KR20130069944A - Method for forming fiber reinforced plastic composite - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A molding method for a fiber reinforced composite is provided to directly strengthen the heat treatment of a fiber reinforced composite immersed with a resin inside a molding frame and cool the fiber reinforced composite using cooling water. CONSTITUTION: A molding method for a fiber reinforced composite comprises the following steps: settling a fiber layer inside a molding frame by opening the molding frame made of upper and lower molds(S10); sealing the molding frame and injecting a melted resin into the molding frame to immerse the resin to the fiber layer(S20); and discharging the remained resin to the outside by compressing the upper and lower molds to decrease a gap between the upper and lower molds(S30). [Reference numerals] (S10) Fiber settling step; (S20) Resin injecting and impregnating step; (S30) Compressing step; (S40) Heat-treatment step; (S50) Cooling step

Description

섬유 강화 복합재의 성형 방법{Method for Forming Fiber Reinforced Plastic Composite}Forming method of fiber reinforced composites {Method for Forming Fiber Reinforced Plastic Composite}

본 발명은 섬유 강화 복합재 성형 방법에 관한 것으로서, 성형틀 내부에 섬유 또는 섬유 직조물을 안치하고, 성형틀 내부로 수지를 주입하여 섬유층 내부로 수지를 함침한 후 성형틀을 압착하여 과잉 공급된 수지를 배출하여 수지 대비 섬유의 구성비율을 높인 고강도 섬유 강화 복합재를 성형하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for forming a fiber-reinforced composite, comprising placing a fiber or a woven fabric in a mold, injecting a resin into the mold, impregnating the resin into the fiber layer, and then compressing the mold so as to overload the resin. The present invention relates to a method for molding a high strength fiber reinforced composite material having a higher composition ratio of fiber to resin by discharging.

일반적으로, 섬유 강화 복합재는 두가지의 기본적인 재료의 형태로 제작된다. 즉 수지가 함침된 섬유형태의 프리프레그와, 건조 섬유층에 수지를 함침시켜 성형하는 형태가 있다. 그 중 프리프레그 공정은 재료의 저온 보관 분리공정 등 공정 특성 제어가 어렵고 기공없는 균일한 수지 함유량을 얻기 어렵다는 단점이 있다.In general, fiber reinforced composites are manufactured in two basic materials. In other words, there are forms of fiber-prepreg impregnated with resin and a resin formed by impregnating a resin into a dry fiber layer. Among them, the prepreg process has a disadvantage in that it is difficult to control process characteristics such as low temperature storage separation process of materials and to obtain a uniform resin content without pores.

수지 함침에 의한 섬유 강화 복합재의 성형 방법은 도 5에 도시된 바와 같이 금형 위 진공백 내에 섬유강화층 이형필름 등을 적층하고 진공백을 진공테이프로 밀봉하여 진공라인을 통해 진공을 작용시키고, 수지를 주입함으로써 성형된다. 그런데, 이러한 수지를 함침시켜 제작하는 섬유강화 복합재를 성형하는데 있어서, 섬유층 전체에 걸쳐 균일하게 함침시키지 못하는 어려운 문제점이 있다. 이에 따라, 불균일한 함침으로 인한 결함은 구조물에 치명적인 손상을 입히게 된다. 따라서, 수지를 공동없이 함침시키기 위해서는 성형물 전체 표면에 걸쳐 수지가 자유롭게 유동할 수 있도록 하여야 한다. 즉, 성형품의 모든 방향으로의 유동통로가 확보되어야 한다. 종래에는 진공백 내부에 플로우매쉬(flow mesh) 등을 추가로 적층하여 이러한 문제점을 해결해 왔다. 그러나 진공백을 이용한 진공 RTM(resin transfer Molding) 성형 방법은 앞서 본 바와 같이 성형품 하나를 생산할 때마다 진공백, 이형필름, 플로우매쉬 등을 교체해 주어야 하므로 부자재의 낭비가 심각한 문제가 있으며, 많은 부분 수작업이 필수적인 공정이어서 공정속도가 느리고 비효율적인 문제점이 있어 왔다.In the method of forming the fiber-reinforced composite material by resin impregnation, as shown in FIG. 5, a fiber-reinforced layer release film or the like is laminated in a vacuum bag on a mold, and the vacuum bag is sealed with a vacuum tape to operate a vacuum through a vacuum line. It is molded by injecting. However, in molding the fiber-reinforced composite material produced by impregnating such a resin, there is a difficult problem in that the fiber layer cannot be impregnated uniformly. As a result, defects resulting from non-uniform impregnation will cause catastrophic damage to the structure. Therefore, in order to impregnate the resin without voids, it is necessary to allow the resin to flow freely over the entire surface of the molding. That is, flow passages in all directions of the molded article should be secured. Conventionally, this problem has been solved by further stacking a flow mesh or the like inside the vacuum bag. However, the vacuum RTM (resin transfer molding) molding method using the vacuum bag has to replace the vacuum bag, the release film, and the flow mesh every time a molded part is produced. Since this is an essential process, there is a problem that the process speed is slow and inefficient.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 상부 금형과 하부 금형으로 이루어진 성형틀 내부에 탄소섬유 직조물 등의 건조 섬유층을 적층하고 성형틀 내부로 레진을 주입하여 섬유층 내부로 레진이 함침되도록 하는 성형 방법이 사용되고 있다. 그러나 이러한 성형 방법은 레진이 섬유층 전체에 잘 함침되도록 하기 위해 상부 금형과 섬유층, 하부 금형과 섬유층 사이에 일정 이상의 레진이 통과하는 유동로가 확보되어야 하는데, 이러한 유동로를 확보에 따른 레진의 함유율이 높아지는 문제점이 발생되었다. 통상 고강도 섬유 강화 복합재로 분류되기 위해서는 전체 중량 대비 섬유의 함유률이 약 70 % 이상이어야 하는데 성형틀을 이용한 RTM 성형법은 약 50 % 정도의 섬유함유율을 가져 강도가 낮아지게 된다. 섬유함유율을 높이기 위해 유동로의 폭을 줄이게 되면 섬유층 전체로 균일한 수지 함침이 이루어지지 않고 기포 등에 의한 결함이 발생되었다.
In order to solve this problem, recently, a molding method has been used in which a dry fiber layer such as a carbon fiber woven fabric is laminated in a mold formed of an upper mold and a lower mold, and resin is injected into the mold to impregnate the resin into the fiber layer. . However, in order to ensure that the resin is well impregnated with the entire fibrous layer, it is necessary to secure a flow path through which a predetermined number of resin passes between the upper mold and the fibrous layer, and the lower mold and the fibrous layer. An increasing problem has arisen. In general, in order to be classified as a high strength fiber-reinforced composite, the content of the fiber should be about 70% or more based on the total weight. The RTM molding method using the molding die has a fiber content of about 50%, resulting in low strength. When the width of the flow path is reduced in order to increase the fiber content, uniform resin impregnation did not occur throughout the fiber layer and defects such as bubbles were generated.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 상부 금형과 하부 금형으로 이루어지는 성형틀 내부에 섬유층을 안치하고 성형틀 내부로 수지를 주입하고 함침시킨 후 상부 금형과 하부 금형 사이의 간격이 좁아지도록 압착하여 성형틀 내부에 존재하는 수지를 배출함으로써 섬유의 비중이 높은 고강도 섬유 강화 복합재의 성형 방법을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to place the fiber layer in the mold formed of the upper mold and the lower mold, injecting and impregnating the resin into the mold and the upper mold and the lower mold The present invention provides a method for forming a high-strength fiber-reinforced composite having a high specific gravity of fibers by compressing a narrow space between the molds and discharging the resin present in the mold.

본 발명의 다른 목적은 수지가 함침된 섬유 강화 복합재를 성형틀 내부에서 직접 강화 열처리하고, 냉각수 등에 의해 냉각할 수 있도록 하는 섬유 강화 복합재의 성형 방법을 제공함에 있다.
Another object of the present invention is to provide a method for forming a fiber-reinforced composite material which allows the resin-impregnated fiber-reinforced composite material to be directly tempered and heat-treated inside the mold and cooled by cooling water.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 섬유 강화 복합재의 성형 방법은, 상부 금형과 하부 금형으로 이루어지는 성형틀을 개방하여 성형틀 내부에 섬유층을 안치하는 안치단계와, 성형틀을 밀폐하고 성형틀 내부로 용융된 수지(레진 : resin)를 주입하여 섬유층에 레진을 함침시키는 레진주입 및 함침단계 및 상부 금형과 하부 금형 사이의 간격이 줄어들도록 압착하여 여분의 레진을 성형틀 외부로 배출하는 압착단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The molding method of the fiber-reinforced composite material according to the present invention for achieving the above object, the forming step of placing the fiber layer in the mold by opening the mold formed of the upper mold and the lower mold, sealing the mold and Resin injection and impregnation step of impregnating resin in the fiber layer by injecting molten resin into the inside, and compressing step of compressing the gap between the upper mold and the lower mold to reduce the extra resin to the outside of the mold. Characterized in that it comprises a.

이 경우, 상기 압착단계는, 간격조절수단에 의하여 상부 금형과 하부 금형 사이의 간격이 일정하게 조절되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
In this case, the pressing step may be characterized in that the gap between the upper mold and the lower mold is constantly adjusted by the gap adjusting means.

또한, 본 발명에 따른 섬유 강화 복합재의 성형 방법은, 상부 금형과 하부 금형에는 발열수단이 구비되어 압착단계를 거친 섬유 강화 복합재를 성형틀 내부에서 가열되어 경화 열처리 하는 열처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
In addition, the molding method of the fiber-reinforced composite material according to the present invention, the upper mold and the lower mold is provided with a heating means further comprises a heat treatment step of heating the heat-hardening heat treatment of the fiber-reinforced composite material that is subjected to the compression step in the molding die You can do

이 경우, 상기 열처리 단계는, 상부 금형과 하부 금형에 설치된 온도측정센서에 의하여 금형 내부의 온도를 측정하여 제어부로 온도 정보를 송출하고, 금형 내부의 온도가 주입된 레진의 종류에 따라 일정 온도를 일정 시간동안 유지하도록 제어부에 의해 발열수단의 발열량이 제어되는 것을 특징으로 할 수 있다.
In this case, the heat treatment step, by measuring the temperature inside the mold by the temperature measuring sensor installed in the upper mold and the lower mold and sends the temperature information to the control unit, and the predetermined temperature according to the type of resin injected into the mold The heat generation amount of the heat generating means may be controlled by the control unit to maintain for a predetermined time.

또한, 본 발명에 따른 섬유 강화 복합재의 성형 방법은 성형틀 내부에서 열처리된 섬유 강화 복합재를 상부 금형과 하부 금형에 각각 구비된 냉각수단에 의하여 냉각하는 냉각단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
In addition, the molding method of the fiber-reinforced composite according to the present invention may further comprise a cooling step of cooling the fiber-reinforced composite heat-treated in the mold by the cooling means provided in the upper mold and the lower mold, respectively. .

본 발명에 따르면 여분의 레진을 성형틀을 압착함으로써 외부로 배출함으로써 섬유의 함유 비율이 높은 고강도 섬유 강화 복합재의 생산이 가능하게 된다. According to the present invention, the excess resin is discharged to the outside by pressing the mold to enable the production of a high strength fiber reinforced composite having a high content of fibers.

또한, 본 발명에 따르면 섬유 강화 복합재를 성형하는 모든 과정이 성형틀 내부에서 이루어지므로 성형 공정을 획기적으로 줄일 수 있으므로, 작업시간이 단축되고 작업이 용이해진다. 또한 종래기술에서 필요했던 진공백 등의 부자재의 낭비를 없애고 열처리를 위한 오븐 등의 장치가 불필요하게 되어 경비를 크게 줄일 수 있는 장점이 있다.
In addition, according to the present invention, since all the processes for forming the fiber-reinforced composite are made in the mold, the molding process can be drastically reduced, thereby reducing the work time and making the work easier. In addition, there is an advantage that it is possible to greatly reduce the cost by eliminating the waste of subsidiary materials such as vacuum bags required in the prior art and the need for an apparatus such as an oven for heat treatment.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 강화 복합재의 성형 방법에 관한 블록도.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 강화 복합재의 성형 방법에 관한 장치 설명도.
도 3는 본 발명에 따른 섬유 강화 복합재의 성형방법에 있어 간격조절수단의 일 실시 개념도.
도 4는 종래의 섬유 강화 복합재에 관한 도.1 is a block diagram of a method for forming a fiber-reinforced composite according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an explanatory view of a device related to the molding method of the fiber-reinforced composite material according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a conceptual view of an embodiment of the spacing control means for forming a fiber-reinforced composite according to the present invention.
4 is a diagram of a conventional fiber reinforced composite.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 말하는 실시예에 한정되지 않는다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 섬유 강화 복합재의 제조 방법에 관한 바람직한 실시예를 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of a method for producing a fiber-reinforced composite according to the present invention with reference to FIGS.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 섬유 강화 복합재의 성형 방법은, 상부 금형(10)과 하부 금형(20)으로 이루어지는 성형틀을 개방하여 성형틀 내부에 섬유층(40)을 안치하는 안치단계(S10)와, 성형틀을 밀폐하고 성형틀 내부로 용융된 수지(레진 : resin)를 주입하여 섬유층(40)에 레진을 함침시키는 레진주입 및 함침단계(S20) 및 상부 금형(10)과 하부 금형(20) 사이의 간격이 줄어들도록 압착하여 여분의 레진을 성형틀 외부로 배출하는 압착단계(S30)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Referring to Figure 1, in the molding method of the fiber-reinforced composite according to the present invention, the mold settles the fiber layer 40 is placed inside the mold by opening the mold formed of the upper mold 10 and the lower mold 20. Step (S10), and the resin injection and impregnation step (S20) and the upper mold 10 for impregnating the resin in the fibrous layer 40 by injecting a molten resin (resin: resin) into the mold and sealing the mold It is characterized in that it comprises a pressing step (S30) for compressing the gap between the lower mold 20 to reduce the extra resin to the outside of the mold.

이 경우, 상기 압착단계(S30)는, 간격조절수단(30)에 의하여 상부 금형(10)과 하부 금형(20) 사이의 간격(45)이 일정하게 조절되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
In this case, the pressing step (S30) may be characterized in that the spacing 45 between the upper mold 10 and the lower mold 20 is constantly adjusted by the gap adjusting means 30.

또한, 본 발명에 따른 섬유 강화 복합재의 성형 방법은, 상부 금형(10)과 하부 금형(20)에는 발열수단(12)이 구비되어 압착단계(S30)를 거친 섬유 강화 복합재를 성형틀 내부에서 가열되어 경화 열처리 하는 열처리 단계(S40)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
In addition, the molding method of the fiber-reinforced composite material according to the present invention, the upper mold 10 and the lower mold 20 is provided with a heating means 12 to heat the fiber-reinforced composite through the pressing step (S30) in the molding die It may be characterized in that it further comprises a heat treatment step (S40) for curing heat treatment.

이 경우, 상기 열처리 단계는, 상부 금형(10)과 하부 금형(20)에 설치된 온도측정센서(15)에 의하여 금형 내부의 온도를 측정하여 제어부(도면미표시)로 온도 정보를 송출하고, 금형 내부의 온도가 주입된 레진의 종류에 따라 일정 온도를 일정 시간동안 유지하도록 제어부에 의해 발열수단(12)의 발열량이 제어되는 것을 특징으로 할 수 있다.
In this case, in the heat treatment step, the temperature inside the mold is measured by the temperature measuring sensor 15 installed in the upper mold 10 and the lower mold 20, and the temperature information is sent to the controller (not shown), and the mold is inside the mold. The amount of heat generated by the heat generating means 12 may be controlled by the controller to maintain a predetermined temperature for a predetermined time according to the type of the resin into which the temperature is injected.

또한, 본 발명에 따른 섬유 강화 복합재의 성형 방법은 성형틀 내부에서 열처리된 섬유 강화 복합재를 상부 금형(10)과 하부 금형(20)에 각각 구비된 냉각수단(13)에 의하여 냉각하는 냉각단계(S50)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
In addition, the molding method of the fiber-reinforced composite according to the present invention is a cooling step of cooling the fiber-reinforced composite heat-treated inside the mold by the cooling means 13 provided in the upper mold 10 and the lower mold 20, respectively ( It may be characterized in that it further comprises S50).

이하 각 단계를 보다 상세히 설명한다.
Each step will be described in more detail below.

1) 안치단계(S10)1) Settle step (S10)

상부 금형(10)과 하부 금형(20)으로 이루어진 성형틀 내부에 섬유층(40)을 안치한다. 섬유층(40)은 주로 유리섬유(Glass fiber) 또는 탄소섬유(Carbon fiber) 재질을 많이 사용하는데, 특히 탄소섬유의 경우 직물(Fabirc) 형태를 많이 사용한다. 성형품의 특성에 따라 여러 겹의 탄소섬유 직물을 겹쳐서 필요한 두께로 적층할 수 있다. 적층된 탄소 섬유 직물을 개방된 성형틀 내부에 안치한 후 성형틀을 밀폐한다. 도 2에 도시된 바와 같이 성형틀의 밀폐를 위해 실러(4b)가 사용된다. 이 때 실러(4b)는 탄성재질을 가지는 재질로 제작되어 상부 금형(10)과 하부 금형(20)이 간격에 약간의 변화에 관계없이 성형틀을 잘 밀폐할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 성형틀에는 레진이 주입되는 주입로(11)와 성형틀을 통과한 레진이 배출되는 배출로(21)가 구비된다. 도 2에 도시된 바와 같이 주입로(11)와 배출로(21)는 성형틀을 관통하도록 구성될 수 있으며, 상부 금형(10)과 하부 금형(20)의 사이를 지나도록 구성될 수도 있다.
The fiber layer 40 is placed inside the mold formed of the upper mold 10 and the lower mold 20. The fiber layer 40 mainly uses a glass fiber or a carbon fiber material. In particular, the fiber layer 40 uses a fabric form. Depending on the nature of the molded article, several layers of carbon fiber fabric can be stacked and laminated to the required thickness. The laminated carbon fiber fabric is placed inside an open mold, and then the mold is sealed. As shown in Fig. 2, a sealer 4b is used to seal the mold. At this time, it is preferable that the sealer 4b is made of a material having an elastic material so that the upper mold 10 and the lower mold 20 can seal the molding die well regardless of a slight change in the gap. The molding die is provided with an injection passage 11 through which the resin is injected and a discharge passage 21 through which the resin passing through the mold is discharged. As illustrated in FIG. 2, the injection passage 11 and the discharge passage 21 may be configured to penetrate the molding die, and may be configured to pass between the upper mold 10 and the lower mold 20.

2) 레진주입 및 함침단계(S20)2) Resin injection and impregnation step (S20)

성형틀 내부에 섬유층(40)을 안치하고 레진을 주입한다. 레진을 주입하는 방식은 고압에 의해 레진을 성형틀 내부로 주입하는 RTM(Resin Transfer Molding) 방식과, 배출로와 연결된 진공 펌프에 의해 성형틀 내부를 진공에 가까운 상태를 만들어 레진이 빨려들어오는 진공 RTM 방식 중 어떤 것을 선택하여도 무방하다. 다만 본 발명에 따른 섬유 강화 복합재 성형 방법에 있어서는 진공 RTM 방식이 더 적합하다. 레진이 주입되는 과정에서 섬유층(40) 전체에 골고루 적층되기 위해서는 성형틀 내부에 레진이 흐르기 위한 충분한 유로가 제공되어야 한다. 따라서 레진이 흐르는 유로를 확보하기 위해서 상부 금형(10)과 하부 금형(20)을 충분히 간격을 유지하도록 간격조절수단(30)으로 조절한다. 도 2 및 도 3에 도시된 간격조절수단(30)은 가장 간단한 실시예들로 간격조절볼트(31)에 이용한 방법과 상부 금형(10)과 하부 금형(20) 사이에 형성된 결합홈(33)에 테이퍼(32)를 결합하여 테이퍼의 이동에 따라 성형틀의 간격을 조절하는 방법이다. 이 외에도 다양한 형태로 동일한 기능을 수행할 수 있다. 상부 금형(10)과 하부 금형(20)의 간격을 충분하게 확보하면 종래의 진공 RTM 방식에 비해 레진이 섬유층(40) 전체에 흘러 함침되는 시간을 줄일 수 있다. 다만, 압착단계(S30)에서 지나친 레진의 낭비가 없도록 상하부 금형(10, 20)의 간격을 너무 넓게 조절하지 않는 것이 좋다.
The fiber layer 40 is placed in the mold and resin is injected. The resin injection method is the RTM (Resin Transfer Molding) method of injecting the resin into the mold by high pressure, and the vacuum RTM that sucks the resin by making the inside of the mold close to vacuum by the vacuum pump connected to the discharge passage. You can choose any of the methods. In the fiber reinforced composite molding method according to the present invention, however, the vacuum RTM method is more suitable. Sufficient flow paths for the resin to flow in the mold to be evenly laminated throughout the fiber layer 40 during the resin injection process. Therefore, in order to secure a flow path in which the resin flows, the upper mold 10 and the lower mold 20 are adjusted by the gap adjusting means 30 to sufficiently maintain the gap. The gap adjusting means 30 shown in FIGS. 2 and 3 is the simplest embodiment of the method used for the gap adjusting bolt 31 and the coupling groove 33 formed between the upper mold 10 and the lower mold 20. The taper 32 is coupled to the method of adjusting the spacing of the mold according to the movement of the taper. In addition, the same function can be performed in various forms. If the gap between the upper mold 10 and the lower mold 20 is sufficiently secured, it is possible to reduce the time for resin to flow through the fiber layer 40 as compared to the conventional vacuum RTM method. However, it is good not to adjust the spacing of the upper and lower molds 10 and 20 too wide so that there is no waste of excessive resin in the pressing step (S30).

3) 압착단계(S30)3) pressing step (S30)

섬유층(40)에 레진의 함침이 완료되면, 간격조절수단(30)을 조절하여 상부 금형(10)과 하부 금형(20) 사이의 간격을 줄이면서 성형틀을 압착한다. 진공 RTM 방식에 의할 경우에는 주입로를 차단하고 진공펌프(60)에 의해 낮은 압력을 유지하면 따로 외부에서 성형틀을 압착할 필요가 없이 압착단계가 수행된다. 성형틀이 압착되면 과잉 공급된 레진이 배출로(21)를 통해 레진 수용기(70)로 배출된다. 레진 수용기(70)에 수용된 레진은 재사용이 가능하다. 과잉 공급된 레진이 배출되면 섬유 강화 복합재의 섬유 함유비율이 높아지게 된다. 통상 섬유의 비율이 70 % 이상인 경우를 고강도 섬유 강화 복합재로 분류하는데, 필요 이상의 레진을 성형틀 외부로 배출하게 되면 섬유의 비율을 높인 고강도의 섬유 강화 복합재를 쉽게 성형할 수 있게 된다.
When the impregnation of the resin is completed in the fiber layer 40, by adjusting the gap adjusting means 30 to reduce the gap between the upper mold 10 and the lower mold 20 while pressing the mold. In the case of the vacuum RTM method, when the injection path is blocked and maintained at a low pressure by the vacuum pump 60, the pressing step is performed without the need to separately press the mold. When the mold is pressed, the excess resin is discharged to the resin container 70 through the discharge path 21. Resin accommodated in the resin container 70 is reusable. When the excess resin is discharged, the fiber content of the fiber reinforced composite increases. Generally, when the ratio of the fiber is 70% or more, the high-strength fiber-reinforced composite is classified. When the resin is discharged to the outside of the mold, the high-strength fiber-reinforced composite can be easily molded.

4) 열처리단계(S40)4) Heat treatment step (S40)

성형틀을 압착하여 섬유 강화 복합재의 기본적인 성형이 끝나면 열처리 단계를 거친다. 통상적으로는 성형된 복합재를 성형틀로부터 탈형하여 오븐에 넣어 일정온도로 일정시간 동안 가열하여 경화되도록 열처리 한다. 본 발명에서는 섬유 강화 복합재의 성형 과정을 단순화하기 위하여 성형틀 내부에서 레진이 함침된 섬유강화 복합재를 가열하여 열처리한다. 도 2에 도시된 바와 같이 성형틀의 주변 또는 내부에 발열수단(12)을 구비한다. 발열수단(12)은 전기를 통하면 발열되는 발열코일을 이용할 수도 있고, 고온의 유체가 흐르는 발열관을 이용할 수도 있다. 열처리 과정은 일정한 온도와 시간을 유지하는 것이 중요한 조건이 되므로 성형틀 내부 또는 인접부의 온도를 측정할 수 있는 온도측정센서(15)가 구비된다. 온도측정센서(15)에서 측정된 온도 정보를 기초로 제어부에서 발열수단(12)을 제어하게 된다.
After pressing the mold to form a basic fiber-reinforced composite is subjected to a heat treatment step. Typically, the molded composite material is demolded from the mold and heated in a oven to be cured by heating at a predetermined temperature for a predetermined time. In the present invention, the resin-impregnated fiber-reinforced composite is heated and heat-treated in the mold to simplify the molding process of the fiber-reinforced composite. As shown in Figure 2 is provided with a heat generating means 12 in or around the molding die. The heat generating means 12 may use a heat generating coil that generates heat through electricity, or may use a heat generating tube through which a high temperature fluid flows. Since the heat treatment process is an important condition that maintains a constant temperature and time is provided with a temperature measuring sensor 15 that can measure the temperature inside or adjacent to the molding die. The control unit controls the heat generating means 12 based on the temperature information measured by the temperature measuring sensor 15.

5) 냉각단계(S50)5) Cooling stage (S50)

열처리가 완료된 섬유 강화 복합재를 자연적으로 냉각시키게 되면 많은 시간이 소요되므로 성형틀 내부에서 냉각단계(S50)를 거친다. 고온 상태의 성형물을 바로 탈형하면 변형이 생길 수 있기 때문에 변형이 되지 않는 정도의 온도까지 냉각한 후에 탈형한다. 성형틀의 주변 또는 내부에 냉각수단을 구비하여 성형틀 내부의 온도를 빠르게 낮춘다. 냉각수단(13)으로는 냉각유체가 흐르는 냉각관을 채택할 수 있다. 발열수단(12)과 냉각수단의 외측에는 발열수단(12)과 냉각수단(13)을 지지 및 보호하고 단열 기능을 하는 보호캡(16, 22)이 성형틀에 결합되도록 구비될 수 있다. 성형틀을 개방하고 냉각된 성형물을 탈형하면 본 발명에 따른 섬유 강화 복합재의 성형이 완성된다.
Naturally cooling the fiber-reinforced composite material after the heat treatment takes a lot of time, so go through the cooling step (S50) in the mold. Since demolding may occur if the molded article in a high temperature state is directly demolded, it is demolded after cooling to a temperature that does not deform. Cooling means are provided around or inside the mold to quickly lower the temperature inside the mold. As the cooling means 13, a cooling tube through which a cooling fluid flows can be adopted. Outside the heat generating means 12 and the cooling means may be provided to support and protect the heat generating means 12 and the cooling means 13 and the protective caps (16, 22) for adiabatic function coupled to the molding die. Opening the mold and demolding the cooled molding completes the shaping of the fiber reinforced composite according to the invention.

10 : 상부 금형
11 : 주입로
12 : 발열수단
13 : 냉각수단
15 : 온도측정센서
20 : 하부 금형
21 : 배출로
25 : 실러
30 : 간격조절수단
40 : 섬유층
50 : 레진 수용기
60 : 진공펌프10: Upper mold
11: by injection
12: heating means
13 cooling means
15: temperature measuring sensor
20: lower mold
21: discharge furnace
25: sealer
30: gap adjusting means
40: fiber layer
50: Resin Receptor
60: vacuum pump

Claims (5)

건조 섬유층에 수지를 함침시켜 섬유 강화 복합재를 성형하는 방법에 있어서,
상부 금형과 하부 금형으로 이루어지는 성형틀을 개방하여 성형틀 내부에 섬유층을 안치하는 안치단계;
성형틀을 밀폐하고 성형틀 내부로 용융된 수지(레진 : resin)를 주입하여 섬유층에 레진을 함침시키는 레진주입 및 함침단계; 및
상부 금형과 하부 금형 사이의 간격이 줄어들도록 압착하여 여분의 레진을 성형틀 외부로 배출하는 압착단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 복합재의 성형 방법.
In the method of forming a fiber-reinforced composite material by impregnating a resin in a dry fiber layer,
A settling step of placing a fibrous layer in the mold by opening the mold made of the upper mold and the lower mold;
Resin injection and impregnation step of sealing the mold and impregnating the resin in the fiber layer by injecting a molten resin (resin: resin) into the mold; And
A pressing step of compressing the gap between the upper mold and the lower mold to reduce the excess resin to the outside of the mold;
Forming method of a fiber reinforced composite material comprising a.
제1항에 있어서,
상기 압착단계는, 간격조절수단에 의하여 상부 금형과 하부 금형 사이의 간격이 일정하게 조절되도록 하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 복합재의 성형 방법.
The method of claim 1,
The pressing step, the method of forming a fiber-reinforced composite, characterized in that the gap between the upper mold and the lower mold by the gap adjusting means to be constantly adjusted.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상부 금형과 하부 금형에는 발열수단이 구비되어 압착단계를 거친 섬유 강화 복합재를 성형틀 내부에서 가열되어 경화 열처리 하는 열처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 복합재의 성형 방법.
The method according to claim 1 or 2,
The upper mold and the lower mold is provided with a heating means, the molding method of the fiber-reinforced composite material, characterized in that it further comprises a heat treatment step of heating the heat-treated hardened fiber-reinforced composite material in the molding die.
제3항에 있어서,
상기 열처리 단계는, 상부 금형과 하부 금형에 설치된 온도측정센서에 의하여 금형 내부의 온도를 측정하여 제어부로 온도 정보를 송출하고, 금형 내부의 온도가 주입된 레진의 종류에 따라 일정 온도를 일정 시간동안 유지하도록 제어부에 의해 발열수단의 발열량이 제어되는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 복합재의 성형 방법.
The method of claim 3,
In the heat treatment step, the temperature inside the mold is measured by a temperature measuring sensor installed in the upper mold and the lower mold, and the temperature information is sent to the controller, and a predetermined temperature is maintained for a predetermined time according to the type of the resin into which the temperature inside the mold is injected. Forming method of the fiber-reinforced composite, characterized in that the heat generation of the heat generating means is controlled by the control unit to maintain.
제3항에 있어서,
성형틀 내부에서 열처리된 섬유 강화 복합재를 상부 금형과 하부 금형에 각각 구비된 냉각수단에 의하여 냉각하는 냉각단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 복합재의 성형 방법.The method of claim 3,
The method of forming a fiber-reinforced composite, characterized in that it further comprises a cooling step of cooling the fiber-reinforced composite heat-treated in the mold by the cooling means provided in the upper mold and the lower mold, respectively.
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