부에 미리 설정된 진공압력을 설정하고, 설정된 압력으로 진공필름이 프리프레그를 압착할 수 있다. 예를 들어, -0.5bar의 진공압력이 설정될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시 예에서, 진공압력은 미리 설정된 시간만큼 유지될 수 있다.
도 4는 도 2의 S200단계의 구체적인 과정을 도시하는 흐름도다.
설정된 시간이 경과하면, 하부금형 및 프리프레그로부터 진공필름을 제거하고, 상부금형을 프리프레그의 상측 면에 배치시킨다(S210).
진공압력을 통한 1차 경화가 완료되면, 상부금형을 이용한 2차 압착을 위해 프리프레그의 상측 면에 상부금형을 배치시킨다.
또한, 하부금형, 프리프레그 및 상부금형을 진공필름으로 감싸고, 진공필름에 진공 파이프를 연결한다(S220).
진공필름에는 진공 파이프와 연결될 수 있는 복수의 연결부가 형성될 수 있다. 진공펌프(200)가 가동됨에 따라, 진공 파이프를 통해 진공필름 내부에 존재하는 공기가 진공필름 외부로 배출될 수 있다.
또한, 진공 파이프의 연결이 완료되면, 진공펌프(200)를 가동해 진공을 걸어 프리프레그 내에 있는 열경화성 수지를 압착한다(S230).
진공펌프(200)의 가동을 통해 진공필름 내부에 존재하는 공기가 진공필름 외부로 배출되며, 진공필름 내부에 진공이 걸릴 수 있다.
일 실시 예에서, 진공필름 내부에 미리 설정된 진공압력을 설정하고, 설정된 압력으로 진공필름이 프리프레그를 압착할 수 있다. 예를 들어, -0.7bar의 진공압력이 설정될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
진공필름이 설정된 진공압력으로 상부금형 및 하부금형을 압박함에 따라 상부금형 및 하부금형 사이에 배치된 프리프레그가 상부금형 및 하부금형에 의해 압착될 수 있다. 이를 통해, 프리프레그 내에 있는 수지가 압착될 수 있다.
일 실시 예에서, 진공압력은 미리 설정된 시간만큼 유지될 수 있다.
도 5는 도 2의 S300단계의 구체적인 과정을 도시하는 흐름도다.
설정된 시간이 경과하면, 상부금형, 하부금형 및 프리프레그로부터 진공필름을 제거하고, 프리프레그를 상부금형 및 하부금형으로부터 분리한다(S310).
또한, 프리프레그를 내열필름으로 감싸고 내열필름에 진공 파이프를 연결한다(S320).
내열필름에는 진공 파이프와 연결될 수 있는 복수의 연결부가 형성될 수 있다. 진공펌프(200)가 가동됨에 따라, 진공 파이프를 통해 내열필름 내부에 존재하는 공기가 내열필름 외부로 배출될 수 있다.
또한, 진공 파이프의 연결이 완료되면, 진공펌프(200)를 가동해 진공을 걸고, 내열필름으로 감싼 프리프레그를 상부금형 및 하부금형으로 가압하며, 가열한다(S330).
진공펌프(200)의 가동을 통해 내열필름 내부에 존재하는 공기가 내열필름 외부로 배출되며, 내열필름 내부에 진공이 걸릴 수 있다.
일 실시 예에서, 내열필름 내부에 미리 설정된 진공압력을 설정하고, 설정된 압력으로 내열필름이 프리프레그를 압착할 수 있다. 예를 들어, -0.4bar의 진공압력이 설정될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
내열필름이 설정된 진공압력으로 프리프레그를 압착하고, 이를 통해, 프리프레그 내에 있는 수지가 압착될 수 있다.
또한, 내열필름으로 감싸져 진공상태인 프리프레그는 상부금형 및 하부금형에 의해 미리 설정된 압력으로 가압될 수 있다.
일 실시 예에서, 상부금형 및 하부금형 각각에는 가압을 위한 플랜지부가 형성될 수 있다. 상부금형과 하부금형을 맞물린 상태에서 플랜지부는 서로를 마주하며, 상부금형 및 하부금형 각각의 플랜지부를 서로를 향해 가압함에 따라 상부금형 및 하부금형 사이에 배치된 프리프레그를 가압할 수 있다. 일 실시 예에서, 9~13kgf/cm2의 압력으로 프리프레그를 가압할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 프리프레그를 가압함과 동시에 열처리를 수행할 수 있다. 일 실시 예에서, 130~180℃ 사이의 온도로 프리프레그를 열처리할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시 예에서, 가압 및 열처리는 미리 설정된 시간만큼 수행될 수 있다.
일 실시 예에서, 원형 코일에 고주파 교류 전류를 가하여 생성된 교류자기장을 이용해 상부금형 및 하부금형을 가열할 수 있다. 가열장치(300)는, 교류자기장을 생성할 수 있는 원형 코일을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 프리프레그를 상측과 하측에 각각 배치된 한 쌍의 가열장치(300) 사이에 배치하여 가열시킬 수 있다. 한 쌍의 가열장치(300)는, 미리 설정된 온도로 한 쌍의 가열장치(300) 사이에 배치된 프리프레그를 가열할 수 있다.
두 차례의 진공압착을 거치고 추가적으로 압착 및 가열되는 공정을 통해 프리프레그 내에 포함되는 기공을 현저하게 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 선박 구조체의 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 외부에서 진공상태를 형성하고 가압 및 열처리하므로, 부피가 상대적으로 커서 오토클레이브에 넣기 어려운 구조체들도 진공상태에서 가압 및 열처리하여 경화시킬 수 있다.
도시되지 않은 실시 예에서, 프리프레그 대신 탄소섬유 및 에폭시 수지가 사용될 수 있다.
먼저, 하부금형의 상측 면에 이형제를 도포한다.
이형제를 도포함에 따라 하부금형의 상측 면에 형성된 선박 구조체가 하부금형으로부터 원활하게 탈착될 수 있다.
또한, 탄소섬유를 이형제 상에 적층한다.
또한, 하부금형 및 탄소섬유를 진공필름으로 감싸여 밀폐하고, 진공필름을 에폭시 유입 파이프 및 진공 파이프와 연결한다.
일 실시 예에서, 진공필름에는 에폭시 유입 파이프 결합부 및 진공 파이프 결합부가 형성될 수 있다.
에폭시 유입 파이프는 에폭시 수지 탱크(미도시)와 연결되며, 진공 파이프는 진공펌프(200)와 연결된다.
진공펌프(200)가 가동됨에 따라 에폭시 탱크로부터 진공필름 내부로 에폭시 수지가 유입된다.
탄소 섬유와 에폭시 수지의 함침이 완료되면, 에폭시 유입 파이프 및 진공 파이프를 제거하고, 미리 설정된 시간동안 탄소 섬유 및 에폭시 수지를 압착 경화시킨다.
이 때, 진공필름 내부에는 미리 설정된 진공압력을 설정될 수 있다. 예를 들어, -0.5bar의 진공압력이 설정될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
설정된 시간이 경과하면, 하부금형으로부터 진공필름을 제거하고, 상부금형을 맞물린다.
진공압력을 통한 1차 경화가 완료되면, 상부금형을 이용한 2차 압착을 위해 하부금형의 상측에 상부금형을 배치시킨다.
또한, 하부금형 및 상부금형을 진공필름으로 감싸고, 진공필름에 진공 파이프를 연결한다.
진공필름에는 진공 파이프와 연결될 수 있는 복수의 연결부가 형성될 수 있다. 진공펌프(200)가 가동됨에 따라, 진공 파이프를 통해 진공필름 내부에 존재하는 공기가 진공필름 외부로 배출될 수 있다.
또한, 진공 파이프의 연결이 완료되면, 진공펌프(200)를 가동해 진공을 걸어 탄소 섬유 및 에폭시 수지를 진공압착한다.
진공펌프(200)의 가동을 통해 진공필름 내부에 존재하는 공기가 진공필름 외부로 배출되며, 진공필름 내부에 진공이 걸릴 수 있다.
일 실시 예에서, 진공필름 내부에 미리 설정된 진공압력을 설정하고, 설정된 압력으로 진공필름이 탄소 섬유 및 에폭시 수지를 압착할 수 있다. 예를 들어, -0.7bar의 진공압력이 설정될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
진공필름이 설정된 진공압력으로 상부금형 및 하부금형을 압박함에 따라 상부금형 및 하부금형 사이에 배치된 탄소 섬유 및 에폭시 수지가 상부금형 및 하부금형에 의해 압착될 수 있다.
일 실시 예에서, 진공압력은 미리 설정된 시간만큼 유지될 수 있다.
설정된 시간이 경과하면, 진공필름을 제거하고 탄소섬유 및 에폭시 수지로부터 상부금형 및 하부금형으로부터 분리한다(S310).
또한, 탄소 섬유 및 에폭시 수지를 내열필름으로 감싸고 내열필름에 진공 파이프를 연결한다.
내열필름에는 진공 파이프와 연결될 수 있는 복수의 연결부가 형성될 수 있다. 진공펌프(200)가 가동됨에 따라, 진공 파이프를 통해 내열필름 내부에 존재하는 공기가 내열필름 외부로 배출될 수 있다.
또한, 진공 파이프의 연결이 완료되면, 진공펌프(200)를 가동해 진공을 걸고, 내열필름으로 감싼 탄소 섬유 및 에폭시 수지를 상부금형 및 하부금형으로 가압하며, 가열한다.
진공펌프(200)의 가동을 통해 내열필름 내부에 존재하는 공기가 내열필름 외부로 배출되며, 내열필름 내부에 진공이 걸릴 수 있다.
일 실시 예에서, 내열필름 내부에 미리 설정된 진공압력을 설정하고, 설정된 압력으로 내열필름이 탄소섬유 및 에폭시 수지를 압착할 수 있다. 예를 들어, -0.4bar의 진공압력이 설정될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
내열필름이 설정된 진공압력으로 탄소 섬유 및 에폭시 수지를 압착한다.
또한, 내열필름으로 감싸져 진공상태인 탄소 섬유 및 에폭시 수지는 상부금형 및 하부금형에 의해 미리 설정된 압력으로 가압될 수 있다.
일 실시 예에서, 상부금형 및 하부금형 각각에는 가압을 위한 플랜지부가 형성될 수 있다. 상부금형과 하부금형을 맞물린 상태에서 플랜지부는 서로를 마주하며, 상부금형 및 하부금형 각각의 플랜지부를 서로를 향해 가압함에 따라 상부금형 및 하부금형 사이에 배치된 탄소 섬유 및 에폭시 수지를 가압할 수 있다. 일 실시 예에서, 9~13kgf/cm2의 압력으로 탄소 섬유 및 에폭시 수지를 가압할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 탄소 섬유 및 에폭시 수지를 가압함과 동시에 열처리를 수행할 수 있다. 일 실시 예에서, 130~180℃ 사이의 온도로 탄소 섬유 및 에폭시 수지를 열처리할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시 예에서, 가압 및 열처리는 미리 설정된 시간만큼 수행될 수 있다.
일 실시 예에서, 원형 코일에 고주파 교류 전류를 가하여 생성된 교류자기장을 이용해 상부금형 및 하부금형을 가열할 수 있다. 가열장치(300)는, 교류자기장을 생성할 수 있는 원형 코일을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 탄소 섬유 및 에폭시 수지를 상측과 하측에 각각 배치된 한 쌍의 가열장치(300) 사이에 배치하여 가열시킬 수 있다. 한 쌍의 가열장치(300)는, 미리 설정된 온도로 한 쌍의 가열장치(300) 사이에 배치된 탄소 섬유 및 에폭시 수지를 가열할 수 있다.
두 차례의 진공압착을 거치고 추가적으로 압착 및 가열되는 공정을 통해 탄소 섬유 및 에폭시 수지 내에 포함되는 기공을 현저하게 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 선박 구조체의 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 외부에서 진공상태를 형성하고 가압 및 열처리하므로, 부피가 상대적으로 커서 오토클레이브에 넣기 어려운 구조체들도 진공상태에서 가압 및 열처리하여 경화시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소 섬유를 이용한 선박 구조체 제조 시스템에 대한 개요도이다.
도 6을 참조하면, 탄소 섬유를 이용한 선박 구조체 제조 시스템은, 제조 장치(100), 진공펌프(200), 가열장치(300) 및 사용자 단말(400)을 포함한다. 도시된 실시 예에서, 진공펌프(200), 가열장치(300) 및 사용자 단말(400)과 제조 장치(100)가 통신 가능하게 연결되는 것으로 도시되나, 이에 한정되는 것은 아니며 복수의 진공펌프(200)들, 가열장치(300)들 및 사용자 단말(400)들과 제조 장치(100)가 통신 가능하게 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 진공펌프(200)는, 진공 파이프를 통해 공기를 흡입할 수 있도록 구성된다. 진공펌프(200)는, 진공 파이프와 연결된 밀폐공간에 특정 진공압력을 형성할 수 있도록 구성된다. 진공펌프(200)는 특정 진공압력을 입력받고, 연결된 밀폐공간에 입력된 진공압력을 형성할 수 있도록 구성된다. 진공펌프(200)는, 제조 장치(100)로부터 진공압력 및 시간을 수신할 수 있다.
일 실시 예에서, 가열장치(300)는, 특정 온도의 열을 발생시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 가열장치(300)는, 특정 온도를 입력받고, 입력된 온도의 열을 방사할 수 있도록 구성된다. 가열장치(300)는, 제조 장치(100)로부터 온도 및 시간을 수신할 수 있다.
일 실시 예에서, 가열장치(300)는, 원형 코일에 고주파 교류 전류를 가하여 교류자기장을 발생시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 가열장치(300)는, 특정 온도를 입력받고, 입력된 온도로 도체를 가열할 수 있는 전류량을 원형 코일에 인가하도록 구성될 수 있다. 가열장치(300)는, 제조 장치(100)로부터 온도 및 시간을 수신할 수 있다.
사용자 단말(300)은, 제조 장치(100)에, 진공펌프가 1차 진공압착을 수행할 진공압력 및 시간, 진공펌프가 2차 진공압착을 수행할 진공압력 및 시간, 진공펌프가 3차 진공압착을 수행할 진공압력 및 시간을 제공할 수 있다. 사용자 단말(300)은, 제조 장치(100)에 1차 압착신호, 2차 압착신호 및 3차 압착신호를 제공할 수 있다. 사용자 단말(300)은, 제조 장치(100)에, 온도 및 시간을 제공할 수 있다.
사용자 단말(400)의 예를 들면, 통신 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 노트북(notebook), 스마트폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet PC), 모바일폰(mobile phone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), e-book 리더기, PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB(digital multimedia broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player), PDA(Personal Digital Assistant) 등일 수 있다.
제조 장치(100)는, 사용자 단말(400)로부터 1차 압착신호를 수신한 경우, 진공펌프(200)에 진공펌프가 1차 진공압착을 수행할 진공압력 및 시간을 제공할 수 있다. 진공펌프(200)는, 1차 진공압착을 수행할 진공압력 및 시간에 따라 작동될 수 있다.
제조 장치(100)는, 사용자 단말(400)로부터 2차 압착신호를 수신한 경우, 진공펌프(200)에 진공펌프가 2차 진공압착을 수행할 진공압력 및 시간을 제공할 수 있다. 진공펌프(200)는, 2차 진공압착을 수행할 진공압력 및 시간에 따라 작동될 수 있다.
제조 장치(100)는, 사용자 단말(400)로부터 3차 압착신호를 수신한 경우, 진공펌프(200)에 진공펌프가 3차 진공압착을 수행할 진공압력 및 시간을 제공할 수 있다. 진공펌프(200)는, 3차 진공압착을 수행할 진공압력 및 시간에 따라 작동될 수 있다. 또한, 제조 장치(100)는, 가열장치(300)에 가열장치가 수행할 온도 및 시간을 제공하며, 가열장치(300)는, 수신한 온도 및 시간에 따라 작동될 수 있다.
도시되지 않은 실시 예에서, 제조 장치(100)는, 사용자 단말(400)로부터 압착장치(미도시)가 압착을 수행할 압력 및 시간을 수신할 수 있다. 3차 압착신호를 수신한 경우, 제조 장치(100)는, 압착장치(미도시)에 압착장치가 압착을 수행할 압력 및 시간을 제공할 수 있다. 압착장치(미도시)는, 수신한 압력 및 시간에 따라 작동될 수 있다.
도 7은 도 1에 따른 제조 장치(100)의 하드웨어 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 제조 장치(100)는, 적어도 하나의 프로세서(110) 및 상기 적어도 하나의 프로세서(110)가 적어도 하나의 동작(operation)을 수행하도록 지시하는 명령어들(instructions)을 저장하는 메모리(memory)를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 동작은 전술한 제조 장치(100)의 구성부들이나 기타 기능 또는 동작 방법을 포함할 수 있다.
여기서 적어도 하나의 프로세서(110)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시 예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(120) 및 저장 장치(160) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
예를 들어, 메모리(120)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중 하나일 수 있고, 저장 장치(160)는, 플래시메모리(flash-memory), 하드디스크 드라이브(HDD), 솔리드 스테이트 드라이브(SSD), 또는 각종 메모리 카드(예를 들어, micro SD 카드) 등일 수 있다.
또한, 장치(100)는, 무선 네트워크를 통해 통신을 수행하는 송수신 장치(transceiver)(130)를 포함할 수 있다. 또한, 장치(100)는 입력 인터페이스 장치(140), 출력 인터페이스 장치(150), 저장 장치(160) 등을 더 포함할 수 있다. 장치(100)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus, 170)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
장치(100)의 예를 들면, 통신 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 노트북(notebook), 스마트폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet PC), 모바일폰(mobile phone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), e-book 리더기, PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB(digital multimedia broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player), PDA(Personal Digital Assistant) 등일 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 과정에서 적용될 수 있는 무선 통신 시스템을 나타낸 도면이다. 도 9는 도 8에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국을 나타낸 도면이다. 도 10은 도 8에 따른 무선 통신 시스템에서 단말을 나타낸 도면이다. 도 11은 도 8에 따른 무선 통신 시스템에서 통신 인터페이스를 나타낸 도면이다.
이하에서는 제조 장치(100)와 단말(200, 300, 400) 및 기지국 사이의 통신을 지원하는 무선 통신 네트워크 시스템의 일례를 구체적으로 예를 들어 설명하며 이러한 제조 장치(100)와 단말(200, 300, 400)은 설명의 편의상 노드나 단말로 혼용하여 지칭될 수 있다. 다음 설명에서, 제1 노드(장치)는 앵커/도너 노드 또는 앵커/도너 노드의 CU(centralized unit) 일 수 있고, 제2 노드(장치)는 앵커/도너 노드 또는 릴레이 노드의 DU(distributed unit) 일 수 있다.
무선 통신 시스템에서 무선 채널을 사용하는 노드의 일부로 기지국(base station, BS), 단말, 서버 등이 포함될 수 있다.
기지국은 단말에 무선 액세스를 제공하는 네트워크 인프라이다. 기지국은 신호가 전송될 수 있는 거리에 따라 소정의 지리적 영역으로 정의된 커버리지를 갖는다.
기지국은 "기지국"과 마찬가지로 "액세스 포인트(access point, AP)", "이노드비(enodeb, eNB)", "5 세대(5th generation, 5G) 노드", "무선 포인트(wireless point)", "송/수신 포인트(transmission/reception point, TRP)" 지칭될 수 있다.
기지국, 단말은 밀리미터 파(millimeter wave, mmWave) 대역(예: 28GHz, 30GHz, 38GHz, 60GHz)으로 무선 신호를 송수신할 수 있다. 이때, 채널 이득 향상을 위해 기지국, 단말은 빔포밍을 수행할 수 있다. 빔포밍은 송신 빔포밍 및 수신 빔포밍을 포함할 수 있다. 즉, 기지국, 단말은 송신 신호와 수신 신호에 지향성을 부여할 수 있다. 이를 위해 기지국, 단말은 빔 탐색 절차 또는 빔 관리 절차를 통해 서빙 빔을 선택할 수 있다. 그 후, 통신은 서빙 빔을 운반하는 자원과 준 동일위치(quasi co-located) 관계에 있는 자원을 사용하여 수행될 수 있다.
첫 번째 안테나 포트 및 두 번째 안테나 포트는 첫 번째 안테나 포트의 심볼이 전달되는 채널의 대규모 속성이 두 번째 안테나 포트의 심볼이 전달되는 채널에서 유추될 수 있는 경우 준 동일위치 위치에 있는 것으로 간주된다. 대규모 속성은 지연 확산, 도플러 확산, 도플러 시프트, 평균 이득, 평균 지연 및 공간 Rx 파라미터 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이하에서는 상술한 무선 통신 시스템에서 기지국을 예시한다. 이하에서 사용되는 "-모듈(module)", "-부(unit)"또는 "-er"라는 용어는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 처리하는 유닛을 의미할 수 있으며, 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다.
기지국은 무선 통신 인터페이스, 백홀 통신 인터페이스, 저장부(storage unit 및 컨트롤러을 포함할 수 있다.
무선 통신 인터페이스는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 무선 통신 인터페이스는 시스템의 물리 계층 표준에 따라 베이스 밴드 신호와 비트 스트림 간의 변환 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 데이터 전송에서, 무선 통신 인터페이스은 전송 비트 스트림을 인코딩 및 변조하여 복합 심볼을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시 무선 통신 인터페이스는 베이스 밴드 신호를 복조 및 디코딩하여 수신 비트 스트림을 재구성한다.
무선 통신 인터페이스는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 무선 통신 인터페이스은 시스템의 물리 계층 표준에 따라 베이스 밴드 신호와 비트 스트림 간의 변환 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 데이터 전송에서, 무선 통신 인터페이스은 전송 비트 스트림을 인코딩 및 변조하여 복합 심볼을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시 무선 통신 인터페이스은 베이스 밴드 신호를 복조 및 디코딩하여 수신 비트 스트림을 재구성한다.
또한, 무선 통신 인터페이스는 베이스 대역 신호를 RF(Radio Frequency) 대역 신호로 상향 변환하고, 변환된 신호를 안테나를 통해 전송한 후 안테나를 통해 수신된 RF 대역 신호를 베이스 대역 신호로 하향 변환한다. 이를 위해, 무선 통신 인터페이스은 송신 필터(transmission filter), 수신 필터(reception filter), 증폭기(amplifier), 믹서(mixer), 발진기(oscillator), 디지털-아날로그 컨버터(digital-to-analog convertor, DAC), 아날로그-디지털 컨버터(analog-to-digital convertor, ADC) 등을 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신 인터페이스는 복수의 송수신 경로를 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신 인터페이스는 복수의 안테나 요소를 포함하는 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함할 수 있다.
하드웨어 측면에서 무선 통신 인터페이스는 디지털 유닛과 아날로그 유닛을 포함할 수 있고, 아날로그 유닛은 동작 전력, 동작 주파수 등에 따라 복수의 서브 유닛을 포함할 수 있다. 디지털 유닛은 적어도 하나의 프로세서(예를 들어, 디지털 신호 프로세서(digital signal processor, DSP))로 구현될 수 있다.
무선 통신 인터페이스는 전술한 바와 같이 신호를 송수신한다. 따라서, 무선 통신 인터페이스는 "송신기(transmitter)", "수신기(receiver)"또는 "트랜시버(transceiver)"로 지칭될 수 있다. 또한, 이하의 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송수신은 전술한 바와 같이 무선 통신 인터페이스에서 수행되는 처리를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
백홀 통신 인터페이스는 네트워크 내의 다른 노드와 통신을 수행하기위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀 통신 인터페이스는 다른 노드로 전송되는 비트 스트림을 변환하고, 예를 들어, 다른 액세스 노드, 다른 기지국, 상위 노드 또는 기지국으로부터의 코어 네트워크는 물리적 신호로, 다른 노드로부터 수신된 물리적 신호를 비트 스트림으로 변환한다.
저장부는 기본 프로그램, 어플리케이션, 기지국의 동작을 위한 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부는 휘발성 메모리, 비 휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비 휘발성 메모리의 조합을 포함할 수 있다.
컨트롤러는 기지국의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 컨트롤러는 무선 통신 인터페이스 또는 백홀 통신 인터페이스를 통해 신호를 송수신한다. 또한 컨트롤러는 저장부에 데이터를 기록하고 기록된 데이터를 읽는다. 컨트롤러는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택의 기능을 수행할 수 있다. 다른 구현에 따르면, 프로토콜 스택은 무선 통신 인터페이스에 포함될 수 있다. 이를 위해 컨트롤러는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면 컨트롤러는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 수행하도록 기지국을 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템의 도너 노드는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서에 동작 가능하게 결합된 트랜시버를 포함하고, 상기 릴레이 노드에 액세스하는 단말에 대한 복수의 라디오 베어러에 관한 상기 도너 노드와 관련된 제1 정보를 포함하는 제1 메시지를 릴레이 노드로 전송하도록 구성되고; 상기 릴레이 노드로부터 상기 단말에 대한 복수의 라디오 베어러에 관한 상기 릴레이 노드와 관련된 제2 정보를 포함하는 제2 메시지를 수신하고; 단말에 대한 데이터를 릴레이 노드로 전송할 수 있다. 데이터는 제1 정보 및 제2 정보에 기초하여 복수의 라디오 베어러를 통해 단말로 전송될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 복수의 라디오 베어러 중 라디오 베어러는 복수의 라디오 베어러를 통합시킬 수 있다. 적어도 하나의 프로세서는 또한 릴레이 노드에 액세스하는 단말에 대한 라디오 베어러 및 라디오 베어러에 의해 통합된 다중 라디오 베어러를 결정하도록 구성되고; 또는 릴레이 노드에 액세스하는 단말에 대한 라디오 베어러를 결정할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 메시지는 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 릴레이 노드에 액세스하는 터미널의 식별; 릴레이 노드에 접속하는 단말의 종류를 나타내는 표시 정보; 릴레이 노드에 접속하는 단말의 라디오 베어러에 대한 정보; 릴레이 노드에 액세스하는 단말에 의해 전달된 라디오 베어러에 대한 정보; 도너 노드와 릴레이 노드 사이의 라디오 베어러에 대해 설정된 터널에 대한 정보; 통합된 다중 라디오 베어러에 대한 정보; 라디오 베어러 매핑 정보; 도너 노드 측면의 주소에 대한 정보; 릴레이 노드 측의 주소에 대한 정보; 릴레이 노드에 접속하는 단말의 라디오 베어러에 대응하는 표시 정보; 릴레이 노드에 액세스하는 단말에 대해 새로운 주소를 라디오 베어러에 할당하도록 릴레이 노드를 나타내는 표시 정보; 릴레이 노드에 접속하는 단말의 라디오 베어러의 데이터를 전송하는 릴레이 노드가 사용할 수 없는 주소 정보 목록; 및 보안 구성과 관련된 정보.
다양한 실시 예에 따르면, 제2 메시지는 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 릴레이 노드에 액세스하는 터미널의 식별; 릴레이 노드에 의해 승인된 라디오 베어러에 대한 정보; 릴레이 노드에 의해 승인되지 않은 라디오 베어러에 대한 정보; 릴레이 노드에 의해 부분적으로 승인된 라디오 베어러에 대한 정보; 라디오 베어러 매핑 정보; 릴레이 노드가 생성한 릴레이 노드에 접속하는 단말의 구성 정보; 릴레이 노드 측의 주소에 대한 정보; 및 보안 구성과 관련된 정보.
다양한 실시 예에 따르면, 제2 메시지는 통합된 다중 라디오 베어러에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 도너 노드는 도너 노드의 중앙 유닛을 포함하고, 릴레이 노드는 도너 노드의 분산 유닛을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템의 릴레이 노드는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서에 동작 가능하게 결합된 트랜시버를 포함하고, 도너 노드로부터, 릴레이 노드에 액세스하는 단말에 대한 복수의 라디오 베어러에 관한 도너 노드와 관련된 제1 정보를 포함하는 제1 메시지를 수신하도록 구성되고; 단말에 대한 복수의 라디오 베어러에 관한 릴레이 노드와 관련된 제2 정보를 포함하는 제2 메시지를 도너 노드로 전송하고; 도너 노드로부터 단말기에 대한 데이터를 수신할 수 있다. 데이터는 제1 정보 및 제2 정보에 기초하여 복수의 라디오 베어러를 통해 단말로 전송될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 복수의 라디오 베어러 중 라디오 베어러는 복수의 라디오 베어러를 통합시킬 수 있다. 적어도 하나의 프로세서는 또한 릴레이 노드에 액세스하는 단말에 대한 라디오 베어러 및 라디오 베어러에 의해 통합된 다중 라디오 베어러를 결정하도록 구성되고; 또는 라디오 베어러에 의해 통합된 다중 라디오 베어러를 결정할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 메시지는 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 릴레이 노드에 액세스하는 터미널의 식별; 릴레이 노드에 접속하는 단말의 종류를 나타내는 표시 정보; 릴레이 노드에 접속하는 단말의 라디오 베어러에 대한 정보; 릴레이 노드에 액세스하는 단말에 의해 전달된 라디오 베어러에 대한 정보; 도너 노드와 릴레이 노드 사이의 라디오 베어러에 대해 설정된 터널에 대한 정보; 통합된 다중 라디오 베어러에 대한 정보; 라디오 베어러 매핑 정보; 도너 노드 측면의 주소에 대한 정보; 릴레이 노드 측의 주소에 대한 정보; 릴레이 노드에 접속하는 단말의 라디오 베어러에 대응하는 표시 정보; 릴레이 노드에 액세스하는 단말에 대해 새로운 주소를 라디오 베어러에 할당하도록 릴레이 노드를 나타내는 표시 정보; 릴레이 노드에 접속하는 단말의 라디오 베어러의 데이터를 전송하는 릴레이 노드가 사용할 수 없는 주소 정보 목록; 및 보안 구성과 관련된 정보.
다양한 실시 예에 따르면, 제2 메시지는 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 릴레이 노드에 액세스하는 터미널의 식별; 릴레이 노드에 의해 승인된 라디오 베어러에 대한 정보; 릴레이 노드에 의해 승인되지 않은 라디오 베어러에 대한 정보; 릴레이 노드에 의해 부분적으로 승인된 라디오 베어러에 대한 정보; 라디오 베어러 매핑 정보; 릴레이 노드가 생성한 릴레이 노드에 접속하는 단말의 구성 정보; 릴레이 노드 측의 주소에 대한 정보; 및 보안 구성과 관련된 정보.
다양한 실시 예에 따르면, 제2 메시지는 통합된 다중 라디오 베어러에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 도너 노드는 도너 노드의 중앙 유닛을 포함하고, 릴레이 노드는 도너 노드의 분산 유닛을 포함할 수 있다.
이하에서는 상술한 무선 통신 시스템에서 단말의 구성요소를 도시한다. 이하에서는 설명하는 단말의 구성요소는 무선 통신 시스템에서 지원하는 범용적인 단말의 구성요소로서 전술한 내용들에 따른 단말의 구성요소와 병합되거나 통합될 수 있고, 일부 중첩되거나 상충되는 범위에서 앞서 도면을 참조하여 설명한 내용이 우선적용되는 것으로 해석될 수 있다. 이하에서 사용되는 "-모듈", "-유닛"또는 "-er"라는 용어는 적어도 하나의 기능을 처리하는 유닛을 의미할 수 있다.
단말은 통신 인터페이스, 저장부 및 컨트롤러를 포함한다.
통신 인터페이스는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 통신 인터페이스는 시스템의 물리 계층 표준에 따라 베이스 밴드 신호와 비트 스트림 간의 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 전송에서 통신 인터페이스는 전송 비트 스트림을 인코딩 및 변조하여 복합 심볼을 생성한다. 또한, 데이터 수신시 통신 인터페이스는 베이스 대역 신호를 복조 및 복호화하여 수신 비트 스트림을 재구성한다. 또한, 통신 인터페이스는 베이스 대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환하고, 변환된 신호를 안테나를 통해 전송한 후 안테나를 통해 수신된 RF 대역 신호를 기저 대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 통신 인터페이스는 송신 필터(transmission filter), 수신 필터(reception filter), 증폭기(amplifier), 믹서(mixer), 발진기(oscillator), 디지털-아날로그 컨버터(digital-to-analog convertor, DAC), 아날로그-디지털 컨버터(analog-to-digital convertor, ADC) 등을 포함할 수 있다.
또한, 통신 인터페이스는 복수의 송수신 경로를 포함할 수 있다. 또한, 통신 인터페이스는 복수의 안테나 요소를 포함하는 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 하드웨어 측에서 무선 통신 인터페이스는 디지털 회로 및 아날로그 회로(예를 들어, radio frequency integrated circuit, RFIC)를 포함할 수 있다. 디지털 회로는 적어도 하나의 프로세서(예: DSP)로 구현될 수 있다. 통신 인터페이스는 복수의 RF 체인을 포함할 수 있다. 통신 인터페이스는 빔포밍을 수행할 수 있다.
통신 인터페이스는 전술한 바와 같이 신호를 송수신한다. 따라서, 통신 인터페이스는 "송신기(transmitter)", "수신기(receiver)"또는 "트랜시버(transceiver)"로 지칭될 수 있다. 또한, 이하의 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송수신은 전술한 바와 같이 통신 인터페이스에서 수행되는 처리를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
저장부는 단말기의 동작을 위한 기본 프로그램, 어플리케이션, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부는 휘발성 메모리, 비 휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비 휘발성 메모리의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 저장부는 컨트롤러의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
컨트롤러는 단말의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 컨트롤러는 통신 인터페이스를 통해 신호를 송수신한다. 또한 컨트롤러는 저장부에 데이터를 기록하고 기록된 데이터를 읽는다. 컨트롤러는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택의 기능을 수행할 수 있다. 다른 구현에 따르면, 프로토콜 스택은 통신 인터페이스에 포함될 수 있다. 이를 위해, 컨트롤러는 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로 프로세서를 포함하거나 프로세서의 일부를 재생할 수 있다. 또한, 통신 인터페이스 또는 컨트롤러의 일부를 통신 프로세서(communication processor, CP)라고 할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 컨트롤러는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 수행하도록 단말을 제어할 수 있다.
이하에서는 무선 통신 시스템에서 통신 인터페이스를 예시한다.
통신 인터페이스는 인코딩 및 변조 회로, 디지털 빔포밍 회로, 복수의 전송 경로 및 아날로그 빔포밍 회로를 포함한다.
인코딩 및 변조 회로는 채널 인코딩을 수행한다. 채널 인코딩을 위해 low-density parity check(LDPC) 코드, 컨볼루션 코드 및 폴라 코드 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 인코딩 및 변조 회로는 성상 매핑(constellation mapping)을 수행함으로써 변조 심볼을 생성한다.
디지털 빔포밍 회로는 디지털 신호(예를 들어, 변조 심볼)에 대한 빔 형성을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍 회로는 빔포밍 가중 값에 의해 변조 심볼을 다중화한다. 빔포밍 가중치는 신호의 크기 및 문구를 변경하는데 사용될 수 있으며, "프리코딩 매트릭스(precoding matrix)"또는 "프리코더(precoder)"라고 할 수 있다. 디지털 빔포밍 회로는 디지털 빔포밍된 변조 심볼을 복수의 전송 경로로 출력한다. 이때, 다중 안테나 기술(multiple input multiple output, MIMO) 전송 방식에 따라 변조 심볼이 다중화 되거나 동일한 변조 심볼이 복수의 전송 경로에 제공될 수 있다.
복수의 전송 경로는 디지털 빔포밍된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 이를 위해, 복수의 전송 경로 각각은 인버스 고속 푸리에 변환(inverse fast fourier transform, IFFT) 계산 유닛, 순환 전치(cyclic prefix, CP) 삽입 유닛, DAC 및 상향 변환 유닛을 포함할 수 있다. CP 삽입 부는 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 방식을 위한 것으로 다른 물리 계층 방식(예: 필터 뱅크 다중 반송파(a filter bank multi-carrier): FBMC) 적용시 생략될 수 있다. 즉, 복수의 전송 경로는 디지털 빔포밍을 통해 생성된 복수의 스트림에 대해 독립적인 신호 처리 프로세스를 제공한다. 그러나, 구현에 따라 복수의 전송 경로의 일부 요소는 공통적으로 사용될 수 있다.
아날로그 빔포밍 회로는 아날로그 신호에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍 회로는 빔포밍 가중 값에 의해 아날로그 신호를 다중화한다. 빔포밍된 가중치는 신호의 크기와 문구를 변경하는데 사용된다. 보다 구체적으로, 복수의 전송 경로와 안테나 사이의 연결 구조에 따라, 아날로그 빔포밍 회로는 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 전송 경로 각각은 하나의 안테나 어레이에 연결될 수 있다. 다른 예에서, 복수의 전송 경로는 하나의 안테나 어레이에 연결될 수 있다. 또 다른 예에서, 복수의 전송 경로는 하나의 안테나 어레이에 적응적으로 연결될 수 있거나 2개 이상의 안테나 어레이에 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
또한, 상술한 방법 또는 장치는 그 구성이나 기능의 전부 또는 일부가 결합되어 구현되거나, 분리되어 구현될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (10)
- 탄소섬유를 이용해 선박 구조체를 제조하는 방법으로서,
하부금형의 상측 면에 이형제를 도포하는 단계;
상기 탄소섬유 및 열경화성 수지로 이루어진 프리프레그를 이형제 상에 적층하는 단계;
진공필름으로 상기 하부금형 및 상기 프리프레그를 함께 감싸 밀폐하고 상기 진공필름에 진공 파이프를 연결하는 단계;
상기 진공 파이프의 연결이 완료되면, 진공펌프를 가동해 진공을 걸어 상기 프리프레그 내에 있는 상기 열경화성 수지를 1차 압착하는 단계;
미리 설정된 시간이 경과되면, 상기 하부금형 및 상기 프리프레그로부터 상기 진공필름을 제거하고, 상부금형을 상기 프리프레그의 상측 면에 배치시키는 단계;
상기 하부금형, 상기 프리프레그 및 상기 상부금형을 함께 상기 진공필름으로 감싸고, 상기 진공필름에 상기 진공 파이프를 연결하는 단계;
상기 진공 파이프의 연결이 완료되면, 상기 진공펌프를 가동해 진공을 걸어 상기 프리프레그 내에 있는 상기 열경화성 수지를 2차 압착하는 단계;
미리 설정된 시간이 경과되면, 상기 상부금형, 상기 하부금형 및 상기 프리프레그로부터 상기 진공필름을 제거하고, 상기 프리프레그를 상기 상부금형 및 상기 하부금형으로부터 분리하는 단계;
상기 프리프레그를 내열필름으로 감싸고 상기 내열필름에 상기 진공 파이프를 연결하는 단계; 및
상기 진공 파이프의 연결이 완료되면, 상기 진공펌프를 가동해 진공을 걸고, 상기 내열필름으로 감싼 상기 프리프레그를 상기 상부금형 및 상기 하부금형으로 감싸 가압하는 동시에 가열하는 단계를 포함하고,
상기 가열하는 단계는,
가열장치가 원형 코일에 고주파 교류 전류를 가하여 생성한 교류자기장을 이용해 상기 상부금형 및 상기 하부금형을 가열하고, 가열된 상기 상부금형 및 상기 하부금형을 통해 상기 내열필름으로 감싼 상기 프리프레그를 가열하고,
상기 열경화성 수지를 1차 압착하는 단계의 진공압력 및 상기 열경화성 수지를 2차 압착하는 단계의 진공압력은,
상기 내열필름에 걸린 진공압력보다 크게 설정되는,
방법. - 제1항에 따른 탄소섬유를 이용해 선박 구조체를 제조하는 방법에 의해 제조된,
선박 구조체. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 열경화성 수지를 1차 압착하는 단계의 진공압력은 상기 열경화성 수지를 2차 압착하는 단계 진공압력보다 작게 설정되는,
방법. - 탄소섬유를 이용해 선박 구조체를 제조하는 방법으로서,
하부금형의 상측 면에 이형제를 도포하는 단계;
상기 탄소섬유를 상기 이형제 상에 적층하는 단계;
상기 하부금형 및 상기 탄소섬유를 진공필름으로 감싸여 밀폐하고, 상기 진공필름을 에폭시 유입 파이프 및 진공 파이프와 연결하는 단계;
진공펌프를 가동시켜 상기 에폭시 유입 파이프와 연결된 에폭시 탱크로부터 상기 진공필름 내부로 에폭시 수지를 유입시키는 단계;
상기 탄소섬유와 상기 에폭시 수지의 함침이 완료되면, 상기 에폭시 유입 파이프 및 상기 진공 파이프를 제거하고, 미리 설정된 시간동안 상기 탄소섬유 및 상기 에폭시 수지를 1차 압착하는 단계;
상기 하부금형으로부터 상기 진공필름을 제거하고, 상기 하부금형의 상측에 상부금형을 배치하는 단계;
상기 하부금형 및 상기 하부금형을 상기 진공필름으로 감싸고, 상기 진공필름에 상기 진공 파이프를 연결하는 단계;
상기 하부금형, 상기 탄소섬유, 상기 에폭시 수지 및 상기 상부금형을 상기 진공필름으로 감싸고, 상기 진공필름에 상기 진공 파이프를 연결하는 단계;
상기 진공 파이프의 연결이 완료되면, 상기 진공펌프를 가동해 진공을 걸어 상기 에폭시 수지를 2차 압착하는 단계;
미리 설정된 시간이 경과되면, 상기 상부금형, 상기 하부금형, 상기 탄소섬유 및 상기 에폭시 수지로부터 상기 진공필름을 제거하고, 상기 탄소섬유 및 상기 에폭시 수지를 상기 상부금형 및 상기 하부금형으로부터 분리하는 단계;
상기 탄소섬유 및 상기 에폭시 수지를 내열필름으로 감싸고 상기 내열필름에 상기 진공 파이프를 연결하는 단계; 및
상기 진공 파이프의 연결이 완료되면, 상기 진공펌프를 가동해 진공을 걸고, 상기 내열필름으로 감싼 상기 탄소섬유 및 상기 에폭시 수지를 상기 상부금형 및 상기 하부금형으로 감싸 가압하는 동시에 가열하는 단계를 포함하고,
상기 가열하는 단계는,
가열장치가 원형 코일에 고주파 교류 전류를 가하여 생성한 교류자기장을 이용해 상기 상부금형 및 상기 하부금형을 가열하고, 가열된 상기 상부금형 및 상기 하부금형을 통해 상기 내열필름으로 감싼 상기 탄소섬유 및 상기 에폭시 수지를 가열하는 것이고,
상기 에폭시 수지를 1차 압착하는 단계의 진공압력 및 상기 에폭시 수지를 2차 압착하는 단계의 진공압력은,
상기 내열필름에 걸린 진공압력보다 크게 설정되는,
방법. - 삭제
- 삭제
- 제5항에 있어서,
상기 에폭시 수지를 1차 압착하는 단계의 진공압력은 상기 에폭시 수지를 2차 압착하는 단계의 진공압력보다 작게 설정되는,
방법. - 삭제
- 제5항에 따른 탄소섬유를 이용해 선박 구조체를 제조하는 방법에 의해 제조된,
선박 구조체.
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