KR102684781B1 - Tow prepreg manufacturing equipment for evaluation test specimen - Google Patents
Tow prepreg manufacturing equipment for evaluation test specimen Download PDFInfo
- Publication number
- KR102684781B1 KR102684781B1 KR1020210167083A KR20210167083A KR102684781B1 KR 102684781 B1 KR102684781 B1 KR 102684781B1 KR 1020210167083 A KR1020210167083 A KR 1020210167083A KR 20210167083 A KR20210167083 A KR 20210167083A KR 102684781 B1 KR102684781 B1 KR 102684781B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- tow prepreg
- plying
- tow
- spacing
- groove
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 27
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 239000011120 plywood Substances 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 238000009954 braiding Methods 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
본 발명은 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치에 관한 것으로서, 복수개로 형성되되, 각각 토우 프리프레그가 감겨져서 구비되고, 상기 토우 프리프레그가 풀려나갈 때 상기 토우 프리프레그에 인가되는 장력을 조절하는 장력조절장치가 마련되는 거치부; 상기 거치부로부터 이송된 상기 복수개의 토우 프리프레그를 하나의 토우 프리프레그로 단일화하는 합사부; 롤러 형태로 형성되되, 상기 합사부로부터 이송된 상기 토우 프리프레그의 형태를 고정시키도록 냉각기능이 구비된 형태고정부 및 두께를 가지는 판재 형태로 형성되되, 중앙을 관통하는 회전축이 형성된 몰드가 구비되어, 상기 형태고정부로부터 이송된 상기 토우 프리프레그가 상기 몰드에 와인딩되는 시편화부를 포함하는 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치를 제공할 수 있다.The present invention relates to a tow prepreg manufacturing device for physical property evaluation specimens, which is formed in plural pieces, each of which is provided with a tow prepreg wound, and which adjusts the tension applied to the tow prepreg when the tow prepreg is unwound. A mounting portion provided with a tension adjustment device; a plying unit that unites the plurality of tow prepregs transferred from the mounting unit into one tow prepreg; It is formed in the form of a roller, has a shape fixing part equipped with a cooling function to fix the shape of the tow prepreg transferred from the plying part, and is formed in the form of a plate having a thickness, and is provided with a mold having a rotation axis penetrating through the center. Thus, it is possible to provide a tow prepreg manufacturing device for physical property evaluation specimens including a specimen forming unit where the tow prepreg transferred from the shape fixing unit is wound into the mold.
Description
본 발명은 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 거치부로부터 입사된 토우 프리프레그 간 간격을 점진적으로 줄여가도록 하는 합사부를 통해 섬유의 꼬임 및 단사 발생을 최소화하고 시편 제작 속도 및 균일한 성형이 가능한 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for manufacturing tow prepregs for physical property evaluation specimens. More specifically, the present invention relates to a device for manufacturing tow prepregs for physical property evaluation specimens, and more specifically, to manufacture specimens by minimizing the occurrence of twisting and single yarns in fibers through a plying unit that gradually reduces the gap between tow prepregs incident from the mounting unit. This relates to a tow prepreg manufacturing device for physical property evaluation specimens capable of speed and uniform molding.
섬유 강화 복합재료는 탄소 섬유나 아라미드 섬유 등과 같은 보강재에 기지재인 에폭시 등의 수지가 함침되어 제조된다. 섬유 강화 복합재료는 높은 비강도와 비탄성률을 가진다. 이러한 이유로 항공기나 자동차 등의 산업용 구조재료로 이용되고 있다. 또한, 테니스 라켓, 골프 샤프트 및 낚싯대 등의 스포츠용품과 같은 일상제품의 재료로도 이용되고 있다.Fiber-reinforced composite materials are manufactured by impregnating reinforcing materials such as carbon fiber or aramid fiber with a resin such as epoxy, which is a base material. Fiber-reinforced composites have high specific strength and specific elastic modulus. For this reason, it is used as an industrial structural material for aircraft and automobiles. In addition, it is also used as a material for everyday products such as sporting goods such as tennis rackets, golf shafts, and fishing rods.
토우 프리프레그는 대표적인 복합재료 중간 기재인 프리프레그의 한 종류로 강화섬유에 모재인 수지를 예비 함침하여 B-stage 상태인 성형 재료이다. Tow prepreg is a type of prepreg, a representative composite material intermediate substrate, and is a B-stage molding material made by pre-impregnating reinforcing fibers with resin, which is the base material.
일반적인 프레프레그와 다르게 단일방향의 연속섬유로 된 시트나 연속섬유 직물 형태를 갖는 아닌 단일반향의 한 가닥 강화섬유에 수지를 함침시킨 형태이며, 요구하는 설계 기준에 따라 금형에 적층 후 가열, 가압하여 제품을 성형한다.Unlike typical prepregs, it is a form of resin impregnated with a unidirectional single strand of reinforcing fiber rather than in the form of a sheet of unidirectional continuous fibers or a continuous fiber fabric, and is heated and pressed after being laminated in a mold according to the required design standards. and mold the product.
또한, 토우 프리프레그는 고성능 로켓 모터 케이스부터 고성능 상업용 압력 용기에 이르기 까지 필요한 소재이며 압력 용기 설계는 여러 기술적 요구사항이 충족시켜야 하고 사람 근처에 위치하기 때문에 안전성이 중요한 설계 요소이다.In addition, tow prepreg is a necessary material for everything from high-performance rocket motor cases to high-performance commercial pressure vessels, and pressure vessel design must meet various technical requirements and is located near people, so safety is an important design factor.
이러한 요구 및 고려사항과 충족시키는 설계를 하기 위해서는 토우 프리프레그 시편의 물성평가가 중요한 실정이다.In order to design a design that satisfies these requirements and considerations, it is important to evaluate the physical properties of tow prepreg specimens.
종래에는 물성평가 시편을 제작하기 위해 얼레 형태의 치구에 소재를 감아 고온 경화시켜 성형하였는데, 경화되는 과정에서 점도가 낮아진 수지가 시편과 치구 사이에 미끌림을 유발하거나 고정부가 풀려 장력을 유지 하지 못하여 시편의 물성 평가가 원활하게 이루어 지지 않는 큰 결과를 초래하였다.Conventionally, in order to produce physical property evaluation specimens, materials were wound around a reel-shaped fixture and cured at high temperatures to form them. However, during the curing process, the resin whose viscosity was lowered caused slippage between the specimen and the fixture, or the fixing part loosened and the tension could not be maintained, causing the specimen to be molded. This resulted in major consequences in which the property evaluation was not carried out smoothly.
이를 개선하기 위해 개선된 국내 특허인 KR102108653와 같이 시편 거치시 적용되는 장력을 최적화할 수 있는 고정부를 개선하였으나, 수작업을 기반으로 한 개선법이기에 육안으로 섬유의 꼬임을 확인하기 어려운 3K이하의 스몰토우를 적용한 시편제조 시 시편의 균일성이 떨어지며, 섬유 다발이 작은 스몰토우 일수록 가해지는 장력에 의한 단사율이 높은 문제가 발생한다.To improve this, we improved the fixing part to optimize the tension applied when mounting the specimen, as in the improved domestic patent KR102108653, but since it is an improvement method based on manual work, it is difficult to visually check the twist of the fiber for small toe of 3K or less. When manufacturing specimens using , the uniformity of the specimen decreases, and the smaller the fiber bundle is, the higher the single yarn rate due to the applied tension occurs.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 거치부로부터 입사된 토우 프리프레그 간 간격을 점진적으로 줄여가도록 하는 합사부를 통해 섬유의 꼬임 및 단사 발생을 최소화하고 시편 제작 속도 및 균일한 성형이 가능한 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치를 제공하는데 목적이 있다.Therefore, in order to solve the above problems, the present invention minimizes the occurrence of twisting and single yarns in the fiber through a ply yarn part that gradually reduces the gap between the tow prepregs incident from the mounting part, and enables specimen production speed and uniform molding. The purpose is to provide a tow prepreg manufacturing device for physical property evaluation specimens.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치는 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치에 있어서, 복수개로 형성되되, 각각 토우 프리프레그가 감겨져서 구비되고, 상기 토우 프리프레그가 풀려나갈 때 상기 토우 프리프레그에 인가되는 장력을 조절하는 장력조절장치가 마련되는 거치부; 상기 거치부로부터 이송된 상기 복수개의 토우 프리프레그를 하나의 토우 프리프레그로 단일화하는 합사부; 롤러 형태로 형성되되, 상기 합사부로부터 이송된 상기 토우 프리프레그의 형태를 고정시키도록 냉각기능이 구비된 형태고정부 및 두께를 가지는 판재 형태로 형성되되, 중앙을 관통하는 회전축이 형성된 몰드가 구비되어, 상기 형태고정부로부터 이송된 상기 토우 프리프레그가 상기 몰드에 와인딩되는 시편화부를 포함할 수 있다.In order to solve the above problems, the tow prepreg manufacturing device for physical property evaluation specimens according to an embodiment of the present invention is formed in a plurality of tow prepregs for physical property evaluation specimens, each of which is wound with a tow prepreg. A mounting portion provided with a tension adjustment device that adjusts the tension applied to the tow prepreg when the tow prepreg is released; a plying unit that unites the plurality of tow prepregs transferred from the mounting unit into one tow prepreg; It is formed in the form of a roller, has a shape fixing part equipped with a cooling function to fix the shape of the tow prepreg transferred from the plying part, and is formed in the form of a plate having a thickness, and is provided with a mold having a rotation axis passing through the center. Thus, the tow prepreg transferred from the shape fixing part may include a specimen forming part where the tow prepreg is wound around the mold.
또한, 상기 토우 프리프레그는, 필라멘트 수가 1,000 내지 24,000개인 스몰 토우 프리프레그인 것을 특징으로 한다.In addition, the tow prepreg is characterized as a small tow prepreg having a filament number of 1,000 to 24,000.
또한, 상기 합사부는, 상기 거치부로부터 이송된 상기 복수개의 토우 프리프레그 사이의 간격을 줄여가도록 하며 전후방향으로 복수개로 마련되는 합사부재 및 전후방향으로 길이를 가지며 형성되되, 온도조절장치가 구비되어 상기 합사부재로부터 이송된 상기 토우 프리프레그를 가열하여 단일화하는 가열부를 포함할 수 있다.In addition, the plying unit is formed with a plurality of plying members provided in the front-back direction and a length in the front-back direction to reduce the gap between the plurality of tow prepregs transferred from the mounting unit, and is equipped with a temperature control device. It may include a heating unit that heats and unifies the tow prepreg transferred from the plying member.
또한, 상기 합사부재는, 상면에 측방향으로 배열된 하나 이상의 간격홈 또는 간격돌기가 형성되고, 전방에서 후방에 위치할수록 상기 간격홈 또는 간격돌기의 이격 간격이 점진적으로 좁아지고 최후방에 위치할 경우 하나의 간격홈 또는 두 개의 간격돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the plying member has one or more spacing grooves or spacing protrusions arranged laterally on the upper surface, and as it is positioned from the front to the rear, the spacing between the spacing grooves or spacing protrusions gradually narrows and is located at the rearmost position. In this case, it is characterized in that one spaced groove or two spaced protrusions are formed.
또한, 상기 합사부재는, 전측에 위치하되, 상면에 측방향으로 다수개의 제1간격홈이 이격 간격을 가지도록 형성된 제1합사부재; 상기 제1합사부재로부터 후측으로 일정간격 이격되어 위치하되, 상면에 측방향으로 다수개의 제2간격홈이 상기 제1간격홈 보다 좁은 이격 간격을 가지도록 형성된 제2합사부재; 상기 제2합사부재로부터 후측으로 일정간격 이격되어 위치하되, 상면에 측방향으로 다수개의 제3간격홈이 서로 접촉하여 형성된 제3합사부재 및 상기 제3 합사부재로부터 후측으로 일정간격 이격되어 위치하되, 상면 중앙에 하나의 제4간격홈이 형성된 제4합사부재를 포함하여, 상기 거치부로부터 이송된 상기 토우 프리프레그가 상기 제1간격홈, 제2간격홈, 제3간격홈 및 제4간격홈을 따라 이동하여 상기 제4간격홈에서 단일화되는 것을 특징으로 한다.In addition, the plying member includes: a first plying member located on the front side and having a plurality of first spacing grooves spaced apart from each other laterally on the upper surface; a second plying member positioned at a predetermined distance rearward from the first plying member and having a plurality of second spacing grooves formed laterally on the upper surface to have a spacing narrower than that of the first spacing groove; It is located at a certain distance rearward from the second plying member, and is spaced at a certain distance rearward from the third plying member and the third plying member formed by a plurality of third spacing grooves in contact with each other laterally on the upper surface. , including a fourth plying member having a fourth spacing groove formed in the center of the upper surface, wherein the tow prepreg transferred from the mounting portion is divided into the first spacing groove, the second spacing groove, the third spacing groove, and the fourth spacing. It is characterized in that it moves along the groove and becomes unified in the fourth interval groove.
또한, 상기 가열부는, 전후방향으로 길이를 가지며 형성되며, 가열홈이 중앙에 길이방향을 따라 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the heating part is formed to have a length in the front-back direction, and is characterized in that a heating groove is formed along the longitudinal direction in the center.
또한, 상기 시편화부는, 상기 몰드에 와인딩된 상기 토우 프리프레그를 보호하기 위한 커버부를 더 포함하고, 상기 커버부는, 판 형태로 형성되되 한 쌍으로 구비되어, 상기 몰드의 상면 및 하면 중 하나 이상에 위치하여 상기 토우 프리프레그를 보호하는 것을 특징으로 한다.In addition, the specimen forming part further includes a cover part for protecting the tow prepreg wound around the mold, and the cover part is formed in a plate shape and is provided as a pair, so that at least one of the upper and lower surfaces of the mold It is characterized in that it is located in and protects the tow prepreg.
본 발명에 의하면 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치는 거치부로부터 입사된 토우 프리프레그 간 간격을 점진적으로 줄여가도록 하는 합사부를 통해 섬유의 꼬임 및 단사 발생을 최소화하고 시편 제작 속도 및 균일한 성형이 가능한 장점이 있다.According to the present invention, the tow prepreg manufacturing device for physical property evaluation specimens minimizes the occurrence of twisting and single yarns in fibers through a ply yarn part that gradually reduces the gap between tow prepregs incident from the mounting part, and improves specimen production speed and uniform molding. There are possible advantages.
또한, 기존의 수작업으로 진행된 시편보다 정밀한 장력 및 일정 간격을 유지하는 재현성이 검증된 적층 시편을 제작할 수 있다.In addition, it is possible to produce laminated specimens with verified reproducibility that maintain precise tension and constant spacing compared to existing hand-made specimens.
또한, 토우 프리프레그를 오버랩하여 단일섬유 인장시편 외에 판재형시편의 제작도 가능하며, 스몰토우, 라지토우 등 모든 토우 프리프레그 시편의 제작에서 활용이 가능하다.In addition, it is possible to manufacture plate-type specimens in addition to single-fiber tensile specimens by overlapping tow prepregs, and it can be used in the production of all tow prepreg specimens, such as small tow and large tow.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치의 공정예시도.
도 2는 도 1에 토우 프리프레그가 적용된 모습을 도시한 공정예시도.
도 3은 도 1의 합사부재가 토우 프리프레그의 합사 진행방향에 따라 간격홈의 이격거리가 점진적으로 줄어드는 모습을 도시한 예시도.
도 4의 (a) 내지 (d)는 도 3의 제1합사부재 내지 제4합사부재의 정면도.
도 5는 도 1에서 토우 프리프레그가 점진적으로 합사되도록 합사부재에 간격돌기가 형성된 모습을 도시한 사시도.
도 6의 (a), (b)는 도 1의 가열부의 서로 다른 예를 도시한 사시도.
도 7은 도 1의 시편화부의 몰드를 도시한 사시도.
도 8은 도 7의 토우 프리프레그가 권취된 몰드에 커버부가 형성된 모습을 도시한 사시도.
도 9는 도 8의 토우 프리프레그가 권취된 몰드에 고정부재를 포함하는 커버부가 형성된 모습을 도시한 사시도.
도 10의 좌측 사진은 초기 토우 프리프레그 사진이며, 우측 사진은 초기 토우 프리프레그를 본 발명의 실시예에 따른 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치를 통해 제작한 시편용 토우 프리프레그의 사진.Figure 1 is an exemplary process diagram of a tow prepreg manufacturing apparatus for physical property evaluation specimens according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exemplary process diagram showing the tow prepreg applied to Figure 1.
Figure 3 is an example diagram showing how the spacing distance between the grooves of the plying member of Figure 1 is gradually reduced according to the plying direction of the tow prepreg.
Figures 4 (a) to (d) are front views of the first to fourth plying members of Figure 3.
Figure 5 is a perspective view showing the spacing protrusions formed on the plying member so that the tow prepreg in FIG. 1 is gradually bonded.
Figures 6 (a) and (b) are perspective views showing different examples of the heating unit of Figure 1.
Figure 7 is a perspective view showing the mold of the specimen forming part of Figure 1.
Figure 8 is a perspective view showing a cover portion formed in a mold in which the tow prepreg of Figure 7 is wound.
Figure 9 is a perspective view showing a cover part including a fixing member formed in a mold in which the tow prepreg of Figure 8 is wound.
The left photo in Figure 10 is a photo of the initial tow prepreg, and the right photo is a photo of the initial tow prepreg for a specimen manufactured through the tow prepreg production device for physical property evaluation specimens according to an embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the description of the present invention with reference to the drawings is not limited to specific embodiments, and various changes may be made and various embodiments may be possible. In addition, the content described below should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In the following description, the terms first, second, etc. are terms used to describe various components, and their meaning is not limited, and is used only for the purpose of distinguishing one component from other components.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.Like reference numerals used throughout this specification refer to like elements.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 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.As used herein, singular expressions include plural expressions, unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as “comprise,” “provide,” or “have” used below are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or a combination thereof described in the specification. It should be construed and understood as not precluding the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치에 대하여 첨부한 도 1 내지 10을 참조하면서 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the tow prepreg manufacturing apparatus for physical property evaluation specimens according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached FIGS. 1 to 10.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치의 공정예시도이고, 도 2는 도 1에 토우 프리프레그가 적용된 모습을 도시한 공정예시도이고, 도 3은 도 1의 합사부재가 토우 프리프레그의 합사 진행방향에 따라 간격홈의 이격거리가 점진적으로 줄어드는 모습을 도시한 예시도이고, 도 4의 (a) 내지 (d)는 도 3의 제1합사부재 내지 제4합사부재의 정면도이고, 도 5는 도 1에서 토우 프리프레그가 점진적으로 합사되도록 합사부재에 간격돌기가 형성된 모습을 도시한 사시도이고, 도 6의 (a), (b)는 도 1의 가열부의 서로 다른 예를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 1의 시편화부의 몰드를 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7의 토우 프리프레그가 권취된 몰드에 커버부가 형성된 모습을 도시한 사시도이고, 도 9는 도 8의 토우 프리프레그가 권취된 몰드에 고정부재를 포함하는 커버부가 형성된 모습을 도시한 사시도이며, 도 10의 좌측 사진은 초기 토우 프리프레그 사진이며, 우측 사진은 초기 토우 프리프레그를 본 발명의 실시예에 따른 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치를 통해 제작한 시편용 토우 프리프레그의 사진이다.Figure 1 is an exemplary process diagram of a tow prepreg manufacturing device for physical property evaluation specimens according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an exemplary process diagram showing the tow prepreg applied to Figure 1, and Figure 3 is an exemplary process diagram showing the application of the tow prepreg to Figure 1. It is an example diagram showing how the spacing between the spacing grooves of the plying member gradually decreases according to the plying direction of the tow prepreg, and (a) to (d) of Figure 4 show the first to second plying members of Figure 3. 4 is a front view of the plying member, and FIG. 5 is a perspective view showing the spacing protrusions formed on the plying member so that the tow prepreg is gradually plyed in FIG. 1, and (a) and (b) of FIG. 6 are the heating of FIG. 1. It is a perspective view showing different examples of the parts, Figure 7 is a perspective view showing the mold of the specimen forming part of Figure 1, Figure 8 is a perspective view showing the cover part formed in the mold in which the tow prepreg of Figure 7 is wound, Figure 9 is a perspective view showing a cover part including a fixing member formed in the mold in which the tow prepreg of Figure 8 is wound, the left picture of Figure 10 is a picture of the initial tow prepreg, and the right picture is the initial tow prepreg. This is a photograph of a tow prepreg for a specimen produced through a tow prepreg production device for a physical property evaluation specimen according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치는 거치부(10), 합사부(20), 형태고정부(30) 및 시편화부(40)를 포함할 수 있다.Referring to Figures 1 and 2, the tow prepreg manufacturing device for physical property evaluation specimens according to an embodiment of the present invention includes a mounting portion (10), a plying portion (20), a shape fixing portion (30), and a specimen forming portion (40). It can be included.
각 구성에 대해 설명하기 앞서, 본 발명의 실시예에 따른 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치는 스몰 토우 프리프레그, 라지 토우 프리프레그 등 다양한 개수의 필라멘트로 구성된 섬유다발 집단 모두에 적용하여 토우 프리프레그 시편을 제작할 수 있다. 이때, 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치는 필라멘트 수가 1,000 내지 24,000인 스몰 토우 프리프레그를 이용하여 시편용 토우 프리프레그를 제작하는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.Before explaining each configuration, the tow prepreg manufacturing device for physical property evaluation specimens according to an embodiment of the present invention is applied to all fiber bundle groups composed of various numbers of filaments such as small tow prepreg and large tow prepreg. Leg specimens can be produced. At this time, it is most desirable for the tow prepreg production device for the physical property evaluation specimen to produce the tow prepreg for the specimen using small tow prepreg with a filament number of 1,000 to 24,000, but it is not limited to this.
먼저, 거치부(10)는 롤러 형태로 형성되어, 토우 프리프레그(P)가 권취된 상태로 구비되는 것으로, 합사할 토우 프리프레그(P) 개수에 따라 복수개로 마련될 수 있다. First, the mounting portion 10 is formed in the form of a roller and is provided in a state in which the tow prepreg (P) is wound, and may be provided in plural pieces depending on the number of tow prepregs (P) to be twisted.
또한, 거치부(10)는 토우 프리프레그(P)가 거치부(10)로부터 풀려나갈 때 토우 프리프레그(P)에 인가되는 장력을 조절할 수 있도록 장력조절장치가 마련될 수 있다. 이때, 장력조절장치는 통상적으로 롤러에 형성되어 롤러에 감긴 섬유가 풀릴 때 장력을 조절하기 위해 사용되는 장치 모두가 적용될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.Additionally, the mounting portion 10 may be provided with a tension adjustment device to adjust the tension applied to the tow prepreg (P) when the tow prepreg (P) is released from the mounting portion (10). At this time, the tension control device can be any device that is typically formed on a roller and used to control tension when the fibers wound around the roller are unwound, but is not limited to this.
합사부(20)는 거치부(10)로부터 이송된 복수개의 토우 프리프레그(P)를 하나의 토우 프리프레그(P)로 단일화하는 것으로, 합사부재(21) 및 가열부(22)를 포함할 수 있다.The plying unit 20 unifies the plurality of tow prepregs (P) transferred from the mounting unit 10 into one tow prepreg (P), and may include a plying member 21 and a heating unit 22. You can.
합사부재(21)는 거치부(10)로부터 이송된 복수개의 토우 프리프레그(P) 사이의 간격을 줄여가도록 전후방향을 따라 복수개로 마련될 수 있다.The plying members 21 may be provided in plural numbers along the front-back direction to reduce the gap between the plurality of tow prepregs (P) transferred from the mounting unit 10.
이때, 합사부재(21)는 판형, 롤러형 등 다양한 형태로 형성될 수 있으며 이에 한정되지 않는다.At this time, the plying member 21 may be formed in various shapes such as plate shape, roller shape, etc., but is not limited thereto.
또한, 합사부재(21)는 복수개의 토우 프리프레그(P) 사이 간격을 줄여갈 수 있도록 상면에 측방향으로 배열된 하나 이상의 간격홈(210) 또는 간격돌기(211)가 형성될 수 있다.In addition, the plying member 21 may have one or more spacing grooves 210 or spacing protrusions 211 arranged laterally on the upper surface to reduce the spacing between the plurality of tow prepregs P.
이와 같이 합사부재(21)는 전방에서 후방에 위치할수록 간격홈(210) 또는 간격돌기(211)의 이격 간격이 점진적으로 좁아지고, 최후방에 위치할 경우 하나의 간격홈(210) 또는 두 개의 간격돌기(211)가 형성될 수 있다.In this way, as the plying member 21 is positioned from the front to the back, the spacing between the spacing grooves 210 or the spacing protrusions 211 gradually narrows, and when positioned at the rearmost position, one spacing groove 210 or two spacing grooves 210 are formed. Interval protrusions 211 may be formed.
예컨대, 도 3과 도 4를 참조하면, 합사부재(21)에 간격홈(210)이 형성된 것을 확인할 수 있다. 이때, 합사부재(21)는 4개로 이루어진 것을 예로 설명하나, 이에 한정하지 않고, 위치, 크기에 따라 다양한 개수로 형성될 수 있다.For example, referring to Figures 3 and 4, it can be seen that the spacing groove 210 is formed in the plying member 21. At this time, it is explained as an example that the braiding member 21 consists of four pieces, but it is not limited to this and can be formed in various numbers depending on the location and size.
보다 구체적으로, 합사부재(21)에 간격홈(210)이 형성될 때, 합사부재(21)는 제1합사부재(21a), 제2합사부재(21b), 제3합사부재(21c) 및 제4합사부재(21d)를 포함할 수 있다.More specifically, when the gap groove 210 is formed in the plying member 21, the plying member 21 includes the first plying member 21a, the second plying member 21b, the third plying member 21c, and It may include a fourth braided member (21d).
제1합사부재(21a)는 전측에 위치하되, 상면에 측방향으로 다수개의 제1간격홈(210a)이 도 4의 (a)와 같이 이격 간격을 가지도록 형성될 수 있다.The first plying member 21a may be located on the front side, and a plurality of first spacing grooves 210a may be formed laterally on the upper surface to be spaced apart as shown in (a) of FIG. 4.
제2합사부재(21b)는 제1합사부재(21a)로부터 후측으로 일정간격 이격되어 위치하되, 상면에 측방향으로 다수개의 제2간격홈(210b)이 도 4의 (b)와 같이 제1간격홈(210a) 보다 좁은 이격 간격을 가지도록 형성될 수 있다.The second plying member 21b is located at a certain distance rearward from the first plying member 21a, and has a plurality of second spacing grooves 210b laterally on the upper surface, as shown in (b) of FIG. 4. It may be formed to have a narrower spacing than the spacing groove 210a.
제3합사부재(21c)는 제2합사부재(21b)로부터 후측으로 일정간격 이격되어 위치하되, 상면에 측방향으로 다수개의 제3간격홈(210c)이 도 4의 (c)와 같이 서로 접촉하여 형성될 수 있다.The third plying member 21c is located at a predetermined distance rearward from the second plying member 21b, and a plurality of third spacing grooves 210c laterally on the upper surface contact each other as shown in (c) of FIG. 4. It can be formed.
제4합사부재(21d)는 제3합사부재(21c)로부터 후측으로 일정간격 이격되어 위치하되, 상면 중앙에 하나의 제4간격홈(210d)이 형성될 수 있다.The fourth plying member 21d is located at a predetermined distance rearward from the third plying member 21c, and a fourth spacing groove 210d may be formed in the center of the upper surface.
이때, 제4간격홈(210d)은 제1간격홈(210a)의 너비보다 1 내지 2배 크게 형성될 수 있으며, 1.5배 크게 형성되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.At this time, the fourth spacing groove 210d may be formed to be 1 to 2 times larger than the width of the first spacing groove 210a, and is most preferably formed to be 1.5 times larger, but is not limited to this.
여기서, 제4간격홈(210d)의 너비가 제1간격홈(210a)의 너비보다 작게 형성될 경우, 제3합사부재(21c)로부터 이송된 토우 프리프레그(P)가 너무 좁게 형성된 제4간격홈(210d)을 통과하면서 토우 프리프레그(P)가 단일화되지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 제4간격홈(210d)의 너비가 제1간격홈(210a)의 너비보다 2배를 초과하여 크게 형성될 경우, 제3합사부재(21c)로부터 이송된 토우 프리프레그(P)가 너무 넓게 형성된 제4간격홈(210d)을 통과하면서 단일화되지 못하고 다시 넓어지거나 분리되는 문제가 발생할 수 있다. Here, when the width of the fourth spacing groove 210d is formed smaller than the width of the first spacing groove 210a, the tow prepreg P transferred from the third plying member 21c is formed too narrowly in the fourth spacing. A problem may occur in which the tow prepreg (P) is not unified while passing through the groove (210d). In addition, when the width of the fourth spacing groove 210d is formed to be larger than twice the width of the first spacing groove 210a, the tow prepreg P transferred from the third plying member 21c is too large. When passing through the widely formed fourth interval groove 210d, a problem may occur where the grooves are not unified and become wider or separated again.
이처럼, 합사부재(21)는 상기와 같이 형성됨으로써, 거치부(10)로부터 이송된 토우 프리프레그(P)가 제1간격홈(210a), 제2간격홈(210b), 제3간격홈(210c) 및 제4간격홈(210d)을 따라 이동하여, 복수개의 토우 프리프레그(P)가 제4간격홈(210d)에서 단일화될 수 있다.In this way, the plying member 21 is formed as described above, so that the tow prepreg (P) transferred from the mounting portion 10 is formed in the first spacing groove 210a, the second spacing groove 210b, and the third spacing groove ( By moving along 210c) and the fourth spaced groove 210d, the plurality of tow prepregs (P) can be unified in the fourth spaced groove 210d.
한편, 도 5를 참조하면, 합사부재(21)에 간격돌기(211)가 형성된 것을 확인할 수 있다. 이때, 합사부재(21)는 3개로 이루어진 것을 예로 설명하나, 이에 한정하지 않고, 위치, 크기에 따라 다양한 개수로 형성될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 5, it can be seen that spacer protrusions 211 are formed on the plying member 21. At this time, it is explained as an example that the braiding member 21 consists of three pieces, but it is not limited to this and can be formed in various numbers depending on the location and size.
보다 구체적으로, 합사부재(21)에 간격돌기(211)가 형성될 때, 합사부재(21)는 제5합사부재(21e), 제6합사부재(21f) 및 제7합사부재(21g)를 포함할 수 있다.More specifically, when the spacing protrusion 211 is formed in the plying member 21, the plying member 21 connects the fifth plying member 21e, the sixth plying member 21f, and the seventh plying member 21g. It can be included.
제5합사부재(21e)는 전측에 위치하되, 상면에 측방향으로 다수개의 제1간격돌기(211a)가 이격 간격을 가지도록 형성될 수 있다.The fifth plying member 21e may be located on the front side, and a plurality of first spacing protrusions 211a may be formed at intervals laterally on the upper surface.
제6합사부재(21f)는 제5합사부재(21e)로부터 후측으로 일정간격 이격되어 위치하되, 상면에 측방향으로 다수개의 제2간격돌기(211b)가 제1간격돌기(211a)보다 좁은 이격 간격을 가지도록 형성될 수 있다.The sixth plying member 21f is located at a certain distance rearward from the fifth plying member 21e, and has a plurality of second spacing protrusions 211b laterally on the upper surface that are spaced narrower than the first spacing protrusions 211a. It can be formed to have a gap.
제7합사부재(21g)는 제3합사부재(21c)로부터 후측으로 일정간격 이격되어 위치하되, 상면에 두 개의 제3간격돌기(211c)가 제2간격돌기(211b) 사이의 이격 간격과 같거나 다소 큰 이격 간격을 가지며 형성될 수 있다. The seventh plying member (21g) is located at a certain distance rearward from the third plying member (21c), and has two third spacing protrusions (211c) on the upper surface equal to the spacing between the second spacing protrusions (211b). Alternatively, it may be formed with a somewhat large separation distance.
이와 같이, 합사부재(21)는 거치부(10)로부터 이송된 토우 프리프레그(P)가 제1간격돌기(211a), 제2간격돌기(211b) 및 제3간격돌기(211c) 사이에 형성된 이격 공간을 따라 이동하도록 할 수 있다. 이에, 복수개의 토우 프리프레그(P)는 제1간격돌기(211a), 제2간격돌기(211b) 사이에 형성된 이격 공간을 따라 이동하면서 사이 간격이 좁아지게 되고, 마지막으로 두 개의 제3간격돌기(211c) 사이에 형성된 이격 공간을 따라 이동하면서 단일화될 수 있다.In this way, the plying member 21 is formed such that the tow prepreg (P) transferred from the mounting portion 10 is formed between the first spacing protrusion (211a), the second spacing protrusion (211b), and the third spacing protrusion (211c). It can be made to move along the separation space. Accordingly, the plurality of toe prepregs (P) move along the space formed between the first and second spacer protrusions (211a) and 211b, narrowing the space between them, and finally, the two third spacer protrusions (211b). It can be unified while moving along the space formed between (211c).
이에 따라, 복수개의 토우 프리프레그(P)는 상기와 같이 합사부재(21)를 거치며 서로 간격을 점진적으로 줄여간 후 단일화됨으로써, 서로 꼬이는 현상을 최소화하는 장점을 가질 수 있다.Accordingly, the plurality of tow prepregs P are unified after gradually reducing the distance between them through the plying member 21 as described above, which can have the advantage of minimizing the phenomenon of twisting each other.
도 6을 참조하면, 가열부(22)는 전후방향으로 길이를 가지도록 형성되되, 온도조절장치가 구비되어 합사부재(21)로부터 이송된 토우 프리프레그(P)를 가열하여 단일화할 수 있다. Referring to FIG. 6, the heating unit 22 is formed to have a length in the front-back direction and is equipped with a temperature control device, so that the tow prepreg (P) transferred from the plying member 21 can be heated and unified.
이때, 가열부(22)는 토우 프리프레그(P)에 적용된 수지의 특성에 따라 온도조절이 가능한 온도조절장치가 부착되어, 수지의 종류에 따라 온도조절이 가능하도록 할 수 있다.At this time, the heating unit 22 is equipped with a temperature control device capable of controlling the temperature according to the characteristics of the resin applied to the tow prepreg (P), so that the temperature can be adjusted according to the type of resin.
이러한, 가열부(22)는 판 형태, 롤러 형태 등 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.The heating unit 22 may be formed in various shapes, such as a plate shape or a roller shape, but is not limited thereto.
또한, 가열부(22)는 도 6의 (a)와 같이 형성될 경우, 간격홈(210)의 중앙의 상면 또는 간격돌기(211) 사이 공간의 상면과 가열부(22)의 상면이 수평을 이루는 높이를 가지도록 형성되어 합사부재(21)로부터 이송된 토우 프리프레그(P)가 수평을 유지하며 이동하도록 할 수 있다.In addition, when the heating unit 22 is formed as shown in (a) of FIG. 6, the upper surface of the center of the spacing groove 210 or the upper surface of the space between the spacing protrusions 211 and the upper surface of the heating unit 22 are horizontal. It is formed to have a height so that the tow prepreg (P) transferred from the plying member 21 can move while maintaining horizontality.
이에 따라, 토우 프리프레그(P)는 단일화된 상태를 일정하게 유지하며 이동함과 동시에 가열부(22)로부터 열을 전달받음으로써 수지의 유동성을 통해 보다 견고하게 단일화될 수 있다.Accordingly, the tow prepreg (P) can be unified more firmly through the fluidity of the resin by moving while maintaining its unified state and simultaneously receiving heat from the heating unit 22.
한편, 가열부(22)는 도 6의 (b)와 같이 중앙에 길이방향을 따라 가열홈(220)이 형성될 수 있다. 이때, 가열부(22)는 합사부재(21)가 간격홈(210)을 형성할 경우, 제4합사부재(21d)와 동일한 높이를 가지며, 제4간격홈(210d)과 가열홈(220)이 동일한 형태로 형성되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 가열부(22)는 합사부재(21)가 간격돌기(211)를 형성할 경우, 가열홈(220)이 제3간격돌기(211c) 사이의 공간과 동일한 폭과 높이를 가지며 형성되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.Meanwhile, the heating unit 22 may have a heating groove 220 formed in the center along the longitudinal direction, as shown in (b) of FIG. 6. At this time, when the plying member 21 forms the spacing groove 210, the heating unit 22 has the same height as the fourth plying member 21d, and the fourth spacing groove 210d and the heating groove 220 It is most preferable that it be formed in the same form, but it is not limited to this. In addition, the heating unit 22 is such that when the plying member 21 forms the spacing protrusions 211, the heating groove 220 is formed to have the same width and height as the space between the third spacing protrusions 211c. It is most preferred, but is not limited to this.
이에, 토우 프리프레그(P)는 합사부재(21)를 통해 단일화된 상태로 가열부(22)의 가열홈(220)을 따라 이동함과 동시에 열을 전달받음으로써 단일화된 상태를 안정적으로 유지할 수 있고, 수지의 유동성을 통해 보다 견고하게 단일화될 수 있다.Accordingly, the tow prepreg (P) moves along the heating groove 220 of the heating unit 22 in a unified state through the braiding member 21 and simultaneously receives heat, thereby stably maintaining the unified state. and can be more firmly unified through the fluidity of the resin.
형태고정부(30)는 합사부(20)로부터 이송된 토우 프리프레그(P)의 형태를 고정시키는 것으로, 형태고정롤러(31) 및 형태고정 가이드롤러(32)를 포함할 수 있다.The shape fixing unit 30 fixes the shape of the tow prepreg (P) transferred from the plying unit 20 and may include a shape fixing roller 31 and a shape fixing guide roller 32.
이때, 형태고정부(30)는 형태고정롤러(31) 및 형태고정 가이드롤러(32)의 회전 방향과 속도를 제어할 수 있도록 구비될 수 있다.At this time, the shape fixing unit 30 may be provided to control the rotation direction and speed of the shape fixing roller 31 and the shape fixing guide roller 32.
또한, 형태고정롤러(31)는 롤러형태로 형성되되 냉각기능이 구비되어 합사부(20)로부터 이송된 토우 프리프레그(P)를 냉각하여 최종 형태의 토우 프리프레그(P)가 형성되도록 한다. In addition, the shape fixing roller 31 is formed in the form of a roller and is equipped with a cooling function to cool the tow prepreg (P) transferred from the plying unit 20 to form the final shape of the tow prepreg (P).
이때, 형태고정롤러(31)는 하단이 가열부(22)의 하단과 일직선 상에 위치하여 가열부(22)로부터 이송된 토우 프리프레그(P)의 변형이 최소화되도록 하는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.At this time, it is most desirable for the lower end of the shape fixing roller 31 to be located in a straight line with the lower end of the heating unit 22 to minimize deformation of the tow prepreg (P) transferred from the heating unit 22. It is not limited.
형태고정 가이드롤러(32)는 형태고정롤러(31)에 이송되고, 형태고정롤러(31)를 지나 시편화부(40)로 이송되는 토우 프리프레그(P)의 이동을 가이드 하도록 구비된 것으로, 형태고정롤러(31)의 전측 및 후측에 위치하도록 한 쌍으로 형성될 수 있다.The shape fixing guide roller 32 is provided to guide the movement of the tow prepreg (P), which is transferred to the shape fixing roller 31 and transferred to the specimen forming unit 40 through the shape fixing roller 31. It may be formed as a pair to be located on the front and rear sides of the fixing roller 31.
보다 구체적으로, 형태고정 가이드롤러(32)는 형태고정롤러(31)의 전측 및 후측에 위치하되, 하단이 형태고정롤러(31)의 하단과 일직선상에 위치하여 토우 프리프레그(P)의 변형이 최소화되도록 하는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.More specifically, the shape fixing guide roller 32 is located on the front and rear sides of the shape fixing roller 31, and the lower end is located in a straight line with the lower end of the shape fixing roller 31, thereby deforming the tow prepreg (P). It is most desirable to minimize this, but it is not limited to this.
마지막으로, 시편화부(40)는 형태고정부(30)로부터 이송된 최종 형태의 토우 프리프레그(P)가 와인딩 되도록 마련된 것으로, 몰드(41) 및 시편화 가이드롤러(42)를 포함할 수 있다.Lastly, the specimen forming unit 40 is provided to wind the final form of tow prepreg (P) transferred from the shape fixing unit 30, and may include a mold 41 and a specimen forming guide roller 42. .
도 7을 참조하면, 몰드(41)는 최종 형태의 토우 프리프레그(P)가 와인딩되는 것으로, 두께를 가지는 판재 형태로 형성되되, 중앙을 관통하는 회전축(410)이 구비될 수 있다.Referring to FIG. 7, the mold 41 is formed by winding the final form of tow prepreg (P), and is formed in the form of a thick plate, and may be provided with a rotation axis 410 penetrating the center.
또한, 몰드(41)는 회전축(410)을 중심으로 회전속도 및 이송속도가 조절이 가능하도록 구비될 수 있다.Additionally, the mold 41 may be provided so that the rotation speed and transfer speed can be adjusted around the rotation axis 410.
이때, 몰드(41)는 일반적으로 복합재료 시편의 최대 길이인 250 mm이상의 폭을 가지는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않고 다양한 폭을 가지도록 형성될 수 있다.At this time, it is most desirable for the mold 41 to have a width of 250 mm or more, which is generally the maximum length of a composite material specimen, but it is not limited to this and can be formed to have various widths.
또한, 몰드(41)는 와인딩되는 토우 프리프레그(P)의 단사가 발생하지 않도록 토우 프리프레그(P)가 와인딩되는 모서리 부분이 곡선으로 가공될 수 있다. In addition, the mold 41 may have a curved edge at which the tow prepreg (P) is wound to prevent single yarns from occurring in the tow prepreg (P).
마지막으로, 도 8을 참조하면, 시편화부(40)는 몰드(41)에 와인딩된 최종 형태의 토우 프리프레그(P)를 보호하기 위해 커버부(43)를 더 포함할 수 있다.Lastly, referring to FIG. 8 , the specimen preparation unit 40 may further include a cover unit 43 to protect the final form of the tow prepreg P wound on the mold 41.
커버부(43)는 몰드(41)에 와인딩된 토우 프리프레그(P)를 보호하고, 몰드(41)로부터 이탈되지 않도록 형성된 것으로, 보호판(430)을 포함할 수 있다.The cover portion 43 is formed to protect the tow prepreg P wound around the mold 41 and prevents it from being separated from the mold 41, and may include a protective plate 430.
보호판(430)은 판 형태로 형성되되 한 쌍으로 구비되어 몰드(41)의 상면 및 하면 중 하나 이상에 위치하여 토우 프리프레그(P)를 보호할 수 있다.The protection plate 430 is formed in the form of a plate and is provided as a pair and is located on one or more of the upper and lower surfaces of the mold 41 to protect the tow prepreg (P).
이때, 보호판(430)은 양측 외면에 수직으로 관통하는 볼트홀(미도시)를 포함하고, 몰드(41)는 상기 홀과 대응되는 위치에 볼트홈(미도시)이 형성될 수 있다.At this time, the protection plate 430 includes bolt holes (not shown) penetrating vertically through both outer surfaces, and the mold 41 may have bolt grooves (not shown) formed at positions corresponding to the holes.
이에, 보호판(430)과 몰드(41)는 볼트(B)를 통해 고정될 수 있다.Accordingly, the protection plate 430 and the mold 41 can be fixed through bolts (B).
이때, 볼트(B)는 토크렌치를 이용하여 고정되도록 형성된 볼트(B)인 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.At this time, it is most preferable that the bolt B is formed to be fixed using a torque wrench, but it is not limited to this.
이와 같이, 커버부(43)는 토우 프리프레그(P)가 와인딩된 몰드(41)의 상면 및 하면에 위치하도록 한 다음, 토크렌치를 이용하여 동일한 압력으로 고정되도록 함으로써, 몰드면과 지면이 평행한 상태가 되도록 할 수 있다. In this way, the cover portion 43 is positioned on the upper and lower surfaces of the mold 41 on which the tow prepreg (P) is wound, and then fixed with the same pressure using a torque wrench, so that the mold surface and the ground are parallel. It can be made to be in one state.
이때, 몰드(41)와 보호판(430)이 이루는 상하부 평행도는 토우 프리프레그(P)의 변형을 최소화하며 보호할 수 있도록 0.03 mm 이내로 형성되는 것이 가장 바람직하다.At this time, it is most desirable that the upper and lower parallelism between the mold 41 and the protective plate 430 is formed within 0.03 mm to minimize deformation and protect the tow prepreg (P).
도 9를 참조하면, 커버부(43)는 고정부재(431)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, the cover part 43 may further include a fixing member 431.
고정부재(431)는 보호판(430)의 양측 끝단으로부터 연장되어 굴곡지게 형성될 수 있다. 이에, 고정부재(431) 끝단은 몰드(41)의 측면에 위치하여, 볼트(B)를 통해 몰드(41)와 연결되도록 할 수 있다. The fixing member 431 may extend from both ends of the protection plate 430 and be curved. Accordingly, the end of the fixing member 431 is located on the side of the mold 41 and can be connected to the mold 41 through the bolt B.
이때, 고정부재(431)와 몰드(41)를 연결하여 고정하는 수단은 볼트(B)에 한정하지 않고, 통상적으로 사용되는 다양한 결합수단이 적용될 수 있다.At this time, the means for connecting and fixing the fixing member 431 and the mold 41 is not limited to the bolt B, and various commonly used coupling means can be applied.
또한, 고정부재(431)는 볼트(B)가 삽입되도록 내면에 나사산이 형성된 볼트홀(미도시)가 형성되고 몰드(41)의 측면에는 볼트(B)가 삽입되는 위치에 볼트홈(미도시)가 형성될 수 있다.In addition, the fixing member 431 has a bolt hole (not shown) with a thread formed on the inner surface for inserting the bolt (B), and a bolt groove (not shown) is formed on the side of the mold 41 at the position where the bolt (B) is inserted. ) can be formed.
또한, 고정부재(431)는 회전축(410)이 위치한 부분을 제외하고 보호판(430)의 양측에 다수개 형성될 수 있으며, 도 9와 같이 두 개 형성되어 안정적으로 고정되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.In addition, a plurality of fixing members 431 may be formed on both sides of the protection plate 430, excluding the portion where the rotation axis 410 is located, and it is most preferable to form two as shown in FIG. 9 to be stably fixed. It is not limited.
시편화 가이드롤러(42)는 형태고정롤러(31) 후측에 위치한 형태고정 가이드롤러(32)로부터 몰드(41)로 이송되는 토우 프리프레그(P)의 이동을 가이드 하도록 구비될 수 있다.The specimen guide roller 42 may be provided to guide the movement of the tow prepreg (P) transferred to the mold 41 from the shape fixing guide roller 32 located at the rear of the shape fixing roller 31.
보다 구체적으로, 시편화 가이드롤러(42)는 한 쌍으로 이루어져 몰드(41)의 전측 및 후측에 위치하되, 몰드(41)로부터 상측으로 이격된 위치에 형성될 수 있다. 이에 따라, 시편화 가이드롤러(42)는 형태고정부(30)로부터 이송된 토우 프리프레그(P)의 변형을 최소화하여 몰드(41)에 안정적으로 와인딩되도록 할 수 있다.More specifically, the specimen guide rollers 42 are formed as a pair and are located on the front and rear sides of the mold 41, but may be formed at a position spaced upward from the mold 41. Accordingly, the specimen guide roller 42 can minimize the deformation of the tow prepreg (P) transferred from the shape fixing unit 30 and ensure that it is stably wound on the mold 41.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치에 의하면, 토우 프리프레그의 꼬임을 최소화하고 균일한 장력을 가지는 시편용 토우 프리프레그를 제조할 수 있다.As described above, according to the apparatus for manufacturing tow prepreg for physical property evaluation specimens according to an embodiment of the present invention, it is possible to minimize twisting of the tow prepreg and manufacture tow prepreg for specimens having uniform tension.
이에 따라, 상기의 시편용 토우 프리프레그를 이용하여 성형 과정을 통해 시편을 제조함으로써, 다양하고 정확한 장력을 가진 토우 프리프레그 시편을 얻을 수 있다.Accordingly, by manufacturing a specimen through a molding process using the tow prepreg for specimens described above, tow prepreg specimens with various and accurate tensions can be obtained.
이상에서 설명하는 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경하여 구현할 수 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.The embodiments of the present invention described above can be implemented with various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention, and such implementation can be realized by an expert in the technical field to which the present invention belongs based on the description of the above-described embodiments. It is easy to implement.
10: 거치부
20: 합사부
21: 합사부재
21a: 제1합사부재
21b: 제2합사부재
21c: 제3합사부재
21d: 제4합사부재
21e: 제5합사부재
21f: 제6합사부재
21g: 제7합사부재
210: 간격홈
210a: 제1간격홈
210b: 제2간격홈
210c: 제3간격홈
210d: 제4간격홈
211: 간격돌기
211a: 제1간격돌기
211b: 제2간격돌기
211c: 제3간격돌기
22: 가열부
220: 가열홈
30: 형태고정부
31: 형태고정롤러
32: 형태고정 가이드롤러
40: 시편화부
41: 몰드
410: 회전축
42: 시편화 가이드롤러
43: 커버부
430: 보호판
431: 고정부재
P: 토우 프리프레그
B: 볼트10: Mounting part
20: Joint Sabu
21: Plywood member
21a: 1st plying member
21b: Second plying member
21c: Third plywood member
21d: 4th plywood member
21e: 5th plywood member
21f: 6th plywood member
21g: 7th plywood member
210: Spacing groove
210a: First spacing groove
210b: Second spacing groove
210c: Third interval groove
210d: Fourth interval groove
211: Spacing protrusion
211a: First interval protrusion
211b: Second interval protrusion
211c: Third interval protrusion
22: heating unit
220: Heating groove
30: Shape fixing unit
31: Shape fixing roller
32: Shape fixing guide roller
40: Psalm painting section
41: mold
410: rotation axis
42: Specimenizing guide roller
43: cover part
430: protective plate
431: Fixing member
P: Tow prepreg
B: bolt
Claims (7)
복수개로 형성되되, 각각 토우 프리프레그가 감겨져서 구비되고, 상기 토우 프리프레그가 풀려나갈 때 상기 토우 프리프레그에 인가되는 장력을 조절하는 장력조절장치가 마련되는 거치부;
상기 거치부로부터 이송된 상기 복수개의 토우 프리프레그를 하나의 토우 프리프레그로 단일화하는 합사부;
롤러 형태로 형성되되, 상기 합사부로부터 이송된 상기 토우 프리프레그의 형태를 고정시키도록 냉각기능이 구비된 형태고정부 및
두께를 가지는 판재 형태로 형성되되, 중앙을 관통하는 회전축이 형성된 몰드가 구비되어, 상기 형태고정부로부터 이송된 상기 토우 프리프레그가 상기 몰드에 와인딩되는 시편화부를 포함하고,
상기 합사부는,
상기 거치부로부터 이송된 상기 복수개의 토우 프리프레그 사이의 간격을 줄여가도록 하며 전후방향으로 복수개로 마련되는 합사부재 및
전후방향으로 길이를 가지며 형성되되, 온도조절장치가 구비되어 상기 합사부재로부터 이송된 상기 토우 프리프레그를 가열하여 단일화하는 가열부를 포함하는 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치.
In the tow prepreg manufacturing device for physical property evaluation specimens,
A mounting portion formed in plural pieces, each of which is provided with a tow prepreg wound around the tow prepreg, and provided with a tension adjustment device that adjusts the tension applied to the tow prepreg when the tow prepreg is released;
a plying unit that unites the plurality of tow prepregs transferred from the mounting unit into one tow prepreg;
A shape fixing unit formed in the form of a roller and equipped with a cooling function to fix the shape of the tow prepreg transferred from the plying unit, and
It is formed in the form of a plate having a thickness, and is provided with a mold with a rotation axis passing through the center, and includes a specimen forming part where the tow prepreg transferred from the shape fixing part is wound on the mold,
The joint division,
A plurality of plying members provided in the front-back direction to reduce the gap between the plurality of tow prepregs transferred from the mounting unit, and
A tow prepreg manufacturing device for physical property evaluation specimens that is formed to have a length in the front-back direction and includes a heating unit equipped with a temperature control device to heat and unify the tow prepreg transferred from the plying member.
상기 토우 프리프레그는,
필라멘트 수가 1,000 내지 24,000개인 스몰 토우 프리프레그인 것을 특징으로 하는 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치.
According to paragraph 1,
The tow prepreg,
A tow prepreg manufacturing device for physical property evaluation specimens, characterized in that it is a small tow prepreg with a filament count of 1,000 to 24,000.
상기 합사부재는,
상면에 측방향으로 배열된 하나 이상의 간격홈 또는 간격돌기가 형성되고,
전방에서 후방에 위치할수록 상기 간격홈 또는 간격돌기의 이격 간격이 점진적으로 좁아지고 최후방에 위치할 경우 하나의 간격홈 또는 두 개의 간격돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치.
According to paragraph 1,
The braided member is,
One or more spaced grooves or spaced protrusions arranged laterally are formed on the upper surface,
Manufacturing a tow prepreg for a physical property evaluation specimen, characterized in that the spacing between the grooves or protrusions gradually narrows as it is positioned from the front to the rear, and when it is located in the rearmost position, one groove or two spacing protrusions are formed. Device.
상기 합사부재는,
전측에 위치하되, 상면에 측방향으로 다수개의 제1간격홈이 이격 간격을 가지도록 형성된 제1합사부재;
상기 제1합사부재로부터 후측으로 일정간격 이격되어 위치하되, 상면에 측방향으로 다수개의 제2간격홈이 상기 제1간격홈 보다 좁은 이격 간격을 가지도록 형성된 제2합사부재;
상기 제2합사부재로부터 후측으로 일정간격 이격되어 위치하되, 상면에 측방향으로 다수개의 제3간격홈이 서로 접촉하여 형성된 제3합사부재 및
상기 제3 합사부재로부터 후측으로 일정간격 이격되어 위치하되, 상면 중앙에 하나의 제4간격홈이 형성된 제4합사부재를 포함하여,
상기 거치부로부터 이송된 상기 토우 프리프레그가 상기 제1간격홈, 제2간격홈, 제3간격홈 및 제4간격홈을 따라 이동하여 상기 제4간격홈에서 단일화되는 것을 특징으로 하는 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치.
According to paragraph 1,
The braided member is,
A first plying member located on the front side and having a plurality of first spacing grooves spaced apart from each other laterally on the upper surface;
a second plying member positioned at a predetermined distance rearward from the first plying member and having a plurality of second spacing grooves formed laterally on the upper surface to have a spacing narrower than that of the first spacing groove;
A third plying member positioned at a predetermined distance rearward from the second plying member and formed with a plurality of third spacing grooves laterally in contact with each other on the upper surface, and
Including a fourth plying member located at a predetermined distance rearward from the third plying member and having a fourth spacing groove formed in the center of the upper surface,
A physical property evaluation specimen, wherein the tow prepreg transferred from the mounting unit moves along the first groove, second groove, third groove, and fourth groove and is unified in the fourth groove. Tow prepreg manufacturing equipment.
상기 가열부는,
전후방향으로 길이를 가지며 형성되며, 가열홈이 중앙에 길이방향을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치.
According to paragraph 1,
The heating unit,
A tow prepreg manufacturing device for physical property evaluation specimens, which is formed with a length in the front-back direction and has a heating groove formed along the longitudinal direction in the center.
상기 시편화부는,
상기 몰드에 와인딩된 상기 토우 프리프레그를 보호하기 위한 커버부를 더 포함하고,
상기 커버부는,
판 형태로 형성되되 한 쌍으로 구비되어, 상기 몰드의 상면 및 하면 중 하나 이상에 위치하여 상기 토우 프리프레그를 보호하는 것을 특징으로 하는 물성평가 시편용 토우 프리프레그 제작장치.
According to paragraph 1,
The specimen making part,
Further comprising a cover part to protect the tow prepreg wound around the mold,
The cover part,
A tow prepreg manufacturing device for physical property evaluation specimens, which is formed in the form of a plate and is provided as a pair, and is located on at least one of the upper and lower surfaces of the mold to protect the tow prepreg.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210167083A KR102684781B1 (en) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | Tow prepreg manufacturing equipment for evaluation test specimen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210167083A KR102684781B1 (en) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | Tow prepreg manufacturing equipment for evaluation test specimen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230081766A KR20230081766A (en) | 2023-06-08 |
KR102684781B1 true KR102684781B1 (en) | 2024-07-15 |
Family
ID=86765606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210167083A KR102684781B1 (en) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | Tow prepreg manufacturing equipment for evaluation test specimen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102684781B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101756831B1 (en) * | 2016-03-03 | 2017-07-12 | 주식회사 이지컴퍼지트 | Apparatus and method for manufacturing property evaluation of specimen of tow prepreg |
KR102184098B1 (en) * | 2020-08-11 | 2020-11-30 | 재단법인 한국탄소융합기술원 | Method for manufacturing square winding tube |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0841220A (en) * | 1994-07-26 | 1996-02-13 | Ube Ind Ltd | Production of thermoplastic monodirectional prepreg sheet |
-
2021
- 2021-11-29 KR KR1020210167083A patent/KR102684781B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101756831B1 (en) * | 2016-03-03 | 2017-07-12 | 주식회사 이지컴퍼지트 | Apparatus and method for manufacturing property evaluation of specimen of tow prepreg |
KR102184098B1 (en) * | 2020-08-11 | 2020-11-30 | 재단법인 한국탄소융합기술원 | Method for manufacturing square winding tube |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20230081766A (en) | 2023-06-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2569469B1 (en) | Apparatus and methods for spreading fiber bundles for the continuous production of prepreg | |
JP5572947B2 (en) | Molding material, fiber reinforced plastic, and production method thereof | |
FI88874C (en) | Coated ski core, procedure for coating the core and skiing with a coated core | |
US20200207053A1 (en) | Methods of producing thermoplastic composites using fabric-based thermoplastic prepregs | |
KR102334459B1 (en) | Continuous fiber reinforced thermoplastic polymer composite and manufacturing method thereof | |
US10618200B2 (en) | Pultrusion apparatus | |
AU2011253365A1 (en) | Apparatus and methods for spreading fiber bundles for the continuous production of prepreg | |
US5575875A (en) | Filament wound fiber reinforced thermoplastic frame for a game racquet | |
DK2874803T3 (en) | SEED, UNIFORM OR OR MULTI-AXIAL REINFORCEMENT AND PROCEDURE FOR PRODUCING SAME | |
JP5707734B2 (en) | Unidirectional reinforced fiber woven or knitted fabric for fiber reinforced plastic, its fiber substrate, method for producing the fiber substrate, and method for molding fiber reinforced plastic using the fiber substrate | |
US20210139657A1 (en) | Materials comprising shape memory alloy wires and methods of making these materials | |
EP3938189B1 (en) | A stitched multi-axial reinforcement | |
KR102684781B1 (en) | Tow prepreg manufacturing equipment for evaluation test specimen | |
US20070003748A1 (en) | Composite fabric product and method of manufacturing the same | |
US7677023B2 (en) | Cabled carbon-fiber thread | |
JP3724593B2 (en) | Method for producing linear fiber reinforced plastic and method for producing fiber reinforced plastic cable | |
US20200255254A1 (en) | Unwinding of materials | |
US11465372B2 (en) | Dry tape material for fiber placement, method of manufacturing the same, and reinforcing fiber laminate and fiber-reinforced plastic molded body produced with the same | |
KR102541022B1 (en) | Apparatus for manufacturing article based on continuous fiber reinforced thermoplastics including twisting unit | |
JPH0584331A (en) | Racket frame |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |