KR20160046961A

KR20160046961A - 복합재 성형방법

Info

Publication number: KR20160046961A
Application number: KR1020140141754A
Authority: KR
Inventors: 신경식; 이상민
Original assignee: 엠코 주식회사
Priority date: 2014-10-20
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2016-05-02
Also published as: KR101652681B1

Abstract

본 발명은, 복합재시트 및 보강시트를 준비하는 단계, 복합재시트의 상면 및 저면에 각각 보강시트를 배치시킨 후, 복합재시트와 보강시트를 프레스기의 상부금형과 하부금형 사이에 위치시킨 상태에서 동시에 가압 성형하면서 상호 부착되게 하는 단계, 가압 성형된 상태로 상호 부착된 복합재시트와 보강시트를 프레스기에서 이탈시킨 후, 상호 부착된 상태의 복합재시트와 보강시트를 경화시키는 단계를 포함하는 복합재 성형방법을 제공한다.
이와 같이, 복합재 성형방법은, 프레스기를 이용하여 복합재시트의 가압 성형시, 복합재시트의 상면 및 저면에 각각 보강시트를 추가로 배치한 상태에서 성형하게 되는데, 프레스기에 의해 가압 성형완료 후, 보강시트가 복합재시트의 성형 형상을 지지함으로서 프레스기에서 성형완료된 상태로 상호 부착된 복합재시트와 보강시트를 바로 이탈시킬 수 있는 바, 성형작업 시간을 짧게 할 수 있어 대량생산이 가능하게 된다.

Description

복합재 성형방법{Forming method of composite material}

본 발명은 복합재를 프레스 금형으로 성형하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 복합재는 가벼우면서도 강도가 우수해 자동차 및 각종 산업용 구조물에 널리 사용된다.

이러한, 복합재의 성형방법으로는 성형몰드 위에 복합재 프리프레그(Prepreg)를 적층한 상태에서 진공상태로 경화시키는 오토클레이브(Autoclave) 성형, 상하 성형틀 사이에 고압으로 복합재 수지를 주입한 상태에서 경화시키는 수지 이송 성형(Resin transfer molding) 등이 있다.

그러나, 종래의 오토클레이브 성형이나 수지 이송 성형은 작업 공정이 연속적으로 이루어지기 어려워 성형시간이 오래 걸림과 더불어 이에 따라 대량생산이 어려운 문제점이 있다. 즉, 종래의 성형방법은 금형 상에서 하나의 제품을 성형하는 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.

이러한, 복합재 성형방법은 대한민국공개특허공보 제10-1998-051720호(1998.09.25)에 제시된다.

본 발명은, 금형 상에서의 성형시간이 짧아 대량생산을 가능하게 하는 복합재 성형방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 복합재시트 및 보강시트를 준비하는 단계, 상기 복합재시트의 상면 및 저면에 각각 상기 보강시트를 배치시킨 후, 상기 복합재시트와 상기 보강시트를 프레스기의 상부금형과 하부금형 사이에 위치시킨 상태에서 동시에 가압 성형하면서 상호 부착되게 하는 단계, 가압 성형된 상태로 상호 부착된 상기 복합재시트와 상기 보강시트를 상기 프레스기에서 이탈시킨 후, 상호 부착된 상태의 상기 복합재시트와 상기 보강시트를 경화시키는 단계를 포함하는 복합재 성형방법을 제공한다.

또한, 상기 복합재시트의 상면 및 저면에 각각 배치되는 상기 보강시트에는 복수개의 관통공이 더 형성될 수 있다.

또한, 상기 복합재시트의 상면 및 저면에 각각 배치되는 상기 보강시트 중 어느 하나에는 복수개의 관통공이 더 형성될 수 있다.

또한, 상기 복합재시트 및 보강시트를 준비하는 단계에서, 접착방지시트를 더 준비하는 단계를 포함하며, 상기 접착방지시트는 상기 복합재시트와 상기 보강시트를 동시에 가압 성형하기 전에 상기 복합재시트의 상면에 배치된 상기 보강시트 상부 및 상기 복합재시트의 저면에 배치된 상기 보강시트 저부에 각각 배치될 수 있다.

또한, 상기 보강시트는 금속의 판 형상 부재일 수 있다.

또한, 상기 접착방지시트는 나일론, 실리콘, 폴리에스터 중 선택된 어느 하나 일 수 있다.

본 발명에 따른 복합재 성형방법은, 프레스기를 이용하여 복합재시트의 가압 성형시, 복합재시트의 상면 및 저면에 각각 보강시트를 추가로 배치한 상태에서 성형하게 되는데, 프레스기에 의해 가압 성형완료 후, 보강시트가 복합재시트의 성형 형상을 지지함으로서 프레스기에서 성형완료된 상태로 상호 부착된 복합재시트와 보강시트를 바로 이탈시킬 수 있는 바, 성형작업 시간을 짧게 할 수 있어 대량생산이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복합재 성형방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 도 1에 따른 성형방법을 나타낸 상태단면도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 복합재시트와 보강시트의 배치상태도이다.
도 4 및 도 5는 도 2에 나타낸 복합재시트와 보강시트의 다른실시예에 따른 배치상태도이다.
도 6은 도 2에 나타낸 경화 단계의 다른 실시예에 따른 상태단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복합재 성형방법을 나타낸 순서도이며, 도 2는 도 1에 따른 성형방법을 나타낸 상태단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 복합재 성형방법은, 복합재시트(100) 및 보강시트(200)를 준비하는 단계(S100), 프레스기(400)로 복합재시트(100) 및 보강시트(200)를 가압 성형하는 단계(S110), 가압 성형된 복합재시트(100) 및 보강판(200)를 가열 경화시키는 단계(S120)를 포함하고 있다.

먼저, 성형할 대상재료로서 복합재시트(100)와 보강시트(200)를 준비한다(S100). 여기서, 상기 복합재시트(100)는 프리프레그(Prepreg)나 페브릭(Fabric) 또는, 페브릭 및 레진(Resin)을 혼용한 것을 선택 적용하나 이에 한정하지 않음은 물론이다.

그리고, 상기 보강시트(200) 이후 상기 복합재시트(100)를 가압 성형시, 상기 복합재시트(100)에 부착된 상태로 상기 복합재시트(100)를 지지하는 부재이다. 이러한, 상기 보강시트(200)는 금속재질을 선택 적용하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않고 이후 프레스기(400)에 의한 가압 성형된 상태에서 상기 복합재시트(100)에 부착된 상태로 형상을 유지시키는 강도를 가지는 재질이라면 선택적으로 사용가능함은 물론이다. 여기서, 상기 보강시트(200)에는 복수의 관통공(210)이 형성될 수 있다. 이러한, 상기 관통공(210)은 상기 보강시트(200)와 상기 복합재시트(100)를 가압 성형시, 상기 보강시트(200)와 상기 복합재시트(100)의 부착면적을 증대시켜 안정적인 결합상태를 유지되게 한다.

더불어, 상기 복합재시트(100)는 이후 설명될 프레스기(400)에 의한 가압 성형시, 벤딩되는 부분의 두께는 벤딩되지 않는 부분의 두께보다 두껍게 형성하거나, 벤딩되는 부분의 조직이 벤딩되지 않는 부분의 조직보다 조밀하게 형성되게 한다.

또한, 상기 복합재시트(100)와 보강시트(200)의 준비 이외에 추가로 접착방지시트(300)를 구비할 수 있다. 이러한, 상기 접착방지시트(300)는 프레스기(400)에 의한 가압 성형시, 프레스기(400)의 상부금형(410) 및 하부금형(420)과 상기 복합재시트(100)가 점착되는 것을 방지하게 된다. 보다 바람직하게는, 상기 접착방지시트(300)는 상기 관통공(210)이 형성된 상기 보강시트(200)에 대향되게 배치되어, 상기 복합재시트(100)와 상기 보강시트(200)의 가압 성형시, 상기 보강시트(200)의 관통공(210)을 통해 상기 복합재시트(100)가 상기 프레스기(400)의 상부금형(410) 또는 하부금형(420)과 점착되는 것을 차단하게 된다. 여기서, 상기 접착방지시트(300)는 나일론, 실리콘, 폴리에스터 재질 중 어느하나를 선택 적용한다.

이후, 상기 복합재시트(100)와 상기 보강시트(200)를 프레스기(400)의 상부금형(410)과 하부금형(420) 사이에 배치시킨 상태로 가압 성형하게 된다(S120). 이때, 상기 프레스기(400)의 상부금형(410)과 하부금형(420) 사이에 상기 복합재시트(100)와 상기 보강시트(200)를 배치시, 상기 보강시트(200)는 상기 복합재시트(100)의 상면 및 저면에 각각 배치되도록 한 쌍을 위치시키게 된다. 그리고, 상기 복합재시트(100)의 상면 및 저면에 배치되는 각각의 보강시트(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 민무늬의 평판을 선택 사용한 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지 않고 상기 복합재시트(100)에 대향되는 면부에 요철(도면미도시)이 형성된 것을 사용할 수 있다. 도 4와 같이 상기 복합재시트(100)의 상면 및 저면에 배치되는 각각의 보강시트(200)에는 복수개의 관통공(210)이 형성될 경우, 상기 복합재시트(100)와 한 쌍의 보강시트(200)는 상호 안정적인 부착상태로 결합될 수 있게 된다. 반면에, 도 5와 같이 상기 복합재시트(100)의 상면 및 저면에 배치되는 각각의 보강시트(200) 중 어느 하나의 보강시트(200)에만 복수개의 관통공(210)이 형성될 경우, 상기 복합재시트(100)와 관통공(210)이 형성된 보강시트(200)는 상호 안정적인 부착상태로 결합될 수 있게 된다. 이같이, 상기 복합재시트(100)의 상면 및 저면에 민무늬의 상기 보강시트(200)를 배치한 상태로 가압 성형할 경우, 상기 프레스기(400)로 가압 성형한 후 상기 복합재시트(100)와 상기 보강시트(200)를 쉽게 이탈시킬 수 있어, 상기 복합재시트(100)와 상기 보강시트(200)를 별개의 구성으로 사용할 수 있게 된다. 반면, 상기 관통공(210)이 형성된 보강시트(200)는 상기 복합재시트(100)와의 결합상태가 안정적으로 유지되어 상호 부착 결합된 상태의 구성으로 사용할 수 있게 된다.

여기서, 상기 프레스기(400)의 상부금형(410)과 하부금형(420) 사이에 상기 복합재시트(100)와 상기 보강시트(200)를 배치한 상태에서 가압 성형 전, 상기 복합재시트(100)의 상면에 배치된 상기 보강시트(200) 상부 및 상기 복합재시트(100)의 저면에 배치된 상기 보강시트(200) 저부에 각각 상기 접착방지시트(300)를 구비하거나, 상기 복합재시트(100)의 상면에 배치된 상기 보강시트(200) 상부 및 상기 복합재시트(100)의 저면에 배치된 상기 보강시트(200) 저부 중 어느 하나에 대향되게 상기 접착방지시트(300)를 구비할 수 있다. 보다 바람직하게 상기 접착방지시트(300)는 앞서 설명한 바와 같이 상기 관통공(210)이 형성된 보강시트(200)에 대향되게 배치됨으로서, 상기 프레스기(400)에 의한 가압 성형시, 상기 상부금형(410) 및 상기 하부금형(420)과 상기 복합재시트(200)가 점착되는 것을 방지하게 된다.

여기서, 상기 프레스기(400)의 상부금형(410)의 저면 및 상기 하부금형(420)의 상면은 성형하고자 하는 형상으로 형성된다.

이렇게, 상기 프레스기(400)의 상부금형(410)과 하부금형(420) 사이에 상기 복합재시트(100)와 상기 보강시트(200)를 배치한 상태에서 가압 성형한 후에는, 상호 부착된 상기 복합재시트(100)와 상기 보강시트(200)를 상기 프레스기(400)에서 이탈시킨 후, 상기 복합재시트(100)와 상기 보강시트(200)를 가열 경화시킨다. 이때, 가압 성형된 상기 복합재시트(100)와 상기 보강시트(200)를 15 내지 25℃의 상온상태에서 경화시키나, 도 6과 같이 가압상태의 탱크(10) 내부에 프레스 성형된 상기 복합재시트(100)와 상기 보강시트(200)를 투입한 상태로 60 내지 120℃ 상태에서 경화시킬 수도 있다.

이같이, 상기 프레스기(400)에 의해 가압 성형된 후, 경화된 상태로 상호 부착된 상기 복합재시트(100)와 상기 보강시트(200)를 상호 결합된 상태로 사용하거나, 상기 복합재시트(100)의 상면 및 저면에 각각 부착된 상기 보강시트(200)를 모두 이탈시키거나 상기 복합재시트(100)의 상면 및 저면 중 어느 하나의 상기 보강시트(200)만을 이탈시킨 상태로 사용될 수 있다. 보다 상세하게는 상기 관통공(210)이 형성된 상기 보강시트(200)는 상기 복합재시트(100)와 결합상태로 사용하고, 상기 관통공(210)이 형성되지 않은 상기 보강시트(200)는 상기 복합재시트(100)에서 이탈시키게 된다.

더불어, 다른 실시예로서, 상기 복합재시트(100)와 상기 보강시트(200)를 준비한 후, 상기 프레스기(400)로 복합재시트(100) 및 보강시트(200)를 가압 성형하는 단계에서, 상기 보강시트(200)를 중심으로 상기 보강시트(200)의 상면 및 저면에 각각 상기 복합재시트(100)를 배치한 후, 상기 보강시트(200)와 상기 복합재시트(100)를 상기 프레스기(400)로 가압 성형할 수 있다. 그리고, 이렇게 가압 성형된 복합재시트(100) 및 보강판(200)를 가열 경화시키는 단계를 거칠 수도 있다.

이와 같이, 일실시예에 따른 상기 복합재 성형방법은, 상기 프레스기(400)를 이용하여 상기 복합재시트(100)의 가압 성형시, 상기 복합재시트(100)의 상면 및 저면에 각각 상기 보강시트(200)를 추가로 배치한 상태에서 성형하게 되는데, 상기 프레스기(400)에 의해 가압 성형완료 후, 상기 보강시트(200)가 상기 복합재시트(100)의 성형 형상을 지지함으로서 상기 프레스기(400)에서 성형완료된 상태로 상호 부착된 상기 복합재시트(100)와 상기 보강시트(200)를 바로 이탈시킬 수 있는 바, 성형작업 시간을 짧게 할 수 있어 대량생산이 가능하게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 복합재시트 200: 보강시트
210: 관통공 300: 접착방지시트
400: 프레스기

Claims

복합재시트 및 보강시트를 준비하는 단계와;
상기 복합재시트의 상면 및 저면에 각각 상기 보강시트를 배치시킨 후, 상기 복합재시트와 상기 보강시트를 프레스기의 상부금형과 하부금형 사이에 위치시킨 상태에서 동시에 가압 성형하면서 상호 부착되게 하는 단계; 및,
가압 성형된 상태로 상호 부착된 상기 복합재시트와 상기 보강시트를 상기 프레스기에서 이탈시킨 후, 상호 부착된 상태의 상기 복합재시트와 상기 보강시트를 경화시키는 단계를 포함하는 복합재 성형방법.
청구항 1에 있어서,
상기 복합재시트의 상면 및 저면에 각각 배치되는 상기 보강시트에는 복수개의 관통공이 더 형성된 복합재 성형방법.
청구항 1에 있어서,
상기 복합재시트의 상면 및 저면에 각각 배치되는 상기 보강시트 중 어느 하나에는 복수개의 관통공이 더 형성된 복합재 성형방법.
청구항 1에 있어서,
상기 복합재시트 및 보강시트를 준비하는 단계에서, 접착방지시트를 더 준비하는 단계를 포함하며,
상기 접착방지시트는 상기 복합재시트와 상기 보강시트를 동시에 가압 성형하기 전에 상기 복합재시트의 상면에 배치된 상기 보강시트 상부 및 상기 복합재시트의 저면에 배치된 상기 보강시트 저부에 각각 배치되거나, 상기 복합재시트의 상면에 배치된 상기 보강시트 상부 및 상기 복합재시트의 저면에 배치된 상기 보강시트 저부 중 어느 하나에 배치되는 복합재 성형방법.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보강시트는 금속의 판 형상 부재인 복합재 성형방법.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접착방지시트는 나일론, 실리콘, 폴리에스터 중 선택된 어느 하나인 복합재 성형방법.
복합재시트 및 보강시트를 준비하는 단계와;
상기 보강시트의 상면 및 저면에 각각 상기 복합재시트를 배치시킨 후, 상기 복합재시트와 상기 보강시트를 프레스기의 상부금형과 하부금형 사이에 위치시킨 상태에서 동시에 가압 성형하면서 상호 부착되게 하는 단계; 및,
가압 성형된 상태로 상호 부착된 상기 복합재시트와 상기 보강시트를 상기 프레스기에서 이탈시킨 후, 상호 부착된 상태의 상기 복합재시트와 상기 보강시트를 경화시키는 단계를 포함하는 복합재 성형방법.