KR20120029715A - Manufacturing method of a flexible composite bogie frame of a bogie for a railway vehicle using resin transfer moulding - Google Patents

Manufacturing method of a flexible composite bogie frame of a bogie for a railway vehicle using resin transfer moulding Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a flexible composite bogie frame for a railway vehicle using a resin transfer technique is provided to enable a fiber-reinforced composite bogie frame to be easily separated between upper and lower molds. CONSTITUTION: A method for manufacturing a flexible composite bogie frame for a railway vehicle using a resin transfer technique is as follows. First fillers(110) for longitudinal axial beams and second fillers(120) of transversal axial beams are coupled to form a basic structure for the composite bogie frame. The basic structure for the composite bogie frame is installed between upper and lower molds and mixed resin is injected and cured between the upper and lower molds. Resin like epoxy, polyester, and phenol is mixed with hardening agent to manufacture mixed resin.

Description

수지이송법을 이용한 철도차량용 유연구조 복합소재 대차프레임의 제작방법 { Manufacturing method of a flexible composite bogie frame of a bogie for a railway vehicle using Resin Transfer Moulding }Manufacturing method of a flexible composite bogie frame for a railway vehicle using a resin transfer method {Manufacturing method of a flexible composite bogie frame of a bogie for a railway vehicle using Resin Transfer Molding}

본 발명은 수지이송법을 이용한 철도차량용 유연구조 복합소재 대차프레임의 제작방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 철도차량의 핵심부품 중의 하나인 대차에 적용되는 대차프레임을 섬유강화 복합소재를 적용하여 일체형으로 제작하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for manufacturing a flexible structural composite bogie frame for a railroad vehicle using a resin transfer method, and more specifically, a bogie frame applied to a bogie, one of the core parts of a railroad car, by applying a fiber-reinforced composite material. It is about how to produce.

일반적으로 철도차량의 대차프레임은 철도차량에서 스프링 하중량을 제외한 차량의 모든 하중을 지지하는 부품으로 차량의 안전운행과 가장 밀접한 관련이 있는 부품이다. In general, the bogie frame of a railroad car is a part that supports all the loads of the vehicle except for the unloaded weight of the railroad car and is the part most closely related to the safe operation of the vehicle.

이러한 대차프레임은 주로 지지하는 하중의 크기와 운행시 발생하는 힘의 크기에 따라 강성이 큰 철강소재를 이용하여 용접 구조의 형태로 제작되는 것이 일반적이다. 그러나 이러한 금속재 대차프레임을 제작할 경우 무게는 대략 1.3 ~ 2톤으로 무겁게 된다. Such a bogie frame is generally manufactured in the form of a welded structure using a steel material having a large rigidity according to the size of a supporting load and a force generated during operation. However, the weight of the metal bogie frame is about 1.3 to 2 tons.

물론, 이러한 기존의 대차프레임을 경량화하기 위해 섬유강화 복합소재를 대차프레임에 적용하는 시도들이 있었다. 이 경우 기존 금속재 대차프레임 대비 무게를 25 ~ 50%까지 줄일 수 있다. Of course, there have been attempts to apply fiber-reinforced composite materials to the balance frame to reduce the weight of the existing balance frame. In this case, the weight can be reduced by 25-50% compared to the existing metal balance frame.

이와 같은 섬유강화 복합소재를 대차프레임 적용한 예로 유럽공개특허 제EP0260440호가 제시된 바 있다. 상기 유럽공개특허는 도 1에 도시된 바와 같은 철도차량용 복합소재 대차프레임의 제작에 관련된 것으로, 복합소재 대차프레임의 종축 지지대(4)와 횡축 지지대(6)로 이루어진다. 이러한 철도차량용 복합소재 대차프레임을 제작하기 위해 도 2에 도시한 바와 같은 채움재(10, 12, 16, 18로 구성됨)를 먼저 제작하고, 여기에 강화섬유를 수지에 함침하여 반경화시킨 프리프레그로 적층하거나, 미리 강화시켜 놓은 표면부(skin)(22, 26, 44)를 차례로 접착하여 제작한다. As an example of applying the fiber-reinforced composite material such as the balance frame, the European Patent Publication No. EP0260440 has been presented. The European Patent Publication relates to the manufacture of a composite vehicle frame for a railway vehicle as shown in Figure 1, consisting of a longitudinal axis support 4 and a horizontal axis support 6 of the composite material bogie frame. In order to manufacture such a composite vehicle bogie frame for a railway vehicle, first, a filling material (consisting of 10, 12, 16, and 18) as shown in FIG. 2 is first manufactured, and the prepreg is semi-cured by impregnating a reinforcing fiber into the resin. It is produced by laminating or adhering the skin parts 22, 26, 44 which have been reinforced in advance.

그런데, 강화섬유를 수지에 함침하여 반경화시킨 프리프레그로 적층하여 표면부를 제작할 경우에는 적층을 위한 여러 층의 프리프레그를 절단, 재단 및 적층의 과정을 거쳐야 한다. By the way, when manufacturing the surface portion by laminating the reinforcing fibers impregnated in the resin and semi-prepreg laminated with a resin, several layers of prepreg for lamination must be cut, cut and laminated.

그리고, 적층과정에서 내부에 공기를 제거하기 위해 진공처리를 해야된다. 또한, 미리 강화시켜 놓은 표면부(skin)(22, 26, 44)를 차례로 접착하여 제작할 경우에는 여러 가지 형태의 표면부를 미리 성형해 두어야 하고, 이들을 2차 접착해야 한다. 이상의 공정들은 많은 수작업 과정이 요구되어 생산성 및 제작성 측면에서 비효율적이다.
And, in order to remove the air inside the lamination process must be vacuumed. In addition, when fabricating the skin parts 22, 26, 44, which have been reinforced in advance, various types of surface parts have to be molded in advance, and they must be secondary bonded. The above processes require many manual processes and are inefficient in terms of productivity and manufacturability.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 및 이들의 혼합재 등의 강화섬유에 에폭시, 폴리에스터 및 페놀 등의 기지재료를 이용하여 수지이송법을 이용하여 일체로 대차프레임을 제작하는 방법을 제공함에 있다.Therefore, the present invention is to solve these problems, the object of the resin transfer method using a base material such as epoxy, polyester and phenol to reinforcing fibers such as carbon fiber, glass fiber, aramid fiber and mixtures thereof It is to provide a method for manufacturing the balance frame integrally using.

특히 본 발명은 복합소재를 이용해서 이러한 대차프레임을 제작할 때 요구되는 작업공정을 감소시켜 대차프레임을 제작시 생산성 및 제작비용을 절감할 수 있는 대차프레임을 제작하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
In particular, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a bogie frame that can reduce the productivity required when manufacturing the bogie frame by reducing the work process required when manufacturing such a bogie frame using a composite material.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은; The present invention to solve this technical problem;

강화섬유로 이루어지는 종축지지대용 채움재 및 횡축지지대용 채움재를 결합하여 복합소재 대차프레임용 기본구조재를 형성하는 제1단계;와 상기 복합소재 대차프레임용 기본구조재를 상부몰드와 하부몰드의 사이에 설치하고, 상기 상부몰드와 하부몰드의 사이에 에폭시, 폴리에스터, 페놀 등의 수지와 경화재를 혼합한 혼합수지를 주입하고 경화하는 제2단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 수지이송법을 이용한 철도차량용 유연구조 복합소재 대차프레임의 제작방법을 제공한다.A first step of forming a base material for a composite bogie frame by combining a longitudinal support material and a transverse support material made of reinforcing fibers; and installing the base material for the composite material for the bogie frame between an upper mold and a lower mold. And a second step of injecting and curing a mixed resin obtained by mixing a resin, such as epoxy, polyester, phenol, and a curing material, between the upper mold and the lower mold, and using the resin transfer method. Provides a method of manufacturing a structural composite bogie frame.

이때, 상기 종축지지대용 채움재는 복합소재 리브 사이에 포상물질을 메워서 이루어지는 것을 특징으로 한다.At this time, the longitudinal support material is characterized in that made by filling the foam material between the composite material rib.

그리고, 상기 복합소재 리브는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 등의 강화섬유가 기지재료에 함침된 프리프레그(prepreg)를 적층하여 경화시키거나, 강화섬유 프리폼(preform)에 수지를 주입하여 경화시킨 후 원하는 크기와 형상으로 절단하여 제작되는 것을 특징으로 한다.In addition, the composite rib is cured by laminating prepreg impregnated with a base material of reinforcing fibers such as carbon fiber, glass fiber, and aramid fiber, or hardening by injecting a resin into a reinforcing fiber preform. After it is characterized in that it is produced by cutting to the desired size and shape.

또한, 상기 횡축지지대용 채움재는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 및 이들의 혼합재 등의 강화섬유에 에폭시, 폴리에스터 및 페놀 등의 기지재료에 함침된 프리프레그(prepreg)를 적층하여 제작하는 것을 특징으로 한다.In addition, the transverse support material is prepared by laminating prepregs impregnated with base materials such as epoxy, polyester, and phenol on reinforcing fibers such as carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, and mixtures thereof. It is done.

그리고, 상기 횡축지지대용 채움재는 알루미늄이나 강재 등의 금속재로 제작되는 것을 특징으로 한다.And, the filling material for the transverse support is characterized in that it is made of a metal material, such as aluminum or steel.

또한, 상기 횡축지지대용 채움재는 그 단면이 원형 또는 다각형의 실린더 형상인 것을 특징으로 한다.In addition, the filling member for the transverse support is characterized in that the cross section is a cylindrical shape of a circular or polygonal.

한편, 상기 제1단계 이후 제2단계 이전에, 상기 종축지지대용 채움재와 횡축지지대용 채움재를 체결하여서 이루어지는 복합소재 대차프레임용 기본구조재의 표면에 프리폼(prefrom)을 적층하여 스킨부를 더 형성하는 제3단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, after the first step and before the second step, a preform is laminated on the surface of the basic structural material for the composite bogie frame formed by fastening the longitudinal support member and the transverse support member to further form a skin part. Step 3; characterized in that it is further included.

이때, 상기 프리폼은 탄소, 유리, 아라미드 또는 이들의 혼합 섬유로 이루어지는 것을 특징으로 한다.At this time, the preform is characterized in that consisting of carbon, glass, aramid or mixed fibers thereof.

그리고, 상기 상부몰드와 하부몰드에는 혼합수지를 주입하기 위한 주입구와 주입된 혼합수지가 배출가능한 퇴출구가 형성되며, 상기 혼합수지는 에폭시, 폴리에스터, 페놀 등의 순수수지와 경화재를 펌프로 강제이송시켜 믹서에서 혼합한 후 상기 주입구로 주입되는 것을 특징으로 한다.In addition, the upper mold and the lower mold is formed with an inlet for injecting the mixed resin and the outlet for discharging the injected mixed resin, the mixed resin is forced to pump the pure resin and hardener such as epoxy, polyester, phenol It is characterized in that it is injected into the inlet after mixing by mixing in the mixer.

또한, 상기 혼합수지의 상부몰드와 하부몰드내 주입압력은 1기압 이상인 것을 특징으로 한다. In addition, the injection pressure in the upper mold and the lower mold of the mixed resin is characterized in that more than 1 atm.

그리고, 상기 종축지지대용 채움재 및 횡축지지대용 채움재는 접착제를 이용하여 일체로 결합하거나 리벳이나 볼트 및 너트에 의해 결합하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the longitudinal support member and the transverse support member is characterized in that the coupling by using an adhesive or coupled by rivets or bolts and nuts.

본 발명에 따르면, 철도차량용 섬유강화 복합소재 대차프레임을 두 개의 종축지지대용 채움재와 종축지지대를 연결하는 1개 이상의 횡축지지대용 채움재를 결합한 상태에서 수지이송법으로 혼합수지를 스며들게한 후 경화하여 제작함에 따라 통상 복합소재를 이용해서 이러한 대차프레임을 제작할 때 요구되는 작업공정을 단순화 및 감소시켜 생산성을 향상시킴은 물론 대차프레임의 제작비용도 절감하는 효과가 있다.
According to the present invention, fabric-reinforced composite composite frame for railroad cars is made by infiltrating a mixed resin by a resin transfer method in a state in which at least one transverse supporter and at least one transverse supporter are connected to connect the longitudinal support. Therefore, it is possible to simplify and reduce the work process required when manufacturing such a balance frame using a composite material, thereby improving productivity as well as reducing the production cost of the balance frame.

도 1 및 도 2는 종래 복합소재로 이루어지는 대차프레임의 일예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 종축지지대용 채움재와 횡축지지대용 채움재를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 종축지지대용 채움재와 횡축지지대용 채움재를 결합한 복합소재 대차프레임용 기본구조재를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 복합소재 대차프레임용 기본구조재에 스킨부를 형성하는 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 상부몰드 및 하부몰드를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 수지이송법을 이용한 철도차량용 유연구조 복합소재 대차프레임 제작을 위한 수지이송 구성도이다.1 and 2 are views showing an example of a bogie frame made of a conventional composite material.
Figure 3 is a view showing the filler for the longitudinal support and the transverse support for the present invention.
Figure 4 is a view showing the basic structural material for a composite bogie frame in combination with the longitudinal support material filling material and the transverse support material filling material.
5 is a view showing a state in which the skin portion is formed in the basic structural material for a composite bogie frame of the present invention.
6 is a view showing an upper mold and a lower mold of the present invention.
Figure 7 is a resin transfer configuration for manufacturing a flexible frame composite material bogie frame for railroad cars using the resin transfer method according to the present invention.

본 발명에 따른 수지이송법을 이용한 철도차량용 유연구조 복합소재 대차프레임의 제작방법을 첨부한 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
With reference to the accompanying drawings, a method for manufacturing a flexible structural composite bogie frame for a railway vehicle using a resin transfer method according to the present invention will be understood by the embodiments described in detail below.

본 발명에 따른 수지이송법을 이용한 철도차량용 유연구조 복합소재 대차프레임은 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 및 이들의 혼합재 등의 강화섬유에 에폭시, 폴리에스터 및 페놀 등의 기지재료를 이용하여 수지이송법으로 제작된다. 이하에서는 본 발명의 철도차량용 유연구조 복합소재 대차프레임의 제작과정을 순차적으로 상세히 설명한다.
Flexible structural composite bogie frame for railroad cars using the resin transfer method according to the present invention by using a base material such as epoxy, polyester and phenol to reinforcing fibers such as carbon fiber, glass fiber, aramid fiber and mixtures thereof Made by law. Hereinafter, the manufacturing process of the flexible structure composite material bogie frame for a railway vehicle of the present invention will be described in detail.

먼저, 도 3은 본 발명에 따른 철도차량용 유연구조 복합소재 대차프레임을 제작하기 이전에 준비된 종축지지대용 채움재(110)와 횡축지지대용 채움재(120)를 나타낸 것이다. First, Figure 3 shows the longitudinal support member filling material 110 and the transverse support material filling material 120 prepared before manufacturing the flexible frame composite material for the vehicle vehicle frame according to the present invention.

이때, 상기 본 발명의 복합소재 대차프레임은 두 개의 종축지지대와 이 종축지지대를 연결하는 1개 이상의 횡축지지대로 구성되기 때문에 이러한 종축지지대와 횡축지지대를 구성하는 종축지지대용 채움재(110)와 횡축지지대용 채움재(120)는 수지이송법을 이용한 복합소재 대차프레임의 기본 구조를 형성하게 된다. At this time, the composite material bogie frame of the present invention is composed of two longitudinal support and one or more transverse support connecting the longitudinal support, the longitudinal support filling material 110 and the transverse support supporting the longitudinal support and the transverse support Substitute filler 120 is to form the basic structure of the composite balance frame using the resin transfer method.

먼저, 상기 종축지지대용 채움재(110)는 복합소재 리브(112)의 사이에 포상물질(114)을 메워서 이루어진다.First, the longitudinal support filling material 110 is made by filling the foam material 114 between the composite ribs (112).

좀 더 상세하게는 상기 종축지지대용 채움재(110)를 구성하는 복합소재 리브(112)는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 및 이들의 혼합재 등의 강화섬유가 기지재료에 함침된 프리프레그(prepreg)를 적층하여 경화시키거나, 강화섬유 프리폼(preform)에 수지를 주입하여 경화시킨 후 원하는 크기와 형상으로 절단하여 제작된다. 그리고, 상기 포상물질(foam)(114)은 복합소재 리브(112) 사이의 공간을 메우는 가볍고 변형이 쉬운 물질(foam)로 구성된다. More specifically, the composite rib 112 constituting the longitudinal supporter filling material 110 is a prepreg impregnated with a base material of reinforcing fibers such as carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, and a mixture thereof. After laminating or curing, or by injecting a resin into the reinforcing fiber preform (cured), it is produced by cutting to a desired size and shape. In addition, the foam material (foam) 114 is composed of a light and easy deformation (foam) to fill the space between the composite ribs (112).

이와 같은 종축지지대용 채움재(110)의 구성요소들의 두께, 길이 및 폭 등은 적용되는 철도차량의 하중크기에 따라 변하게 된다. 그리고 종축지지대용 채움재(110)를 제작하기 위해서는 종축지지대용 채움재(110)를 구성하는 복합소재 리브(112) 및 포상물질(114)을 접착제를 이용하여 접착하게 된다.The thickness, length, and width of the components of the longitudinal support filling material 110 are changed according to the load size of the railway vehicle to which it is applied. In order to manufacture the longitudinal support filler 110, the composite material rib 112 and the foam material 114 constituting the longitudinal support filler 110 is bonded using an adhesive.

한편, 상기 횡축지지대용 채움재(120)는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 및 이들의 혼합재 등의 강화섬유에 에폭시, 폴리에스터 및 페놀 등의 기지재료에 함침된 프리프레그(prepreg)를 적층하여 제작하거나 알루미늄이나 강재 등의 금속재를 이용하여 제작할 수 있다. On the other hand, the horizontal support member 120 is manufactured by laminating prepregs impregnated with base materials such as epoxy, polyester, and phenol on reinforcing fibers such as carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, and mixtures thereof. Or it can manufacture using metal materials, such as aluminum and steel materials.

특히, 상기 횡축지지대용 채움재(120)는 종축지지대용 채움재(110)를 연결하기 위해 1개 이상이 이용되며, 그 단면이 원형 또는 다각형의 실린더 형상으로 이루어질 수 있다.
In particular, the horizontal support member filler material 120 is used to connect one or more longitudinal support member filler material 110, the cross section may be made of a circular or polygonal cylinder shape.

이와 같은 종축지지대용 채움재(110)와 횡축지지대용 채움재(120)는 도 4에 도시된 바와 같이 접착제를 이용하여 일체로 결합하거나 리벳이나 볼트 및 너트의 체결을 통해 복합소재 대차프레임용 기본구조재(100)를 제작하게 된다.
Such longitudinal support filler material 110 and the transverse support filler material 120 is integrally bonded using an adhesive as shown in FIG. 4 or through the fastening of rivets or bolts and nuts, the basic structural material for composite bogie frame ( 100).

그리고, 종축지지대용 채움재(110)와 횡축지지대용 채움재(120)를 체결하여서 이루어지는 복합소재 대차프레임용 기본구조재(100)의 표면에는 도 5에 도시된 바와 같이 프리폼(prefrom)을 적층하여 스킨부(130)를 형성하게 된다. Then, the skin portion by stacking a preform (prefrom) as shown in Figure 5 on the surface of the composite frame frame 100 for the composite material formed by fastening the longitudinal support member 110 and the transverse support member 120 130 is formed.

이때, 상기 프리폼은 탄소, 유리, 아라미드 또는 이들의 혼합 섬유로 이루어지는 것으로, 프리폼은 요구되는 두께를 만족하도록 적층하여 스킨부(130)를 형성하게 된다. 이와 같이 스킨부(130)를 원하는 두께만큼 적층 형성한 후, 도 6에 도시된 바와 같은 상부몰드(200) 및 하부몰드(202)의 사이에 삽입하게 된다.
At this time, the preform is made of carbon, glass, aramid or mixed fibers thereof, the preform is laminated to satisfy the required thickness to form the skin portion 130. After the skin portion 130 is laminated in the desired thickness as described above, it is inserted between the upper mold 200 and the lower mold 202 as shown in FIG.

도 6에 의하면, 본 발명의 섬유강화 복합소재 대차프레임을 제작하기 위해 수지이송법을 이용한다. 이때, 스킨부(130)가 형성된 복합소재 대차프레임용 기본구조재(100)는 상부몰드(200)와 하부몰드(202)의 사이에 설치한다.According to Figure 6, the resin transfer method is used to produce a fiber-reinforced composite material bogie frame of the present invention. At this time, the basic structural material 100 for the composite bogie frame on which the skin part 130 is formed is installed between the upper mold 200 and the lower mold 202.

상기 상부몰드(200)와 하부몰드(202)는 일반적으로 금속을 CNC가공을 통해 제작하거나 또는 유리섬유 강화복합소재에 금속재 보강재를 적용한 형태로 제작될 수 있다. The upper mold 200 and the lower mold 202 may generally be manufactured in a form of metal through CNC machining or in the form of applying a metal reinforcing material to a glass fiber reinforced composite material.

이때, 수지이송법을 이용하여 본 발명의 섬유강화 복합소재 대차프레임을 제작하는 경우 일정기압(예를 들면 1기압) 이상의 압력으로 에폭시, 폴리에스터, 페놀 등의 수지와 경화재를 혼합한 혼합수지를 상부몰드(200)와 하부몰드(202)의 사이에 이송 및 주입시키기 때문에 상부몰드(200)와 하부몰드(202)는 이러한 기압하에서 변형이 발생하지 않도록 해야 한다. At this time, when manufacturing the fiber-reinforced composite material balance frame of the present invention by using a resin transfer method, a mixed resin obtained by mixing a resin such as epoxy, polyester, phenol and a hardening material at a pressure of a certain atmospheric pressure (for example, 1 atm) or more Since the upper mold 200 and the lower mold 202 are transferred and injected between the upper mold 200 and the lower mold 202, the deformation of the upper mold 200 and the lower mold 202 should not occur.

한편, 상기 스킨부(130)가 형성된 복합소재 대차프레임용 기본구조재(100)를 상부몰드(200)와 하부몰드(202)의 사이에 설치하기 전에 몰드의 내부면에 윤활제 등을 도포해주어 최종적으로 성형되는 본 발명의 섬유강화 복합소재 대차프레임을 상부몰드(200)와 하부몰드(202) 사이에서 용이하게 분리할 수 있도록 한다.Meanwhile, before installing the basic structural material 100 for the composite bogie frame having the skin part 130 formed between the upper mold 200 and the lower mold 202, a lubricant or the like is finally applied to the inner surface of the mold. The fiber-reinforced composite material balance frame of the present invention to be molded to facilitate separation between the upper mold 200 and the lower mold (202).

이와 같이 윤활제 등을 도포한 후, 스킨부(130)가 형성된 복합소재 대차프레임용 기본구조재(100)를 상부몰드(200)와 하부몰드(202)의 사이에 설치하고 상부몰드(200)와 하부몰드(202)를 볼트 등의 체결수단(미도시됨)으로 체결하여 내부공기가 밖으로 새나오지 않도록 밀폐시키게 된다. After applying a lubricant or the like in this way, the basic structural material 100 for the composite bogie frame with the skin portion 130 is formed between the upper mold 200 and the lower mold 202 and the upper mold 200 and the lower The mold 202 is fastened by fastening means such as bolts (not shown) to seal the internal air so that it does not leak out.

이 경우 에폭시, 폴리에스터, 페놀 등의 수지와 경화재를 혼합한 혼합수지를 상부몰드(200)와 하부몰드(202)의 사이에 주입하는 과정에서 상부몰드(200) 또는 하부몰드(202)의 변형에 의한 누설(leakage) 발생을 방지하기 위해 상부몰드(200) 또는 하부몰드(202)의 테두리 결합부(200a,202a)의 사이에는 실링용 고무패킹(미도시도됨)을 삽입하고 볼트 등의 체결수단으로 체결함이 바람직하다.
In this case, the upper mold 200 or the lower mold 202 is deformed in the process of injecting a mixed resin mixed with a resin such as epoxy, polyester, phenol, and a curing material between the upper mold 200 and the lower mold 202. In order to prevent the leakage caused by the sealing between the upper mold 200 or the lower mold 202 of the coupling portion (200a, 202a) of the sealing rubber packing (not shown) is inserted and the fastening of bolts, etc. Fastening by means is preferred.

이상과 같이 상부몰드(200)와 하부몰드(202)의 사이에 스킨부(130)가 형성된 복합소재 대차프레임용 기본구조재(100)를 설치하고 상부몰드(200)와 하부몰드(202)를 볼트 등의 체결수단으로 체결한 상태에서 도 7에 도시된 바와 같이 에폭시, 폴리에스터, 페놀 등의 수지와 경화재를 혼합한 혼합수지를 주입하게 된다.As described above, the basic structural material 100 for the composite bogie frame having the skin part 130 formed between the upper mold 200 and the lower mold 202 is bolted to the upper mold 200 and the lower mold 202. As shown in FIG. 7, a mixed resin obtained by mixing a resin such as epoxy, polyester, phenol and a curing agent is injected as fastened by a fastening means.

이때, 상기 상부몰드(200)와 하부몰드(202)에는 혼합수지를 주입하기 위한 하나 이상의 주입구(204)와 주입된 혼합수지가 배출가능한 퇴출구(206)가 형성된다. At this time, the upper mold 200 and the lower mold 202 is formed with one or more injection holes 204 for injecting the mixed resin and the outlet 206 for discharging the injected mixed resin.

즉, 상부몰드(200)와 하부몰드(202)에 설치되는 주입구(204)와 퇴출구(206)의 수와 위치는 대차프레임의 형상 및 혼합수지의 유동을 고려하여 1개 이상씩 적절한 수로 형성함이 바람직하다.That is, the number and positions of the inlets 204 and the outlets 206 installed in the upper mold 200 and the lower mold 202 are formed in one or more appropriate numbers in consideration of the shape of the bogie frame and the flow of the mixed resin. It is preferable to.

따라서, 혼합수지를 스킨부(130)가 형성된 복합소재 대차프레임용 기본구조재(100)가 삽입된 상부몰드(200)와 하부몰드(202)의 주입구(204)내부로 주입하면 상부몰드(200)와 하부몰드(202)의 내부를 채우면서 퇴출구(206)쪽으로 이동한다.
Accordingly, when the mixed resin is injected into the injection hole 204 of the upper mold 200 and the lower mold 202 into which the basic structural material 100 for the composite material balance frame in which the skin part 130 is formed is inserted into the upper mold 200. And toward the exit 206 while filling the inside of the lower mold 202.

이때, 상기 혼합수지를 주입하기 위해서는 에폭시, 폴리에스터, 페놀 등의 순수수지(210)와 경화재(212)를 펌프(214)로 강제이송시키게 된다. 이때, 펌프(214)로 이송되는 순수수지(210)와 경화재(212)는 믹서(216)에서 혼합된다. 이와 같이 믹서(216)에서 혼합된 순수수지와 경화제의 혼합수지는 분배기(218)를 통해 상부몰드(200)와 하부몰드(202)에 형성된 다수의 주입구(204)로 동시에 주입된다.In this case, in order to inject the mixed resin, the pure resin 210 and the hardening material 212 such as epoxy, polyester, and phenol are forced to be transferred to the pump 214. At this time, the pure resin 210 and the hardener 212 which are transferred to the pump 214 are mixed in the mixer 216. As such, the mixed resin of the pure resin mixed with the curing agent in the mixer 216 is simultaneously injected into the plurality of inlets 204 formed in the upper mold 200 and the lower mold 202 through the distributor 218.

이렇게 상부몰드(200)와 하부몰드(202)의 내부로 주입된 혼합수지는 스킨부(130)가 형성된 복합소재 대차프레임용 기본구조재(100)의 프리폼 스킨부(130)을 통해 유동하여 퇴출구(206)를 통해 빠져나가게 된다. 이때, 혼합수지의 상부몰드(200)와 하부몰드(202)내 주입압력은 1기압 이상으로 주입함이 바람직하다.In this way, the mixed resin injected into the upper mold 200 and the lower mold 202 flows through the preform skin 130 of the basic structural material 100 for the composite bogie frame in which the skin 130 is formed. Exit through 206. At this time, the injection pressure in the upper mold 200 and the lower mold 202 of the mixed resin is preferably injected to 1 atm or more.

이상과 같이 혼합수지를 상부몰드(200)와 하부몰드(202)내에 주입하며 일정 시간이 경과하여 스킨부(130)가 형성된 복합소재 대차프레임용 기본구조재(100)의 프리폼 스킨부(130) 전체에 골고루 혼합수지가 스며들면 수지의 주입과 퇴출을 중단하고 혼합수지를 경화시키게 된다. As described above, the mixed resin is injected into the upper mold 200 and the lower mold 202 and the preform skin 130 of the basic structural material 100 for the composite bogie frame 100 having a skin portion 130 formed after a predetermined time has elapsed. If the mixed resin is infiltrated evenly, the injection and withdrawal of the resin is stopped and the mixed resin is cured.

이 경우 혼합수지를 경화시키는 방법은 상온에서 경화하는 자연경화 방법과 히터(heater) 등을 이용해 상부몰드(200)와 하부몰드(202)를 가열하여 경화하는 강제경화 방법 등을 선택적으로 수행할 수 있다.
In this case, the curing method of the mixed resin may be selectively performed by a natural curing method of curing at room temperature and a forced curing method of heating and curing the upper mold 200 and the lower mold 202 by using a heater or the like. have.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.
Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and the scope of the present invention extends to the scope of the present invention to be substantially equivalent to the embodiment of the present invention. Various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

110: 종축지지대용 채움재 120: 횡축지지대용 채움재
130: 스킨부 200: 상부몰드
202: 하부몰드 204: 주입구
206: 퇴출구 210: 순수수지
212: 경화재 214: 펌프
216: 믹서 218: 분배기110: filler for longitudinal support 120: filler for transverse support
130: skin portion 200: upper mold
202: lower mold 204: injection hole
206: exit 210: pure resin
212: hardener 214: pump
216 mixer 218 dispenser

Claims (11)

강화섬유로 이루어지는 종축지지대용 채움재 및 횡축지지대용 채움재를 결합하여 복합소재 대차프레임용 기본구조재를 형성하는 제1단계;와
상기 복합소재 대차프레임용 기본구조재를 상부몰드와 하부몰드의 사이에 설치하고, 상기 상부몰드와 하부몰드의 사이에 에폭시, 폴리에스터, 페놀 등의 수지와 경화재를 혼합한 혼합수지를 주입하고 경화하는 제2단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 수지이송법을 이용한 철도차량용 유연구조 복합소재 대차프레임의 제작방법.
A first step of forming a basic structural material for a composite bogie frame by combining a longitudinal support member and a transverse support member comprising reinforcing fibers; and
The basic structural material for the composite bogie frame is installed between the upper mold and the lower mold, and the mixed resin in which a resin such as epoxy, polyester, phenol and a curing material are mixed and cured between the upper mold and the lower mold is cured. The second step; The manufacturing method of the flexible frame composite material bogie frame for railroad cars using the resin transfer method, characterized in that consisting of.
제 1항에 있어서,
상기 종축지지대용 채움재는 복합소재 리브 사이에 포상물질을 메워서 이루어지는 것을 특징으로 하는 수지이송법을 이용한 철도차량용 유연구조 복합소재 대차프레임의 제작방법.
The method of claim 1,
The longitudinal support material filling material is a method for manufacturing a flexible structural composite frame frame for a railway vehicle using a resin transport method, characterized in that by filling the foam material between the composite material ribs.
제 1항에 있어서,
상기 복합소재 리브는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 등의 강화섬유가 기지재료에 함침된 프리프레그(prepreg)를 적층하여 경화시키거나, 강화섬유 프리폼(preform)에 수지를 주입하여 경화시킨 후 원하는 크기와 형상으로 절단하여 제작되는 것을 특징으로 하는 수지이송법을 이용한 철도차량용 유연구조 복합소재 대차프레임의 제작방법.
The method of claim 1,
The composite rib may be cured by laminating prepreg impregnated with a matrix of reinforcing fibers such as carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, or by injecting a resin into a reinforcing fiber preform and curing. A method of manufacturing a flexible structural composite bogie frame for a railway vehicle using a resin transfer method, characterized in that the cut to size and shape.
제 1항에 있어서,
상기 횡축지지대용 채움재는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 및 이들의 혼합재 등의 강화섬유에 에폭시, 폴리에스터 및 페놀 등의 기지재료에 함침된 프리프레그(prepreg)를 적층하여 제작하는 것을 특징으로 하는 수지이송법을 이용한 철도차량용 유연구조 복합소재 대차프레임의 제작방법.
The method of claim 1,
The filling member for the transverse support is manufactured by laminating prepregs impregnated with base materials such as epoxy, polyester, and phenol on reinforcing fibers such as carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, and mixtures thereof. Manufacturing method of flexible structural composite bogie frame for railway vehicle using resin transfer method.
제 1항에 있어서,
상기 횡축지지대용 채움재는 알루미늄이나 강재 등의 금속재로 제작되는 것을 특징으로 하는 수지이송법을 이용한 철도차량용 유연구조 복합소재 대차프레임의 제작방법.
The method of claim 1,
Filling material for the transverse support is a method of producing a flexible structural composite frame frame for a railway vehicle using a resin transfer method, characterized in that made of a metal material such as aluminum or steel.
제 1항에 있어서,
상기 횡축지지대용 채움재는 그 단면이 원형 또는 다각형의 실린더 형상인 것을 특징으로 하는 수지이송법을 이용한 철도차량용 유연구조 복합소재 대차프레임의 제작방법.
The method of claim 1,
Filling material for the transverse support is a manufacturing method of a flexible structural composite material bogie frame for a railway vehicle using a resin transfer method, characterized in that the cross-section is a circular or polygonal cylinder shape.
제 1항에 있어서, 상기 제1단계 이후 제2단계 이전에,
상기 종축지지대용 채움재와 횡축지지대용 채움재를 체결하여서 이루어지는 복합소재 대차프레임용 기본구조재의 표면에 프리폼(prefrom)을 적층하여 스킨부를 더 형성하는 제3단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수지이송법을 이용한 철도차량용 유연구조 복합소재 대차프레임의 제작방법.
The method of claim 1, wherein after the first step and before the second step,
And a third step of further forming a skin part by stacking a preform on the surface of the basic structural material for the composite material frame formed by fastening the vertical support material and the horizontal support material. Manufacturing method of flexible structural composite bogie frame for railway vehicle using
제 7항에 있어서,
상기 프리폼은 탄소, 유리, 아라미드 또는 이들의 혼합 섬유로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수지이송법을 이용한 철도차량용 유연구조 복합소재 대차프레임의 제작방법.
The method of claim 7, wherein
The preform is a carbon, glass, aramid or a method for producing a flexible structural composite bogie frame for a railway vehicle using a resin transport method, characterized in that the mixed fibers thereof.
제 1항에 있어서,
상기 상부몰드와 하부몰드에는 혼합수지를 주입하기 위한 주입구와 주입된 혼합수지가 배출가능한 퇴출구가 형성되며,
상기 혼합수지는 에폭시, 폴리에스터, 페놀 등의 순수수지와 경화재를 펌프로 강제이송시켜 믹서에서 혼합한 후 상기 주입구로 주입되는 것을 특징으로 하는 수지이송법을 이용한 철도차량용 유연구조 복합소재 대차프레임의 제작방법.
The method of claim 1,
The upper mold and the lower mold is formed with an inlet for injecting the mixed resin and the outlet for discharging the injected mixed resin,
The mixed resin of the epoxy resin, polyester, phenol, such as a pure resin and a hardened material by forced transfer to the pump and mixed in a mixer and injected into the injection port of the flexible structure composite material balance frame for a railway vehicle using a resin transfer method How to make.
제 1항에 있어서,
상기 혼합수지의 상부몰드와 하부몰드내 주입압력은 1기압 이상인 것을 특징으로 하는 수지이송법을 이용한 철도차량용 유연구조 복합소재 대차프레임의 제작방법.
The method of claim 1,
The injection pressure in the upper mold and the lower mold of the mixed resin is a manufacturing method of a flexible structural composite material bogie frame for a railway vehicle using a resin transfer method, characterized in that more than 1 atm.
제 1항에 있어서,
상기 종축지지대용 채움재 및 횡축지지대용 채움재는 접착제를 이용하여 일체로 결합하거나 리벳이나 볼트 및 너트에 의해 결합하는 것을 특징으로 하는 수지이송법을 이용한 철도차량용 유연구조 복합소재 대차프레임의 제작방법.
The method of claim 1,
The longitudinal support member and the transverse support member is a method of manufacturing a flexible structural composite frame frame for a railway vehicle using a resin transfer method, characterized in that integrally bonded using an adhesive or coupled by rivets or bolts and nuts.
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