KR20160086409A - 프리프레그 시트 적층 장치 - Google Patents

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sheet
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laminate
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KR1020167016146A
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요시유키 와다
마미 요코하마
히로노리 유이
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가부시키가이샤 아이에이치아이
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Abstract

프리프레그 시트가 복수 매 적층됨과 함께, 한 층의 프리프레그 시트가 타층의 프리프레그 시트와 섬유 방향이 다르게 적층된 프리프레그 시트 적층체를 제조하는 프리프레그 시트 적층 장치(1)를 제공한다. 이 장치는, 프리프레그 원단(P1)을 주행시키는 메인 반송로(3)와, 프리프레그 원단을 설정된 각도로 폭 방향으로 절단해 프리프레그 컷 시트(P2, P4)를 형성하는 프리프레그 컷 시트 형성부(5, 14)와, 형성한 프리프레그 컷 시트를 메인 반송로 상을 주행하는 프리프레그 원단 상으로 이송함과 함께, 그 섬유 방향이 설정된 방향이 되도록 하여 프리프레그 원단 상에 안착시키는 이송·안착 핸드(9, 18)와, 프리프레그 원단과 이것에 안착된 프리프레그 컷 시트를 용착하는 용착부(13, 21)를 구비한다.

Description

프리프레그 시트 적층 장치{PRE-PREG SHEET LAMINATION DEVICE}
본 발명은 프리프레그 시트 적층 장치에 관한 것이다.
본원은 2014년 4월 2일에 출원된 일본 특허출원 2014-76058호에 기초해 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
종래, 탄소 섬유나 유리 섬유를 강화 섬유로서 이용한 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)나 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic)는 경량이고 높은 내구성을 갖는 것으로부터, 자동차나 항공기 등을 구성하는 각종 부재로서 이용되고 있다. 이와 같은 CFRP나 GFRP를 성형하는 방법으로는, 우선, 강화 섬유와 수지로 이루어지는 두께 수십 내지 수백 ㎛ 정도의 프리프레그 시트를 복수 매 적층해 프리프레그 시트 적층체를 제조하고, 계속해서 외형이 조금씩 다른 프리프레그 시트 적층체를 복수 매 중첩해 원하는 3차원 형상으로 형성하는 방법이 알려져 있다.
프리프레그 시트 적층체는 프리프레그 시트를 복수 매 적층해 제조된다. 프리프레그 시트는 그 섬유 방향(섬유의 길이 방향), 즉 배향 방향에서는 인장 강도나 인성(靭性)이 매우 높기는 하지만, 섬유 방향(배향 방향)과 직교하는 방향에서는 인장 강도나 인성이 낮아, 이방성의 기계적 특성을 갖는다. 따라서, 프리프레그 시트 적층체에서는 프리프레그 시트의 이방성을 완화하기 위해, 섬유 방향을 다르게 하여 프리프레그 시트를 적층한다.
섬유 방향이 다른 프리프레그 시트의 적층에는, 섬유 방향을 길이 방향으로 나란히 한 프리프레그 원단, 즉 섬유 각도가 0°인 원단으로부터 임의의 섬유 방향의 프리프레그 원단을 제조하고, 섬유 각도가 0°인 프리프레그 원단을 폭 방향으로 절단한 직사각 형상의 프리프레그 시트와, 임의의 섬유 방향의 프리프레그 원단을 폭 방향으로 절단한 직사각 형상의 프리프레그 시트를 적층하는 것을 생각할 수 있다.
이때, 임의의 섬유 방향의 프리프레그 원단을 제조하는 수법으로서, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재된 제조 장치에 의한 방법이 알려져 있다. 이 특허 문헌 1에 기재된 프리프레그 제조 장치는, 프리프레그 원단을 장착하는 인출 장치와, 인출 장치에 장착된 프리프레그 원단으로부터 프리프레그를 소정 길이씩 인출하는 제1 피드 장치와, 제1 피드 장치에 의해 인출된 프리프레그를 그 섬유 방향에 대해 소정 각도로 절단하는 절단 장치와, 절단 장치에 의해 절단된 프리프레그 조각을 그 섬유 방향이 제1 피드 장치에 의해 인출되는 프리프레그의 섬유 방향과 다른 소정의 방향이 되도록 선회시키는 선회 장치와, 선회 장치에 의해 선회된 프리프레그 조각의 섬유 방향을 따르는 단부를 순차적으로 맞대어 배열하는 재배열 장치와, 재배열 장치에서 서로 맞대어진 프리프레그 조각의 맞댐부에 접착 테이프를 첩부하는 첩부 장치와, 첩부 장치에 의해 서로 접착된 프리프레그 조각을 소정 길이씩 송출하는 제2 피드 장치와, 제2 피드 장치로부터 송출되는 프리프레그를 권취하는 권취 장치로 구성된다.
특허 문헌 1: 일본 특허 제2876244호 공보
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 프리프레그 제조 장치에서는, 임의의 섬유 방향의 프리프레그 원단을 제조할 수 있지만, 섬유 방향이 다른 프리프레그 시트를 적층한 프리프레그 시트 적층체를 직접 제조할 수는 없고, 따라서 프리프레그 시트 적층체를 쉽게 제조할 수 없다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 섬유 방향이 다른 프리프레그 시트를 적층한 프리프레그 시트 적층체를 쉽게 제조할 수 있는 프리프레그 시트 적층 장치의 제공이다.
본 발명의 제1 형태에 따른 프리프레그 시트 적층 장치는, 한 방향으로 배향된 섬유를 갖는 프리프레그 시트가 복수 매 적층됨과 함께, 적어도 한 층의 프리프레그 시트가 다른 층의 프리프레그 시트와 섬유 방향이 다르게 적층되어 이루어지는 프리프레그 시트 적층체를 제조하는 프리프레그 시트 적층 장치로서, 섬유 방향이 기준 방향으로 배향된 프리프레그 원단을 주행시키는 메인 반송로와, 섬유 방향이 기준 방향으로 배향된 프리프레그 원단을, 미리 설정된 각도로 폭 방향으로 절단해 프리프레그 컷 시트를 형성하는 프리프레그 컷 시트 형성부와, 프리프레그 컷 시트 형성부에서 형성한 프리프레그 컷 시트를 메인 반송로 상을 주행하는 프리프레그 원단 상으로 이송함과 함께, 그 섬유 방향이 미리 설정된 방향이 되도록 프리프레그 원단 상에 안착시키는 이송·안착 핸드와, 프리프레그 원단과 이것에 안착된 프리프레그 컷 시트를 용착하는 용착부를 구비한다.
또한, 본 발명의 제2 형태는, 제1 형태에 따른 프리프레그 시트 적층 장치에 있어서, 용착부에 의해 용착된 프리프레그 원단과 프리프레그 컷 시트의 적층체를 절단해 프리프레그 시트 적층체를 얻는 절단부를 구비한다.
또한, 본 발명의 제3 형태는, 제1 또는 제2 형태에 따른 프리프레그 시트 적층 장치에 있어서, 메인 반송로를 주행하는 프리프레그 원단 위에, 다른 프리프레그 원단을 송출하고, 이 다른 프리프레그 원단도 메인 반송로를 주행시키는 송출부를 구비한다.
또한, 본 발명의 제4 형태는, 제1 내지 제3 형태에 따른 프리프레그 시트 적층 장치에 있어서, 프리프레그 컷 시트 형성부를 복수 개 구비함과 함께, 이들 프리프레그 컷 시트 형성부에 각각 대응해 이송·안착 핸드를 복수 개 구비한다.
또한, 본 발명의 제5 형태는, 제4 형태에 따른 프리프레그 시트 적층 장치에 있어서, 복수의 이송·안착 핸드는, 하나의 이송·안착 핸드가 프리프레그 원단 상에 프리프레그 컷 시트를 안착시킬 때의 프리프레그 컷 시트의 섬유 방향과, 다른 하나의 이송·안착 핸드가 프리프레그 원단 상에 프리프레그 컷 시트를 안착시킬 때의 프리프레그 컷 시트의 섬유 방향이 서로 다르게 구성된다.
본 발명의 프리프레그 시트 적층 장치는, 프리프레그 컷 시트 형성부에서 형성한 프리프레그 컷 시트를, 메인 반송로 상을 주행하는 프리프레그 원단 상으로 이송함과 함께, 그 섬유 방향이 미리 설정된 방향이 되도록 프리프레그 원단 상에 안착시키는 이송·안착 핸드를 구비한다. 이 때문에, 프리프레그 원단과 그 위에 안착된 프리프레그 컷 시트에 의해, 섬유 방향이 다른 프리프레그 시트를 적층한 프리프레그 시트 적층체를 얻을 수 있다. 따라서, 프리프레그 시트 적층체를 쉽게 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 프리프레그 시트 적층 장치의 일 실시 형태를 모식적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 프리프레그 시트 적층 장치의 일 실시 형태를 모식적으로 나타낸 측면도이다.
도 3은 프리프레그 시트 적층 장치에 의해 형성되는 프리프레그 시트 적층물을 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 절단 장치의 개략 구성을 나타낸 사시도이다.
이하, 도면을 참조해 본 발명의 프리프레그 시트 적층 장치를 자세하게 설명한다. 한편, 이하의 도면에서는, 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해, 각 부재의 축척을 적절하게 변경하고 있다.
도 1은 본 발명의 프리프레그 시트 적층 장치의 일 실시 형태를 모식적으로 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명의 프리프레그 시트 적층 장치의 일 실시 형태를 모식적으로 나타낸 측면도이다. 이들 도면에서 참조 부호 1은 프리프레그 시트 적층 장치이다.
프리프레그 시트 적층 장치(1)는, 롤 형상의 프리프레그 원단(프리프레그 시트)(P1)을 인출하는 인출 장치(2)와, 인출 장치(2)로부터 인출된 프리프레그 원단(P1)을 주행시키는 메인 반송로(3)와, 메인 반송로(3) 상을 주행해 온 프리프레그 시트 적층물(P5)을 끌어들여 더욱 하류측으로 보내는 이송 장치(4)를 구비한다.
프리프레그 원단(P1)은, 탄소 섬유나 유리 섬유 등의 강화 섬유(섬유)에 열가소성 수지나 열경화성 수지가 함침되어 50 내지 300㎛ 정도의 두께로 형성되고, 강화 섬유(섬유)의 방향이 일정 방향으로 정렬되도록 배향되어 형성된다.
도 3은, 프리프레그 시트 적층 장치(1)에 의해 형성되는 프리프레그 시트 적층물(P5)을 설명하기 위한 모식도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에서 프리프레그 원단(P1)은 그 강화 섬유(F)의 방향(길이 방향)이 기준 방향, 즉 프리프레그 원단(P1)의 길이 방향과 대체로 일치하도록 배향되어 형성된다. 따라서, 프리프레그 원단(P1)은 강화 섬유(F)의 배향이 0°인 프리프레그 원단이 된다.
도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이, 인출 장치(2)는 롤러를 갖고, 롤 형상으로 감긴 프리프레그 원단(P1)을 그 길이 방향으로 인출해 메인 반송로(3) 상으로 내보내도록 구성된다. 이 경우, 프리프레그 원단(P1)은, 후술하는 이송 장치(4)에 끌려감으로써 메인 반송로(3) 상으로 내보내진다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 메인 반송로(3)는 프리프레그 원단(P1)의 폭보다 넓은 폭을 갖는 직선 형상(직판(直板) 형상)의 부재로, 프리프레그 원단(P1)을 그 상면 위에서 주행시키도록 형성된다. 메인 반송로(3)의 상면은, 프리프레그 원단(P1)을 원활히 주행시킬 수 있도록, 마찰 저항이 작은 평활면으로 형성된다.
메인 반송로(3)의 하류측에는, 도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상하에 배치된 한 쌍의 롤러(4a, 4a)와, 한 쌍의 롤러(4a, 4a) 중 한쪽 롤러(4a)에 접속해 롤러(4a)를 회전시키는 모터 등의 구동원(4b)을 갖는 이송 장치(4)가 배치된다. 이송 장치(4)는, 전술한 바와 같이 메인 반송로(3) 상을 주행해 온 프리프레그 시트 적층물(P5)을 한 쌍의 롤러(4a, 4a) 사이에 끼워 지지하고, 구동원(4b)에 의한 롤러(4a)의 회전에 의해 프리프레그 시트 적층물(P5)을 끌어들여 하류측으로 보내도록 구성된다. 이에 따라, 전술한 바와 같이 인출 장치(2)는, 그 자신의 구동으로 프리프레그 원단(P1)을 송출하지 않고, 이송 장치(4)의 구동에 의해 인출되는 프리프레그 시트 적층물(P5)을 메인 반송로(3)로 내보내도록 구성된다.
여기에서, 이송 장치(4)로 끌려 들어가는 프리프레그 시트 적층물(P5)은, 본 실시 형태에서는 도 3에 나타낸 바와 같이, 프리프레그 원단(P1) 상에 제1 프리프레그 컷 시트(P2), 프리프레그 원단(P3), 제2 프리프레그 컷 시트(P4)가 순차적으로 적층되어 구성된다. 한편, 도 3에서는, 도면 중의 좌측에서 우측을 향해 원단이나 시트가 메인 반송로(3) 상을 흐르고 있는 것을 나타내고 있으며, 또한, 좌측에서 우측을 향해 원단이나 시트가 순차적으로 적층되고 있는 상태를 나타내고 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 메인 반송로(3)의 상류측에는, 제1 프리프레그 컷 시트 형성부(5)가 배치된다. 제1 프리프레그 컷 시트 형성부(5)는, 롤 형상의 프리프레그 원단(P1)을 송출하는 송출 장치(6)와, 송출 장치(6)로부터 송출된 프리프레그 원단(P1)을 주행시키는 서브 반송로(7)와, 서브 반송로(7) 상을 주행해 온 프리프레그 원단(P1)을 미리 설정된 각도로 폭 방향으로 절단하는 절단 장치(8)를 구비한다. 송출 장치(6)로부터 송출되는 프리프레그 원단(P1)은, 상기 인출 장치(2)에 의해 메인 반송로(3) 상으로 인출되는 프리프레그 원단(P1)과 같은 원단이다. 즉, 강화 섬유(F)의 배향이 0°인 프리프레그 원단이다.
송출 장치(6)는, 롤 형상의 프리프레그 원단(P1)을 인출하는 인출 장치(6a)와, 인출 장치(6a)에 의해 인출된 롤 형상의 프리프레그 원단(P1)을 서브 반송로(7) 상으로 보내는 이송 장치(6b)에 의해 구성된다. 인출 장치(6a)는, 상기 인출 장치(2)와 마찬가지로 형성되어, 롤 형상으로 감겨진 프리프레그 원단(P1)을 그 길이 방향으로 내보내 서브 반송로(7) 상으로 송출하도록 구성된다.
이송 장치(6b)는, 상기 이송 장치(4)와 마찬가지로 형성되어, 상하로 배치된 한 쌍의 롤러(6c, 6c)와, 한 쌍의 롤러(6c, 6c) 중 한쪽 롤러(6c)에 접속해 롤러(6c)를 회전시키는 모터 등의 구동원(6d)을 갖고 구성된다. 이송 장치(6b)는, 인출 장치(6a)로부터 인출된 프리프레그 원단(P1)을 한 쌍의 롤러(6c, 6c) 사이에 끼워 지지하고, 구동원(6d)에 의한 롤러(6c)의 회전에 의해 프리프레그 원단(P1)을 끌어들여 서브 반송로(7)의 하류측으로 보내도록 구성된다.
서브 반송로(7)는 메인 반송로(3)의 한쪽 측면에 배치되어, 메인 반송로(3)와 직교하도록 연장되어 배치된다. 서브 반송로(7)도, 상기 메인 반송로(3)와 마찬가지로 프리프레그 원단(P1)의 폭보다 넓은 폭을 갖는 직선 형상(직판 형상)의 부재로, 프리프레그 원단(P1)을 그 상면 위에서 주행시키도록 형성된다. 서브 반송로(7)의 상면도, 프리프레그 원단(P1)을 원활히 주행시킬 수 있도록, 마찰 저항이 작은 평활면으로 형성된다.
절단 장치(8)는, 서브 반송로(7) 상을 주행해 온 프리프레그 원단(P1)을 미리 설정된 각도로 폭 방향으로 절단한다. 본 실시 형태에서의 절단 장치(8)의 개략 구성을 도 4에 나타낸다. 절단 장치(8)는, 커터(8a)와, 커터(8a)를 이동 가능하게 지지하는 지지 바(8b)와, 지지 바(8b)의 양단부를 지지하는 한 쌍의 지지부(8c, 8c)로 구성된다. 커터(8a)는 모터 등의 구동 수단에 의해 지지 바(8b)의 길이 방향으로 왕복 이동하도록 구성되고, 이에 따라 특히 왕로(往路)를 이동함으로써 프리프레그 원단(P1)을 절단하고, 귀로(復路)를 이동함으로써 초기 위치로 되돌아가 새로운 절단을 위해 대기한다.
지지 바(8b)는 프리프레그 원단(P1)의 폭보다 충분히 긴 길이로 형성된 얇고 긴 각기둥 형상의 부재로, 프리프레그 원단(P1)의 폭 방향을 횡단해 프리프레그 원단(P1)의 상방에 배치된다. 이에 따라, 지지 바(8b)는 그 길이 방향으로 커터(8a)를 안내한다.
한 쌍의 지지부(8c, 8c)는, 지지 바(8b)의 프리프레그 원단(P1)에 대한 각도가 미리 설정된 각도가 되도록, 지지 바(8b)의 양단부를 이동 가능하게 지지한다. 본 실시 형태에서는, 프리프레그 원단(P1)의 섬유 방향(배향 방향), 즉 프리프레그 원단(P1)의 길이 방향에 대해, 지지 바(8b)가 45°(-45°)로 교차하도록 지지 바(8b)를 지지한다. 따라서, 지지 바(8b)의 길이 방향에 따라 이동함으로써, 커터(8a)는 프리프레그 원단(P1)을 45°의 각도로 그 폭 방향을 절단한다.
여기에서, -45°의 부호 「-」는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 강화 섬유(F)의 길이 방향(배향 방향)이 시계 회전 방향으로 시프트하고 있는 것을 나타낸다. 따라서, 반시계 회전 방향으로 시프트 했을 경우에는 「+」의 부호로 나타낸다.
또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 지지부(8c, 8c)는, 프리프레그 원단(P1)에 대한 지지 바(8b)의 각도를 임의의 각도로 바꿀 수 있도록 구성된다. 즉, 지지 바(8b)는, 지지 바(8b)를 직접 지지하는 지지 바(8d)에 대해, 그 양단부가 지지 바(8d)의 길이 방향이 상반되는 방향으로 각각 이동하도록 구성된다. 이에 따라, 프리프레그 원단(P1)의 길이 방향(강화 섬유(F)의 길이 방향)에 대한 각도가 변경 가능하게 된다. 따라서, 절단 장치(8)에서는, 예를 들면 프리프레그 원단(P1)의 절단 각도를 「+45°」로 실시하는 대신에, 예를 들면 「+30°」나 「+60°」로 절단하는 것도 가능하게 된다. 또한, 「-45°」로 절단하는 것도 가능하게 된다.
한편, 절단 장치(8)는, 도시하지 않은 제어 장치에 의해, 커터(8a)의 구동이 송출 장치(6)의 이송 장치(6b)의 동작에 연동하도록 제어된다. 즉, 이송 장치(6b)에 의한 프리프레그 원단(P1)의 이송 동작이 일단 정지되고 있는 동안에, 커터(8a)가 구동해 프리프레그 원단(P1)이 미리 설정된 각도로 절단되어, 도 3에 나타낸 평행사변형의 제1 프리프레그 컷 시트(P2)가 형성된다. 여기에서, 도 4에 나타낸 서브 반송로(7)에는, 지지 바(8b)보다 하류측에서 절단에 의해 형성된 제1 프리프레그 컷 시트(P2)가 지지되는 위치에, 제1 프리프레그 컷 시트(P2)가 부상함으로써 생기는 위치의 어긋남을 방지하기 위해, 흡인공 등으로 이루어지는 부상 방지 수단이 마련된다.
또한, 커터(8a)의 구동이 정지하면, 후술하는 이송·안착 핸드(9)에 의해 제1 프리프레그 컷 시트(P2)가 피킹된다. 그 후, 재차 이송 장치(6b)에 의해 프리프레그 원단(P1)이 송출된다. 이때, 커터(8a)로 절단하는 간격을 도 3에 변(L1)으로 나타내면, 이 변(L1)의 길이가 프리프레그 원단(P1)의 폭의 √2배의 길이가 되도록, 이송 장치(6b) 및 커터(8a)의 구동이 제어된다.
도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이, 이와 같은 절단 장치(8)의 하류측, 즉 서브 반송로(7)의 메인 반송로(3)측에는, 제1 프리프레그 컷 시트 형성부(5)에서 형성한 프리프레그 시트, 즉 절단 장치(8)에서 절단한 도 3에 나타낸 제1 프리프레그 컷 시트(P2)를, 메인 반송로(3) 상을 주행하는 프리프레그 원단(P1) 상으로 이송하는 이송·안착 핸드(9)가 마련된다.
이송·안착 핸드(9)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 프리프레그 컷 시트(P2)를 흡인 지지하는 지지부(9a)와, 지지부(9a)를 수평면상에서 회전시켜, 제1 프리프레그 컷 시트(P2)의 강화 섬유(F)의 섬유 방향(배향 방향)을 미리 설정된 방향으로 하는 회전부(9b)로 구성된다. 지지부(9a)는, 감압 흡인에 의해 제1 프리프레그 컷 시트(P2)를 흡착·탈착 가능하게 지지하도록 구성된다. 회전부(9b)는 로봇 아암에 의해 형성되어, 복수의 회동축을 갖고 지지부(9a)를 수평면상의 XY 방향으로 이동시킴과 동시에 수직인 축 주위로 회전시키고, 또한, 지지부(9a)를 승강시키도록 구성된다.
이와 같은 구성을 갖는 이송·안착 핸드(9)는, 절단 장치(8)에서 절단된 평행사변형의 제1 프리프레그 컷 시트(P2)를 지지부(9a)에 의해 지지하고, 지지된 제1 프리프레그 컷 시트(P2)를 회전부(9b)에 의해 메인 반송로(3) 상으로 이동시킨 후, 지지부(9a)로부터 탈착시킴으로써 제1 프리프레그 컷 시트(P2)를 프리프레그 원단(P1) 상에 안착시킨다. 이때 회전부(9b)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 프리프레그 컷 시트(P2)의 강화 섬유(F)의 섬유 방향(배향 방향)이 미리 설정된 방향이 되도록, 즉 프리프레그 원단(P1)의 강화 섬유(F)의 섬유 방향(배향 방향)과는 다른 각도인 +45°가 되도록, 제1 프리프레그 컷 시트(P2)를 프리프레그 원단(P1) 상에 안착시킨다.
또한, 이와 같이 하여 제1 프리프레그 컷 시트(P2)를 안착시킬 때, 제1 프리프레그 컷 시트(P2)의 절단변(L2, L2)이 각각 프리프레그 원단(P1)의 측단 가장자리 위에 위치하도록 맞춰진다. 이에 따라, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 프리프레그 컷 시트(P2)가 프리프레그 원단(P1)으로부터 튀어나오지 않고 프리프레그 원단(P1) 상에 안착된다.
이와 같은 제1 프리프레그 컷 시트 형성부(5)와 이송·안착 핸드(9)가, 제1 프리프레그 컷 시트(P2)의 형성 및 형성한 제1 프리프레그 컷 시트(P2)의 이송·안착을 연속적으로 실시함으로써, 메인 반송로(3) 상을 주행하는 프리프레그 원단(P1)에 대해 제1 프리프레그 컷 시트(P2)가 간격이 없으면서도 중첩되지 않게 연속되는 상태로 배치(안착)된다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 메인 반송로(3)에서 서브 반송로(7)보다 조금 하류측에는, 간격 검출부(10)가 배치된다. 간격 검출부(10)는, 시트의 단차를 검출하는 2차원 레이저 변위 센서나 CCD 카메라 등으로 이루어지는 화상 센서에 의해 형성되고, 프리프레그 원단(P1) 상에 안착된 선행하는 제1 프리프레그 컷 시트(P2)와 후속하는 제1 프리프레그 컷 시트(P2) 사이의 간격을 검출한다.
즉, 전후의 제1 프리프레그 컷 시트(P2), 제1 프리프레그 컷 시트(P2) 사이의 간격이 미리 설정된 범위(예를 들면, 수 밀리미터 이하)인지 여부, 또는 이들의 중첩 여부를 검출한다. 그리고, 간격이 미리 설정된 범위보다 넓은 경우나, 전후의 제1 프리프레그 컷 시트(P2), 제1 프리프레그 컷 시트(P2)가 중첩된 경우에는, 도시하지 않은 제어부에 「재안착」 신호를 출력한다. 「재안착」 신호를 받은 제어부는 이송·안착 핸드(9)를 다시 구동시켜, 이송·안착 핸드(9)에 의해 제1 프리프레그 컷 시트(P2)를 다시 놓는다. 따라서, 전후에 위치하는 제1 프리프레그 컷 시트(P2), 제1 프리프레그 컷 시트(P2)는, 최종적으로 중첩되지 않고 미리 설정된 범위로 조정된 간격으로 전후로 연속되어 배치된다.
또한, 메인 반송로(3)에서의 간격 검출부(10)보다 하류측에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 용착기(11)가 배치된다. 용착기(11)는, 본 실시 형태에서는 도 3에 나타낸 제1 프리프레그 컷 시트(P2)의 변(L1)에 대응해, 이것의 길이 방향을 따르도록 주행하는 가열체이다. 이와 같은 용착기(11)는, 제1 프리프레그 컷 시트(P2)의 변(L1)의 내측을 가열해, 제1 프리프레그 컷 시트(P2) 및 그 아래의 프리프레그 원단(P1)의 수지를 용융한 후 고체화시킴으로써, 이들 제1 프리프레그 컷 시트(P2)와 프리프레그 원단(P1)을 용착한다. 한편, 용착기(11)는 간격 검출부(10)와 일체적으로 형성 배치되어도 된다.
용착기(11)보다 하류측에는, 도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이, 송출 장치(송출부)(12)가 배치된다. 송출 장치(12)는 메인 반송로(3)의 상방에 배치되어, 메인 반송로(3)를 주행하는 프리프레그 원단(P1)과 제1 프리프레그 컷 시트(P2)의 적층물 위에, 다른 프리프레그 원단(P3)을 송출하도록 구성된다. 여기에서, 송출 장치(12)로부터 송출되는 프리프레그 원단(P3)도, 상기 인출 장치(2)에 의해 메인 반송로(3) 상으로 인출되는 프리프레그 원단(P1)과 같은 원단이며, 강화 섬유(F)의 배향이 0°인 프리프레그 원단이다.
또한, 송출 장치(12)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 롤 형상의 프리프레그 원단(P3)을 인출하는 인출 장치(12a)와, 인출 장치(12a)에 의해 인출된 롤 형상의 프리프레그 원단(P3)을 메인 반송로(3) 위로 보내는 이송 장치(12b)에 의해 구성된다. 인출 장치(12a)는, 롤 형상으로 감겨진 프리프레그 원단(P3)을 길이 방향으로 인출함과 함께, 일단 상방으로 내보내도록 구성된다.
이송 장치(12b)는, 복수의 롤러(12c)와, 이들 롤러(12c) 가운데 하류측에 배치된 롤러(12c)에 접속해 롤러(12c)를 회전시키는 모터 등의 구동원(미도시)으로 구성된다. 이송 장치(12b)는 인출 장치(12a)로부터 인출되고, 일단 상방으로 송출된 프리프레그 원단(P3)을 복수의 롤러(12c)에 의해 상방에서 하방으로 이송해, 메인 반송로(3)를 주행하는 상기 적층물 위로 내보내도록 구성된다.
또한, 이와 같이 하여 프리프레그 원단(P3)을 상기 적층물 위로 내보낼 때, 송출 장치(12)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 프리프레그 원단(P3)의 양측 가장자리를 적층물에서의 제1 프리프레그 컷 시트(P2)의 절단변(L2, L2) 상에 위치하도록 맞춘다. 이에 따라, 도 3에 나타낸 바와 같이, 프리프레그 원단(P3)이 제1 프리프레그 컷 시트(P2)로부터 튀어나오지 않고 제1 프리프레그 컷 시트(P2) 상에 안착된다.
송출 장치(12)보다 하류측에는, 도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이, 용착기(13)가 배치된다. 용착기(13)는, 상기 용착기(11)와 마찬가지로, 가열체에 의해 형성되고, 최상층이 되는 프리프레그 원단(P3)과 이의 하층이 되는 상기 적층물, 즉 프리프레그 원단(P1)과 제1 프리프레그 컷 시트(P2)의 적층물을 용착해 일체화한다. 본 실시 형태에서는, 도 3에 나타낸 프리프레그 원단(P3)의 폭 방향, 즉 강화 섬유(F)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 가열체를 주행시키고, 프리프레그 원단(P3)과 이것의 하층이 되는 상기 적층물의 수지를 용융한 후 고체화시켜, 이들 프리프레그 원단(P3)과 상기 적층물을 용착한다.
용착기(13)보다 하류측에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제2 프리프레그 컷 시트 형성부(14)가 배치된다. 제2 프리프레그 컷 시트 형성부(14)는, 제1 프리프레그 컷 시트 형성부(5)와 거의 마찬가지로 구성되며, 롤 형상의 프리프레그 원단(P1)을 송출하는 송출 장치(15)와, 송출 장치(15)로부터 송출된 프리프레그 원단(P1)을 주행시키는 서브 반송로(16)와, 서브 반송로(16) 상을 주행해 온 프리프레그 원단(P1)을 미리 설정된 각도로 폭 방향으로 절단하는 절단 장치(17)를 구비한다.
여기에서, 송출 장치(15)로부터 송출되는 프리프레그 원단(P1)은, 제1 프리프레그 컷 시트 형성부(5)에서 이용되는 프리프레그 원단(P1)과 마찬가지로, 강화 섬유(F)의 배향이 0°인 프리프레그 원단이다.
송출 장치(15)는, 제1 프리프레그 컷 시트 형성부(5)의 송출 장치(6)와 마찬가지로 구성되며, 롤 형상의 프리프레그 원단(P1)을 인출하는 인출 장치(15a)와, 인출 장치(15a)에 의해 인출된 롤 형상의 프리프레그 원단(P1)을 서브 반송로(16) 상으로 보내는 이송 장치(15b)에 의해 구성된다. 인출 장치(15a)는 롤 형상으로 감겨진 프리프레그 원단(P1)을 길이 방향으로 인출해 서브 반송로(16) 상으로 내보내도록 구성된다.
이송 장치(15b)는, 상하로 배치된 한 쌍의 롤러(15c, 15c)와, 한 쌍의 롤러(15c, 15c) 중 한쪽 롤러(15c)에 접속해 롤러(15c)를 회전시키는 모터 등의 구동원(15d)으로 구성된다. 이송 장치(15b)도 인출 장치(15a)로부터 인출된 프리프레그 원단(P1)을 한 쌍의 롤러(15c, 15c) 사이에 끼워 지지하고, 구동원(15d)에 의한 롤러(15c)의 회전에 의해 프리프레그 원단(P1)을 끌어들여 서브 반송로(16)의 하류측으로 보내도록 구성된다.
서브 반송로(16)는 메인 반송로(3)의 한쪽 측면, 즉 제1 프리프레그 컷 시트 형성부(5)의 서브 반송로(7)와 같은 쪽에 배치되어, 메인 반송로(3)와 직교하도록 연장되어 배치된다. 서브 반송로(16)도, 프리프레그 원단(P1)의 폭보다 넓은 폭을 갖는 직선 형상(직판 형상)의 부재로, 프리프레그 원단(P1)을 그 상면 위에서 주행시키도록 형성된다. 서브 반송로(16)의 상면도, 프리프레그 원단(P1)을 원활히 주행시킬 수 있도록, 마찰 저항이 작은 평활면으로 형성된다.
절단 장치(17)는, 제1 프리프레그 컷 시트 형성부(5)의 절단 장치(8)와 마찬가지로, 서브 반송로(16) 상을 주행해 온 프리프레그 원단(P1)을 미리 설정된 각도로 폭 방향으로 절단한다. 즉, 절단 장치(17)는, 도 4에 나타낸 커터(8a)와, 커터(8a)를 이동 가능하게 지지하는 지지 바(8b)와, 지지 바(8b)의 양단부를 지지하는 한 쌍의 지지부(8c, 8c)로 구성된다.
단, 제2 프리프레그 컷 시트 형성부(14)의 절단 장치(17)는, 상기 절단 장치(8)가 프리프레그 원단(P1)을 +45°의 각도로 그 폭 방향을 절단해, 도 3에 나타낸 제1 프리프레그 컷 시트(P2)를 형성하고 있는 것과는 달리, 프리프레그 원단(P1)을 -45°의 각도로 그 폭 방향을 절단해, 도 3에 나타낸 제2 프리프레그 컷 시트(P4)를 형성한다.
즉, 절단 장치(17)에서는, 도 4에 나타낸 커터(8a)를 이동 가능하게 지지하는 지지 바(8b)의 방향이 절단 장치(8)와 달리, 도 1에 나타낸 바와 같이, 서브 반송로(16)의 길이 방향에 대해 반대로 45° 기울어져 배치된다. 이에 따라, 절단 장치(17)로 절단되어 형성된 제2 프리프레그 컷 시트(P4)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 그 절단변(L4)이 강화 섬유(F)의 길이 방향에 대해 45° 비스듬하게 형성된다. 즉, 제1 프리프레그 컷 시트(P2)와는 반대 방향으로 45° 기울어져 형성된다.
단, 절단 장치(17)에서도, 상기 절단 장치(8)와 마찬가지로, 프리프레그 원단(P1)에 대한 지지 바의 각도를 임의의 각도로 변경할 수 있으므로, 프리프레그 원단(P1)의 길이 방향(강화 섬유(F)의 길이 방향)에 대한 각도가 변경 가능하게 된다. 따라서, 절단 장치(17)에서도, 예를 들면 프리프레그 원단(P1)의 절단 각도를 「-45°」로 실시하는 대신에, 예를 들면 「-30°」나 「-60°」로 절단하는 것도 가능하게 된다. 한편, 「+45°」로 절단하는 것도 가능하게 된다.
또한, 절단 장치(17)도, 도시하지 않은 제어 장치에 의해, 커터의 구동이 송출 장치(15)의 이송 장치(15b)의 동작에 연동하도록 제어된다. 즉, 이송 장치(15b)에 의한 이송 동작이 일단 정지되고 있는 동안에, 커터가 구동해 프리프레그 원단(P1)이 미리 설정된 각도로 절단되어, 도 3에 나타낸 평행사변형의 제2 프리프레그 컷 시트(P4)가 형성된다. 여기에서, 서브 반송로(16)에도, 상기 서브 반송로(7)와 마찬가지로, 지지 바(8b)보다 하류측에서 절단에 의해 형성된 제2 프리프레그 컷 시트(P4)가 지지되는 위치에, 제2 프리프레그 컷 시트(P4)가 부상함으로써 생기는 위치의 어긋남을 방지하기 위해, 흡인공 등으로 이루어지는 부상 방지 수단이 마련된다.
또한, 커터의 구동이 정지하면, 후술하는 이송·안착 핸드(18)에 의해 제2 프리프레그 컷 시트(P4)가 피킹된다. 그 후, 이송 장치(15b)에 의해 다시 프리프레그 원단(P1)이 송출된다. 이때, 커터로 절단하는 간격을 도 3에 변(L3)으로 나타내면, 이 변(L3)의 길이가 프리프레그 원단(P1)의 폭의 √2배의 길이가 되도록, 이송 장치(15b) 및 커터의 구동이 제어된다.
도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이, 이와 같은 절단 장치(17)의 하류측, 즉 서브 반송로(16)의 메인 반송로(3)측에는, 제2 프리프레그 컷 시트 형성부(14)에서 형성한 프리프레그 시트, 즉 절단 장치(17)에서 절단한 도 3에 나타낸 제2 프리프레그 컷 시트(P4)를, 메인 반송로(3) 상을 주행하는 적층물 위로 이송하는 이송·안착 핸드(18)가 마련된다.
이송·안착 핸드(18)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 이송·안착 핸드(9)와 같은 구성을 갖고, 제2 프리프레그 컷 시트(P4)를 흡인 지지하는 지지부(18a)와, 지지부(18a)를 수평면상에서 회전시켜, 제2 프리프레그 컷 시트(P4)의 강화 섬유(F)의 섬유 방향(배향 방향)을 미리 설정된 방향으로 하는 회전부(18b)를 구비한다. 지지부(18a)는, 감압 흡인에 의해 제2 프리프레그 컷 시트(P4)를 흡착·탈착 가능하게 지지하도록 구성된다. 회전부(18b)는 로보트 아암에 의해 형성되어, 지지부(18a)를 수평 방향으로 회전시킴과 동시에, 지지부(18a)를 승강시키도록 구성된다.
이와 같은 구성을 갖는 이송·안착 핸드(18)는, 절단 장치(17)에서 절단된 평행사변형의 제2 프리프레그 컷 시트(P4)를 지지부(18a)에 의해 지지하고, 지지된 제2 프리프레그 컷 시트(P4)를 회전부(18b)에 의해 메인 반송로(3) 상으로 이동시킨 후, 지지부(18a)로부터 탈착시킴으로써 제2 프리프레그 컷 시트(P4)를 프리프레그 원단(P3)(적층물) 상에 안착시킨다. 이때, 지지부(18a)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제2 프리프레그 컷 시트(P4)의 강화 섬유(F)의 섬유 방향(배향 방향)이 미리 설정된 방향이 되도록, 즉 프리프레그 원단(P1)이나 제1 프리프레그 컷 시트(P2), 프리프레그 원단(P3)의 강화 섬유(F)의 섬유 방향(배향 방향)과는 다른 각도인 -45°가 되도록, 제2 프리프레그 컷 시트(P4)를 프리프레그 원단(P3)(적층물) 상에 안착시킨다.
또한, 이와 같이 하여 제2 프리프레그 컷 시트(P4)를 안착시킬 때, 제2 프리프레그 컷 시트(P4)의 절단변(L4, L4)이 각각 프리프레그 원단(P3)의 측단 가장자리 위에 위치하도록 맞춰진다. 이에 따라, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제2 프리프레그 컷 시트(P4)가 프리프레그 원단(P3)으로부터 튀어나오지 않고 프리프레그 원단(P3) 상에 안착된다.
이와 같은 제2 프리프레그 컷 시트 형성부(14)와 이송·안착 핸드(18)가, 제2 프리프레그 컷 시트(P4)의 형성 및 형성한 제2 프리프레그 컷 시트(P4)의 이송·안착을 연속적으로 실시함으로써, 메인 반송로(3) 상을 주행하는 적층물에 대해 제2 프리프레그 컷 시트(P4)가 간격이 없으면서도 중첩되지 않게 연속되는 상태로 배치(안착)된다.
여기에서, 제1 프리프레그 컷 시트 형성부(5), 이송·안착 핸드(9), 송출 장치(12) 등을 거쳐 이송·안착 핸드(18) 근방까지 주행하는 적층물의 주행 속도와 서브 반송로(16)를 거쳐 이송·안착 핸드(18)에 의해 적층물 상에 안착되는 제2 프리프레그 컷 시트(P4)의 이송·안착 속도가 상이하게 되어, 그 타이밍이 어긋나는 경우도 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는 용착기(13)와 이송·안착 핸드(18) 근방의 사이에, 예를 들면 적층물을 휘게 함으로써 상기 타이밍의 어긋남을 없애고, 타이밍을 맞추는 어큐물레이트부(미도시)가 마련된다. 이에 따라, 적층물이 주행해 오는 타이밍에, 이송·안착 핸드(18)에 의해 제2 프리프레그 컷 시트(P4)를 안착시키는 타이밍을 맞출 수 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 메인 반송로(3)에서의 서브 반송로(16)보다 조금 하류측에는, 간격 검출부(19)가 배치된다. 간격 검출부(19)는, 간격 검출부(10)와 마찬가지로, 시트의 단차를 검출하는 2차원 레이저 변위 센서나 CCD 카메라 등으로 이루어지는 화상 센서에 의해 형성되고, 프리프레그 원단(P3)(적층물) 상에 안착된 선행하는 제2 프리프레그 컷 시트(P4)와 후속하는 제2 프리프레그 컷 시트(P4) 사이의 간격을 검출한다.
이 간격 검출부(19)도, 전후의 제2 프리프레그 컷 시트(P4), 제2 프리프레그 컷 시트(P4) 사이의 간격이 미리 설정된 범위(예를 들면, 수 밀리미터 이하)인지 여부, 또는 이들의 중첩 여부를 검출해, 간격이 미리 설정된 범위보다 넓은 경우나, 전후의 제2 프리프레그 컷 시트(P4), 제2 프리프레그 컷 시트(P4)가 중첩된 경우에, 도시하지 않은 제어부를 통해 이송·안착 핸드(18)를 다시 구동시켜, 제2 프리프레그 컷 시트(P4)를 다시 놓는다. 따라서, 전후에 위치하는 제2 프리프레그 컷 시트(P4), 제2 프리프레그 컷 시트(P4)는, 최종적으로 중첩되지 않고 미리 설정된 범위로 조정된 간격으로 전후로 연속되어 배치된다.
또한, 메인 반송로(3)에서의 간격 검출부(19)보다 하류측에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 용착기(20)가 배치된다. 용착기(20)는, 상기 용착기(11)와 거의 같은 구성을 갖고, 도 3에 나타낸 제2 프리프레그 컷 시트(P4)의 변(L3)에 대응해, 이것의 길이 방향에 따르도록 주행하는 가열체이다. 이와 같은 용착기(20)는, 제2 프리프레그 컷 시트(P4)의 변(L3)의 내측을 가열해, 제2 프리프레그 컷 시트(P4) 및 그 아래의 프리프레그 원단(P3)과 더 아래의 제1 프리프레그 컷 시트(P2), 프리프레그 원단(P1)의 수지를 용융한 후 고체화시킴으로써, 이들의 사이를 용착해 일체화한다. 한편, 용착기(20)는 간격 검출부(19)와 일체적으로 형성되어도 된다.
용착기(20)보다 하류측에는, 도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이, 용착기(용착부)(21)가 배치된다. 용착기(21)는, 상기 용착기(13)와 마찬가지로 가열체에 의해 형성되고, 용착기(20)에서 용착되어 일체화된 적층물, 즉 최상층의 제2 프리프레그 컷 시트(P4)와 이것의 하층이 되는 적층물을 다시 용착한다. 이때, 용착기(21)는, 도 3에 나타낸 제2 프리프레그 컷 시트(P4)의 폭 방향, 즉 절단변(L4)과 직교하는 방향으로 가열체를 주행시켜, 제2 프리프레그 컷 시트(P4)와 이것의 하층이 되는 상기 적층물의 수지를 용융한 후 고체화시킴으로써, 이들 제2 프리프레그 컷 시트(P4)와 상기 적층물을 용착한다. 즉, 용착기(20)와는 다른 각도에서 용착함으로써, 얻어지는 적층물을 보다 강고하게 일체화한다. 이에 따라, 도 3에 나타낸 바와 같이, 프리프레그 시트 적층물(P5)을 형성한다.
이와 같이 하여 형성된 프리프레그 시트 적층물(P5)은, 전술한 바와 같이 이송 장치(4)로 끌어들여져 메인 반송로(3)의 하류측으로 주행하게 된다.
이송 장치(4)의 하류측에는, 도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이, 절단부(22)가 배치된다.
절단부(22)는, 상기 절단 장치(8), 절단 장치(17)와 마찬가지로 커터를 갖고, 프리프레그 시트 적층물(P5)을 그 폭 방향, 즉 도 3에 나타낸 프리프레그 원단(P1), 프리프레그 원단(P3)의 강화 섬유(F)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 절단해, 도 1에 나타낸 바와 같이, 직사각 형상의 프리프레그 시트 적층체(P6)를 형성한다.
이와 같이 하여 형성된 프리프레그 시트 적층체(P6)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 메인 반송로(3)의 하류측에 배치된 수용상자(23)에 순차적으로 수용된 후, 다음 공정으로 제공된다. 다음 공정에서는, 프리프레그 시트 적층체(P6)가 원하는 형상으로 절단되고, 얻어진 프리프레그 시트 적층체(P6)의 형상물의 복수 매가 더욱 중첩됨으로써 원하는 3차원 형상으로 형성된다.
자동차나 항공기 등을 구성하는 각종 부재에는, 예를 들면 좌우에 배치되기 위해 면대칭으로 형성되는 부재가 있다. 이와 같은 면대칭이 되는 부재를 제조하는 경우에는, 그 강도도 면대칭성을 가질 필요가 있다. 따라서, 프리프레그 시트 적층물을 구성하는 프리프레그 시트의 강화 섬유의 섬유 방향(배향 방향)도, 좌우의 부재에서 면대칭으로 할 필요가 있다.
구체적으로는, 도 3에 나타낸 프리프레그 시트 적층물(P5)로부터 형성되는 프리프레그 시트 적층체(P6)에 대해 면대칭성을 부여하기 위해, 도 3에 나타낸 프리프레그 시트 적층물(P5)에서의 제1 프리프레그 컷 시트(P2)와 제2 프리프레그 컷 시트(P4)를 바꾸어 프리프레그 시트 적층체를 제조한다.
즉, 도 1에 나타낸 제1 프리프레그 컷 시트 형성부(5)에서의 절단 장치(8)의 지지 바(8b)의 각도를, 제2 프리프레그 컷 시트 형성부(14)에서의 절단 장치(17)의 지지 바(8b)의 각도가 되도록 변경하고, 반대로 제2 프리프레그 컷 시트 형성부(14)에서의 절단 장치(17)의 지지 바(8b)의 각도를, 제1 프리프레그 컷 시트 형성부(5)에서의 절단 장치(8)의 지지 바(8b)의 각도가 되도록 변경한다. 이에 따라, 도 3에 나타낸 프리프레그 시트 적층물(P5)에서의 제1 프리프레그 컷 시트(P2)와 제2 프리프레그 컷 시트(P4)를 쉽게 바꿀 수 있다. 따라서, 프리프레그 시트 적층물(P5)로 형성되는 프리프레그 시트 적층체(P6)에 대해, 강도면에서 면대칭성을 갖는 프리프레그 시트 적층체를, 같은 프리프레그 시트 적층 장치(1)에 의해 쉽게 제조할 수 있다.
본 실시 형태의 프리프레그 시트 적층 장치(1)는, 프리프레그 컷 시트 형성부(5)(프리프레그 컷 시트 형성부(14))에서 형성한 제1 프리프레그 컷 시트(P2)(제2 프리프레그 컷 시트(P4))를, 메인 반송로(3) 상을 주행하는 프리프레그 원단(P1)(프리프레그 원단(P3)) 상에 이송함과 함께, 그 강화 섬유(F)의 섬유 방향(배향 방향)이 미리 설정된 방향이 되도록 하여, 프리프레그 원단(P1)(프리프레그 원단(P3)) 상에 안착시키는 이송·안착 핸드(9)(이송·안착 핸드(18))를 구비한다. 이 때문에, 프리프레그 원단(P1)(프리프레그 원단(P3))과 그 위에 안착된 제1 프리프레그 컷 시트(P2)(제2 프리프레그 컷 시트(P4))에 의해, 섬유 방향이 다른 프리프레그 시트를 적층한 프리프레그 시트 적층체(P6)를 얻을 수 있다. 따라서, 프리프레그 시트 적층체(P6)를 쉽게 제조할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 프리프레그 시트 적층 장치(1)는, 용착기(용착부)(21) 등에 의해 용착된 프리프레그 원단(P1)(프리프레그 원단(P3))과 제1 프리프레그 컷 시트(P2)(제2 프리프레그 컷 시트(P4))의 적층물(적층체)을 절단해, 프리프레그 시트 적층체(P6)를 얻는 절단부(22)를 구비한다. 이 때문에, 프리프레그 시트 적층체(P6)를 쉽게 또한 연속적으로 제조할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 프리프레그 시트 적층 장치(1)는, 메인 반송로(3)를 주행하는 프리프레그 원단(P1) 위에, 다른 프리프레그 원단(P3)을 송출해 프리프레그 원단(P3)도 메인 반송로(3)를 주행시키는 송출 장치(송출부)(12)를 구비한다. 이 때문에, 프리프레그 원단(P1) 위에 다른 프리프레그 원단(P3)을 쉽게 적층할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 프리프레그 시트 적층 장치(1)는, 제1 프리프레그 컷 시트 형성부(5)와 제2 프리프레그 컷 시트 형성부(14)를 구비함과 함께, 이들 제1 프리프레그 컷 시트 형성부(5), 제2 프리프레그 컷 시트 형성부(14)에 각각 대응해 이송·안착 핸드(9), 이송·안착 핸드(18)를 구비한다. 이 때문에, 프리프레그 원단(P1)(프리프레그 원단(P3))에 대해 강화 섬유(F)의 배향이 다른 2층의 프리프레그 컷 시트를 배치할 수 있다. 따라서, 형성하는 프리프레그 시트 적층체(P6)의 구성의 자유도를 높일 수 있다.
또한, 이송·안착 핸드(9), 이송·안착 핸드(18)는, 한쪽 이송·안착 핸드(9)가 프리프레그 원단(P1) 상에 제1 프리프레그 컷 시트(P2)를 안착시킬 때의 제1 프리프레그 컷 시트(P2)의 강화 섬유(F)의 섬유 방향(배향 방향)과, 다른 쪽 이송·안착 핸드(18)가 프리프레그 원단(P3) 상에 제2 프리프레그 컷 시트(P4)를 안착시킬 때의 제2 프리프레그 컷 시트(P4)의 강화 섬유(F)의 섬유 방향(배향 방향)이 서로 다르게 구성된다. 이 때문에, 형성하는 프리프레그 시트 적층체(P6)의 구성의 자유도를 보다 높일 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되지 않고, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변경이 가능하다.
예를 들면, 상기 실시 형태에서는 제조하는 프리프레그 시트 적층체로서 4층 구조의 적층체를 제조하는 장치에 대해 설명했지만, 복수 층의 적층체라면 3층 이하의 적층체나 5층 이상의 적층체를 제조하는 장치에 본 발명을 적용할 수 있다.
구체적으로는, 프리프레그 컷 시트 형성부를 1개로 줄여도 되고, 3개 이상으로 늘려도 된다. 마찬가지로, 프리프레그 원단을 최하층의 프리프레그 원단(P1) 상으로 송출하는 송출 장치(12)를 없애도 되고, 2개 이상으로 늘려도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 특히 제1 프리프레그 컷 시트(P2)나 제2 프리프레그 컷 시트(P4)의 강화 섬유(F)의 배향 각도를 +45° 혹은 -45°로 했지만, 절단 장치(8), 절단 장치(17)의 지지 바의 각도를 조정함으로써, 예를 들면 +30°(-30°)나 +60°(-60°) 등으로 해도 된다.
또한, 용착기(용착부)의 수나 그 메인 반송로(3) 상에서의 위치 등에 대해서도, 프리프레그 컷 시트 형성부의 수 등에 따라 적절하게 변경 가능하다.
〈산업상의 이용 가능성〉
섬유 방향이 다른 프리프레그 시트를 적층한 프리프레그 시트 적층체를 쉽게 제조 가능한 프리프레그 시트 적층 장치를 제공할 수 있다.
1 프리프레그 시트 적층 장치
3 메인 반송로
4 이송 장치
5 제1 프리프레그 컷 시트 형성부
6, 15 송출 장치
7, 16 서브 반송로
8, 17 절단 장치
8a 커터
8b 지지 바
9, 18 이송·안착 핸드
12 송출 장치(송출부)
13, 21 용착기(용착부)
14 제2 프리프레그 컷 시트 형성부
22 절단부
F 강화 섬유
P1, P3 프리프레그 원단
P2 제1 프리프레그 컷 시트
P4 제2 프리프레그 컷 시트
P5 프리프레그 시트 적층물
P6 프리프레그 시트 적층체

Claims (9)

  1. 한 방향으로 배향된 섬유를 갖는 프리프레그 시트가 복수 매 적층됨과 함께, 적어도 한 층의 프리프레그 시트가 다른 층의 프리프레그 시트와 섬유 방향이 다르게 적층되는 프리프레그 시트 적층체를 제조하는 프리프레그 시트 적층 장치로서,
    섬유 방향이 기준 방향으로 배향된 프리프레그 원단을 주행시키는 메인 반송로와,
    섬유 방향이 기준 방향으로 배향된 프리프레그 원단을, 미리 설정된 각도로 폭 방향으로 절단해 프리프레그 컷 시트를 형성하는 프리프레그 컷 시트 형성부와,
    상기 프리프레그 컷 시트 형성부에서 형성한 프리프레그 컷 시트를, 상기 메인 반송로 상을 주행하는 프리프레그 원단 상으로 이송함과 함께, 그 섬유 방향이 미리 설정된 방향이 되도록, 상기 프리프레그 원단 상에 안착시키는 이송·안착 핸드와,
    상기 프리프레그 원단과 이것에 안착된 상기 프리프레그 컷 시트를 용착하는 용착부를 구비하는 프리프레그 시트 적층 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용착부에 의해 용착된 상기 프리프레그 원단과 상기 프리프레그 컷 시트의 적층체를 절단해, 프리프레그 시트 적층체를 얻는 절단부를 구비하는 프리프레그 시트 적층 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메인 반송로를 주행하는 상기 프리프레그 원단 위에, 다른 프리프레그 원단을 송출하고, 상기 다른 프리프레그 원단도 상기 메인 반송로를 주행시키는 송출부를 구비하는 프리프레그 시트 적층 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 메인 반송로를 주행하는 상기 프리프레그 원단 위에, 다른 프리프레그 원단을 송출하고, 상기 다른 프리프레그 원단도 상기 메인 반송로를 주행시키는 송출부를 구비하는 프리프레그 시트 적층 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프리프레그 컷 시트 형성부를 복수 개 구비함과 함께, 프리프레그 컷 시트 형성부의 각각에 대응하는 상기 이송·안착 핸드를 복수 개 구비하는 프리프레그 시트 적층 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 프리프레그 컷 시트 형성부를 복수 개 구비함과 함께, 프리프레그 컷 시트 형성부의 각각에 대응하는 상기 이송·안착 핸드를 복수 개 구비하는 프리프레그 시트 적층 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 프리프레그 컷 시트 형성부를 복수 개 구비함과 함께, 프리프레그 컷 시트 형성부의 각각에 대응하는 상기 이송·안착 핸드를 복수 개 구비하는 프리프레그 시트 적층 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 프리프레그 컷 시트 형성부를 복수 개 구비함과 함께, 프리프레그 컷 시트 형성부의 각각에 대응하는 상기 이송·안착 핸드를 복수 개 구비하는 프리프레그 시트 적층 장치.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 이송·안착 핸드는, 하나의 이송·안착 핸드가 상기 프리프레그 원단 상에 상기 프리프레그 컷 시트를 안착시킬 때의 프리프레그 컷 시트의 섬유 방향과, 다른 하나의 이송·안착 핸드가 상기 프리프레그 원단 상에 상기 프리프레그 컷 시트를 안착시킬 때의 프리프레그 컷 시트의 섬유 방향이 서로 다르게 구성되어 있는 프리프레그 시트 적층 장치.
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