KR20160115980A - 테이프 적층 장치 및 적층판 구성 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적층판(90)을 구성하고 압밀하기 위한 방법 및 관련된 테이프 적층 장치(1)에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법은 하기 단계들, 즉 a) 결합제 물질 및/또는 기질 물질을 포함하는 적층될 테이프(93)를 적층 유닛(20)으로 공급하는 단계; b) 서로 나란히 적층된 테이프(93)가 테이프 구조(91)의 테이프 층(92)을 한정하는 조건으로, 적층 유닛(20)을 이용하여, 공급된 테이프(93)를 적층하는 단계; 및 c) 제어하는 단계로서, - 이미 적층된 테이프 구조(91) 및 이 테이프 구조 상에 적층될 테이프(93)를 여기 유닛(50)으로 이동시키고, 및/또는 그 반대 방향으로 이동시키고, - 이미 적층되어 여기 유닛(50)으로 이동된 테이프 구조(91) 및 이 테이프 구조 상에 적층될 테이프(93)의 상호 간 경계 인접을 위해 제공된 접합 구역들(95)의 오직 표면들(96)에서만 결합제 물질 및/또는 기질 물질을 동시에 가소화하고, - 적층 유닛(20)을 이용하여, 이미 적층되어 오직 표면에서만 여기된 테이프 구조(91) 상에 오직 표면에서만 여기된 테이프(93)를 적층함으로써 테이프 구조 및 테이프의 접합 구역들(95)이 서로 경계 인접하게 하고, - 적층된 테이프(93) 및 이미 적층되어 상기 테이프(93)를 지지하는 테이프 구조(91)의 서로 경계 인접하는 접합 구역들(95)의 오직 표면들(96)에서만 가소화된 결합제 물질 및/또는 기질 물질을 동시에 결속시키는 것을 통해, 압밀된 적층판(90)의 수득을 제어하는 상기 단계를; 포함한다.
Description
본 발명은 테이프 적층 장치뿐만 아니라, 테이프 적층 장치를 이용하여 예컨대 자동차 부품들을 위한 적층판을 구성하고 압밀하기 위한 방법에도 관한 것이며, 상기 테이프 적층 장치는 적어도
a) 결합제 물질 및/또는 기질 물질을 포함하는 적층될 테이프(93)를 적층 유닛(20)으로 공급하기 위한 공급 유닛(10)과;
b) 서로 나란히 적층된 테이프(93)가 테이프 구조(91)의 하나의 테이프 층(92)을 한정하는 조건으로, 공급된 테이프(93)를 적층하기 위한 적층 유닛(20)과;
c) 제어 유닛(30)으로서,
- 이미 적층된 테이프 구조(91) 및 이 테이프 구조 상에 적층될 테이프(93)를 여기 유닛(50)(excitation unit)으로 이동시키고, 및/또는 그 반대로 이동시키기 위한 가이드 유닛(40),
- 이미 적층되어 여기 유닛(50)으로 이동된 테이프 구조(91) 및 이 테이프 구조 상에 적층될 테이프(93)의 상호 간 경계 인접을 위해 제공된 접합 구역들(95)(joining zone)의 오직 표면들(96)에서만 결합제 물질 및/또는 기질 물질을 동시에 가소화하기 위한 여기 유닛(50),
- 적층 유닛(20)을 이용하여, 이미 적층되어 오직 표면에서만 여기된 테이프 구조(91) 상에 오직 표면에서만 여기된 테이프(93)를 적층함으로써 테이프 및 테이프 구조의 접합 구역들(95)이 서로 경계 인접하게 하는 적층 유닛(20), 및
- 적층된 테이프(93) 및 이미 적층되어 상기 테이프(93)를 지지하는 테이프 구조(91)의 서로 경계 인접하는 접합 구역들(95)의 오직 표면들(96)에서만 가소화된 결합제 물질 및/또는 기질 물질을 동시에 결속시키기 위한 압밀 유닛(60)에 의해
압밀된 적층판(90)의 수득(obtaining)을 제어하기 위한 상기 제어 유닛(30)을; 포함한다.
섬유 복합재료의 적용들은 지난 수십 년간, 특히 금속 재료들에 대한 저렴한 대안으로서 볼 수 있는 경우, 설계 자유도 및 맞춤형 제제 가능성의 장점들과 더불어 점점 더 증가해 왔다. 특히 CFRP(탄소섬유 강화 플라스틱) 재료는 극도로 높은 경량 구조 가능성을 가지며, 그와 동시에 상기 재료는 높은 강도 및 매우 높은 구조 강성을 특징으로 한다. 높은 강도 및 매우 높은 구조 강성은 예컨대 자동차 산업에서 중요한 기준이다.
그러므로 섬유 복합 재료의 가공을 위한 생산 설비에 대한 오늘날의 개발 활동은 순수한 기계 개발에서부터 즉시 사용할 수 있는 생산 시스템에 이른다. 순수한 기계 개발은 보통 프리폼(preform) 제조 유닛, 프레스 유닛과 경우에 따른 사출 유닛뿐만 아니라 재가공 유닛을 포함하며, 생산 시스템은 프리폼 취급, 몰드 세척, 부품 인출 등을 위한 상응하는 자동화를 포함한다.
프리폼의 자동화 가능한 제조는 결정적으로 재현 가능한 안정된 부품 품질을 달성하는 효율적인 대량 생산의 실현을 위해 연속 섬유 강화형 섬유 복합재료 부품의 제조 공정에서 핵심 기술이다. 또한, 임계 하중 구역을 추가로 강화하기 위해 특히 탄소섬유 반제품으로 압축되는 이른바 하이브리드 부품, 다시 말하면 압축 성형된 박판들의 경우에서도, 충분한 생산성이 달성되어야 할 때 모든 생산 유닛은 설비 및 제어 기술의 측면에서 통합되어야 한다.
연속 섬유 강화형 부품들의 제조를 위해, 오늘날에는, 주로, 섬유 편물, 섬유 편포, 섬유 편물포 또는 섬유 매트처럼 결합제(용융 접착제)로 습윤화되고, 및/또는 기질로 부분적으로 또는 완전하게 함침되는 방적사(spun yarn) 및/또는 평판 시트(flat sheet)(이른바 프리프레그)와 같은 직물 섬유 반제품이 사용된다. 섬유 강화 플라스틱의 기질은, 내구성이 강한 섬유들을 매립하고(지지 기능) 섬유들의 틈을 완전하게 채우는(차단 기능) 과제를 갖는다.
결합제 물질 및/또는 기질 물질에는 원칙상 열가소성 수지 또는 열경화성 ㅅ수지와, 경우에 따라, 탄성 중합체와 같은 탄성을 부여하는 추가 성분들의 그룹으로 이루어진 재료들이 사용될 수 있으며, 이 재료들은 강도, 최대 연신율, 작용 온도, 가공 속도 및 내약품성에서 서로 구별된다. 열경화성 수지 성형 화합물은 온도 작용에 의해 가소화되고 이 순간에 성형될 수 있으며 그런 다음 소정 압력 및 온도 조건에서 비가역적인 방식으로 경화된다. 열가소성 수지과는 달리, 탄성 중합체 및 (듀로머라고도 하는) 열경화성 수지는 가공 후에, 다시 말하면 사용할 준비가 된 상태에서, 다소 강하게 가교 결합되어 대개는 용융 및 용해될 수 없는 거대 분자들로 구성된다.
표준 형식의 롤(roll) 또는 판 제품(plate product)으로서 제공되는 상기 반제품들로부터는, 대개 성형된 부품을 전체적으로 라이닝하는 재단품들(cutting)이 제조된다. 재단품들의 절단 동안, 부품 기하구조에 따라서, 가공될 수 없고 이 공정의 효율을 현저하게 악화시키는 유의적인 절단 조각(cut scrap)이 발생한다.
자원 효율성의 향상을 위해, 연속 섬유 강화 부품들은 섬유 적층 방법을 통해, 또는 테이프 적층 방법으로서도 공지된 방법을 통해 절단 조각이 훨씬 더 적거나, 또는 절단 조각이 발생하지 않는 방식으로 제조될 수 있다. 특히 열가소성 수지 연속 섬유 테이프의 사용은 매우 매력적인 공정 변형예로서 입증되고 있다. 여기서, 특히, 적층판의 구성을 위해 흔히 테이프로서 존재하는 섬유 복합재료의 적층은 특별한 도전이다.
"테이프"는, 본 발명과 관련하여, 바람직하게는 테이프 적층 장치를 이용한 적층을 위해 적합한 모든 유형의 스트립(strip)형 프리프레그 재료, 예컨대 30 내지 150㎜ 폭의 프리프레그 스트립 재료를 의미한다. "프리프레그 재료"는 본원에서 결합제로 습윤화되고, 및/또는 기질, 예컨대 열경화성 수지 기질 또는 열가소성 수지 기질로 부분적으로 또는 완전하게 함침되는, 특히 사전 함침되는 방적사[로빙(Roving)], 섬유 편물포 및/또는 섬유 편물을 의미한다.
"섬유"는 특히 탄소 섬유이기는 하지만, 그러나 동일한 방식으로 유리 섬유 또는 다른 섬유, 특히 합성 섬유에도 적용될 수 있다.
테이프는 지지 재료 상에, 특히 지지 필름 또는 지지 종이 상에 배치되어, 적층판의 구성을 위한 테이프의 적층 동안 지지 재료로부터 분리되며, 지지 재료는 테이프 적층 장치의 적합한 유닛에 의해 제거되며, 예컨대 권취된다. 그러나 바람직하게는 더 이상 지지 재료들을 요구하지 않는 테이프들도 사용될 수 있다.
테이프들의 가공을 위해, 보빈(bobbin) 또는 롤로부터 테이프들을 인출하여 해당 길이로 절단하여 적층 테이블 또는 이미 적층 테이블에 위치하고 적층된 테이프 구조 상에 적층하는 것은 공지되어 있다. 테이프 스트립의 적층과 더불어, 테이프 스트립은 복수의 초음파 용접 헤드를 통해 점 형태로 그 아래에 위치하는 테이프 층과 결합된다. 이 경우, 용접 점은, 항상, 포개져 있는 2개의 테이프 층 사이의 접합선만을 결합한다. 그에 따라, 결과적으로 복잡하게 적층된 섬유 테이프 구조는 점 형태로 서로 결합된다. 이 결합은 테이블로부터 테이프 구조를 들어올리고 예컨대 진공 그리핑 시스템들(vacuum gripping system)로 이송하기에 충분하다. 그러나 느슨한 결합에 의해서는, 예컨대 적외선(IR) 가열 필드에서 테이프 구조를 균일하게 가열하여 하나의 부품으로 성형할 수 없다. 이 경우, 개별 테이프들은 분리되고 신뢰성 있게 성형되지 않는다.
적층되고 점 형태로 고정된 테이프 구조들의 가공 시 공지된 종래 기술은 프레스에서 압밀하는 것이다. 이 경우, 테이프들이 열가소성 플라스틱 기질인 것에 한해, 전체 구조는 우선 용융 또는 유동 온도로 가열되어야 하고 그런 다음 평면 가압력이 가해지는 조건에서 다시 냉각되어야 한다. 이를 위해, 에너지 비용은 매우 높고, 그 결과 전체 방법을 비경제적이게 한다. 또한, 전체 구조를 완전하게 용융하는 것을 통해, 재료가 프레스 평면에서 바깥쪽을 향해 압착되는 의도치 않는 유동 과정들이 발생할 수 있다. 이는 상대적으로 더 낮은 부품 강도를 초래하는 섬유 배향의 심각한 변위를 야기한다.
그러므로 테이프의 가공, 또는 테이프 적층 방법의 실시를 위해, 오늘날에는, 테이프를 구조화하여 적층할 수 있는 자동 장치들 역시도 다양하게 사용된다. 특히 본원에서 예컨대 이른바 섬유 배치 시스템(fiber placement system)도 의미하는 이른바 테이프 적층 장치들이 공지되어 있다.
자동화된 적층 공정 동안, 적층될 테이프는, 적층 헤드에 의해, 각각 사용되는 테이프 적층 장치의 유형에 따라서, 예컨대 슬라이딩 블록 또는 압착 롤러를 통해, 이미 적층되어 있는 테이프 구조 상에 비교적 낮고 국소적으로만 매우 짧은 압력으로 압착되며, 그럼으로써 적층될 테이프는 연속적으로, 다시 말하면 단계별로만 또는 잇따라, 이미 적층된 테이프 구조와 약간 접착되거나 용접된다. 그러나 이를 위해, 적층될 테이프 또는 이미 적층된 테이프 구조 내에 결합제 시스템 및/또는 기질 시스템의 적합한 접착성 또는 용접성이 요구된다.
듀로머 결합제 시스템 및/또는 기질 시스템을 포함한 테이프의 가공 동안, 접착성은 적당한 가열에 의해 증가될 수 있다. 따라서 예컨대 열적 대류에 의해 적층될 테이프의 가열을 야기하는 따뜻한 공기 흐름이 적층될 테이프를 스쳐 지나가게 하는 것도 공지되어 있다. 그러나 전술한 가열은 따뜻한 공기 흐름에 의해 낮은 열 전달 특성만을 가지며 적층될 테이프의 낮은 가열 속도를 야기함으로써, 소정 적층 속도가 달성될 수 없는 것으로 나타났다. 또한, 열가소성 수지 결합제 시스템 및/또는 기질 시스템을 포함한 테이프들을 표면 가까이에서 가열하기 위해서는 온풍의 사용은 적합하지 않다.
상기 기술은 예컨대 WO 2009/130087 A1에서 바람직하게는 열가소성 테이프들도 적층할 수 있도록 추가 개발되었다. 이 경우, 적층 헤드 상에는, 초음파, 유도 및/또는 적외선에 사용되는 여기 유닛이 장착되며, 이 여기 유닛은 예컨대 보빈 또는 롤로부터 인출 중에 적층될 테이프를 부동상태(floating)에서 적층 시점 직전에 국소적으로 테이프의 두께에 걸쳐 가열하며, 그런 다음 국소적으로 그 두께에 걸쳐 가열된 테이프는, 가요성 적층 롤(flexible laying roll)을 통해, 이미 적층된 테이프 구조 상에 부동상태에서 압착됨으로써 연속적으로 서로 결합된다.
그러나 상기 적층 공정도 마찬가지로 오직 국소적으로만 제한되어 작용하는 그 구성으로 인해 그 적층 속도와 관련하여 제한되고, 그로 인해 특히 양산 가능한 대면적의 적용을 위해서는 적합하지 않다.
또한, 대면적의 적용의 압밀 동안, 공정으로 인해 그 두께에 걸쳐 가열된 테이프 때문에, 적층될 테이프에서뿐만 아니라 최상위 테이프 층 또는 이미 적층된 테이프 구조에서 의도치 않은 유동 과정들 및 섬유 변위들이 발생할 수 있다. 이는 전체 테이프 구조에서 부품 변형(component distortion) 및 물리적 부품 특성들의 분명한 악화를 초래할 수 있는 고유 응력을 야기한다.
끝으로 진보적인 복합 구조(composite structure)의 제조를 위한 방법 및 장치를 공개하고 있는 EP 1 315 613 B1이 참조되며, 상기 방법은
- 기질 재료가 섬유들의 제 1 그룹과 결합되는 조건으로 제 1 각도에서 컨베이어 벨트를 이용하여 섬유들의 제 1 그룹을 적층하고 결합하는 단계와;
- 기질 재료가 섬유들의 제 2 그룹과 결합되는 조건으로 제 2 각도에서 컨베이어 벨트를 이용하여 섬유들의 제 2 그룹을 적층하고 결합하는 단계를; 포함하며,
- 제 1 각도는 제 2 각도와 다르고,
- 섬유들의 제 1 그룹은 간헐적으로 적층되며,
- 섬유들의 제 2 그룹도, 복합 재료 부분 내에 절단 부분들을 제공할 수 있도록 하기 위해 간헐적으로 적층된다.
본 발명의 과제는, 전술한 단점들을 방지하는 개선된 테이프 적층 장치, 그리고 테이프 적층 장치를 이용하여 예컨대 자동차 부품들을 위한 적층판을 구성하고 압밀하기 위한 개선된 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는, 본 발명에 따라서, 청구항 제 1 항의 특징들을 갖는, 적층판의 구성을 위한 방법뿐만 아니라, 특허 청구항 제 7 항의 특징들을 갖는, 적층판의 구성을 위한 방법을 실시하기 위한 테이프 적층 장치에 의해 해결된다.
테이프 적층 장치를 이용하여 예컨대 자동차 부품을 위한 적층판을 구성하고 압밀하기 위한 본 발명에 따른 방법은
a) 결합제 물질 및/또는 기질 물질을 포함하는 적층될 테이프를 적층 유닛으로 공급하는 단계;
b) 서로 나란히 적층된 테이프가 테이프 구조의 하나의 테이프 층을 한정하는 조건으로 적층 유닛을 이용하여 공급된 테이프를 적층하는 단계; 및
c) 제어하는 단계로서,
- 이미 적층된 테이프 구조 및 이 테이프 구조 상에 적층될 테이프를 여기 유닛으로 이동시키고, 및/또는 그 반대로 이동시키고,
- 이미 적층되어 여기 유닛으로 이동된 테이프 구조 및 이 테이프 구조 상에 적층될 테이프의 상호 간 경계 인접을 위해 제공된 접합 구역들의 오직 표면들에서만 결합제 물질 및/또는 기질 물질을 동시에 가소화하고,
- 적층 유닛을 이용하여, 이미 적층되어 오직 표면에서만 여기된 테이프 구조 상에 오직 표면에서만 여기된 테이프를 적층함으로써 테이프 구조 및 테이프의 접합 구역들이 서로 경계 인접하게 하고,
- 적층된 테이프 및 이미 적층되어 상기 테이프를 지지하는 테이프 구조의 서로 경계 인접하는 접합 구역들의 오직 표면들에서만 가소화된 결합제 물질 및/또는 기질 물질을 동시에 결속시키는 것을 통해,
압밀된 적층판의 수득을 제어하는 상기 단계를; 특징으로 한다.
본 발명에 따라서 결합제 재료 및/또는 기질 재료가, 이미 적층되어 여기 유닛으로 이동된 테이프 구조 및 이 테이프 구조 상에 적층될 테이프의 상호 간 경계 인접을 위해 제공된 접합 구역들의 오직 표면들에서만 동시에 가소화되어 압밀됨으로써, 상호 간 경계 인접을 위해 제공된 접합 구역들의 상기 표면들에서 결합제 물질 및/또는 기질 물질의 가소화는 동시에 바람직하게는 전체 면에서 또는 전체적으로 수행될 수 있으며, 이때 이미 적층되어 여기 유닛으로 이동된 테이프 구조에서 결합제 물질 및/또는 기질 물질의 완전한 용융은 발생하지 않을뿐더러, 테이프 구조 상에 적층될 테이프에서도 완전한 용융은 발생하지 않는다.
이미 적층되어 여기 유닛으로 이동된 테이프 구조 및 이 테이프 구조 상에 적층될 테이프의 상호 간 경계 인접을 위해 제공된 접합 구역들의, 각각 여기 유닛으로부터 떨어져 있는 면 또는 표면 내의 결합제 물질 및/또는 기질 물질은 사용되는 플라스틱 기질의 용융 또는 유동 온도 이상으로 가열되지 않음으로써, 예컨대 30 내지 150㎜ 폭의 테이프들로 이루어진 대면적의 테이프 구조들 또는 적층판들이 바람직하게는 의도치 않은 유동 과정들 및 섬유 변위들 없이 구성되고 압밀될 수 있다.
개별적으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있는 바람직한 구현예들 및 개선예들은 종속 청구항들의 대상이다.
바람직하지 않은 유동 과정들 및/또는 섬유 변위들의 제한은, 본원의 방법의 바람직한 시퀀스에서, 결합제 물질 및/또는 기질 물질의 동시 가소화가, 여기 유닛으로 이동되어 적층될 테이프의 상호 간 경계 인접을 위해 제공된 접합 구역의 오직 표면에서만 수행될 뿐만 아니라, 이미 적층된 테이프 구조의 최상위 테이프 층의 상호 간 경계 인접을 위해 제공된 접합 구역의 오직 표면에서만 수행될 때 증가될 수 있다.
그 대안으로서 또는 그에 추가해서, 테이프 구조의 내부에서 개별 테이프들 및/또는 테이프 층들의 바람직한 압밀의 정도에 따라, 즉 압밀 범위의 정도에 따라, 또는 개별 테이프들 및/또는 테이프 층들의 바람직하지 않은 유동 과정들 및/또는 섬유 변위들의 정도에 따라, 본원의 방법의 바람직한 시퀀스에서, 결합제 물질 및/또는 기질 물질의 동시 가소화는 적어도 이미 적층된 테이프 구조의, 적층될 테이프를 지지하는 최상위 테이프 층 내에서 상기 적층될 테이프의 두께에 걸쳐서 수행될 수 있다.
본원의 방법의 개선예에 따라, 본원의 방법의 바람직한 시퀀스에서, 결합제 물질 및/또는 기질 물질의 동시 가소화는, 이미 적층된 테이프 구조의, 테이프를 지지하는 최상위 테이프 층 하부의 테이프 층들에서도 서로 경계 인접하는 접합 구역들의 오직 표면들에서만, 및/또는 테이프 층들의 두께에 걸쳐서 수행될 수 있다. 그러나 모든 경우에, 이미 적층된 테이프 구조의 최하위 테이프 층은, 적층판의 형상 정밀도에 위해를 가하지 않도록 하기 위해, 결코 최하위 테이프 층의 두께에 걸쳐서는 가소화되지 않아야 한다.
본 발명에 따라 바람직하게는, 본원의 방법의 시퀀스에서, 결합제 물질 및/또는 기질 물질의 동시 가소화는, 여기 유닛으로 이동된 적층될 테이프, 최상위 테이프 층 또는 이미 적층된 테이프 구조의 상호 간 경계 인접을 위해 제공된 접합 구역들의 오직 표면들에서만, 적층될 테이프, 각각의 최상위 테이프 층 또는 이미 적층된 테이프 구조의 각각의 횡단면(Q)의
- 각각 약 10%만, 특히 각각 약 20%만, 바람직하게는 30%만의 최소 깊이 내지
- 60%, 특히 75%, 바람직하게는 최대 90%의 최대 깊이까지로 수행된다.
그 대안으로서 또는 그에 추가해서, 본원의 방법의 한 구현예에서, 바람직하게는 결합제 물질 및/또는 기질 물질의 동시 가소화는, 여기 유닛으로 이동된 적층될 테이프, 최상위 테이프 층 또는 이미 적층된 테이프 구조의 상호 간 경계 인접을 위해 제공된 접합 구역들의 오직 표면들에서만, 접합 구역들의 표면들의 규정된 면 섹션들에서 서로 상이한 깊이로 수행된다.
예컨대 자동차 부품을 위한 적층판의 구성 및 압밀을 위한 방법을 실시하기 위한 본 발명에 따른 테이프 적층 장치는 방법에 대해 기재한 장점들을 가지며,
a) 결합제 물질 및/또는 기질 물질을 포함하는 적층될 테이프를 적층 유닛으로 공급하기 위한 공급 유닛;
b) 서로 나란히 적층된 테이프가 테이프 구조의 하나의 테이프 층을 한정하는 조건으로, 공급된 테이프를 적층하기 위한 적층 유닛; 및
c) 제어 유닛으로서,
- 이미 적층된 테이프 구조 및 이 테이프 구조 상에 적층될 테이프를 여기 유닛으로 이동시키고, 및/또는 그 반대로 이동시키기 위한 가이드 유닛,
- 이미 적층되어 여기 유닛으로 이동된 테이프 구조 및 이 테이프 구조 상에 적층될 테이프의 상호 간 경계 인접을 위해 제공된 접합 구역들의 오직 표면들에서만 결합제 물질 및/또는 기질 물질을 동시에 가소화하기 위한 여기 유닛,
- 적층 유닛을 이용하여, 이미 적층되어 오직 표면에서만 여기된 테이프 구조 상에 오직 표면에서만 여기된 테이프를 적층함으로써 테이프 및 테이프 구조의 접합 구역들이 서로 경계 인접하게 하는 적층 유닛, 및
- 적층된 테이프 및 이미 적층되어 상기 테이프를 지지하는 테이프 구조의 서로 경계 인접하는 접합 구역들의 오직 표면들에서만 가소화된 결합제 물질 및/또는 기질 물질을 동시에 결속시키기 위한 압밀 유닛에 의해
압밀된 적층판의 수득을 제어하기 위한 상기 제어 유닛(30)을; 특징으로 한다.
테이프 적층 장치의 한 구현예에서, 제어 유닛에 의해 여기 유닛은 가열 면들 및/또는 가열 깊이들과 관련해서 가변적으로 제어될 수 있다. 이를 위해, 제어 유닛은 예컨대 가열 공정 중에 할당된 테이프들의 표면의 표면 온도를 측정하는 고온 측정 센서(pyrometric sensor)를 포함할 수 있다. 이상적으로, 센서에 의해, 접합 구역으로부터 떨어져 있는 면에서 적층될 테이프의 표면 온도가 측정될 수 있다. 그에 따라, 가열 용량 또는 가열 지속시간은 가장 최상으로 제어될 수 있다. 가열 용량 또는 가열 지속시간은 어느 경우든 여기 유닛으로부터 떨어져 있는 표면에서 결합제 및/또는 기질 물질이 완전하게 용융 또는 유동 온도에 도달하지 않도록 제어된다.
테이프 적층 장치의 추가 구현예에서, 가열 장치를 포함하는 여기 유닛이 바람직하며, 가열 장치는 가변 폭 및 길이의 적층될 테이프들의 가공을 위해 접속 및 분리 가능한 구역들을 포함하여 실현된다. 그에 따라 바람직하게는 할당되지 않은 가열 구역들은 분리된다.
테이프 적층 장치의 추가 구현예에서, 가열 장치를 포함하며, 바람직하게는 적층될 테이프 및 이미 적층된 테이프 구조에 대한 가열 유닛의 간격은 거의 동일하거나, 또는 가열 유닛의 가열 용량이 만일의 거리 차이 및/또는 가열 깊이의 보상을 위해 조정될 수 있도록 형성되는 여기 유닛이 바람직하다.
테이프 적층 장치의 추가 구현예에서, 여기 유닛은, 테이프의 면 및 위치에 적합하게 그리고 그 아래 위치하는 테이프 구조의 할당된 면에 적합하게, 열 방사 면(heat radiating surface)의 정밀 조정이 실행될 수 있게 하는 마스킹 테이프를 포함한다. 바람직하게는 가변 설정 가능한 상기 마스킹 테이프는, 바람직하게는, 테두리들의 과열과 본원의 장치의 바람직하지 않은 가열이 방지될 수 있도록, 돌출된 가열 표면 영역들을 차폐한다. 그에 따라, 마스킹 테이프들이 적층 영역의 4개의 모든 테두리 상에 배치된다면, 폭뿐만 아니라 길이 및 적층 위치가 조정될 수 있다. 이는 바람직하게는 여기 유닛의 가열 표면들 및/또는 가열 깊이들을 가변적으로 제어하는 제어 유닛을 허용한다.
테이프 적층 장치의 추가 구현예에서, 압밀 유닛은 진공화 가능하게 형성되는 적어도 하나의 적층 테이블 및/또는 다이(die)를 포함한다. 이는 바람직하게는 다른 테이프와의 결합 없이도 테이블 또는 다이 상에 적층된 제 1 테이프의 고정을 허용한다.
테이프 적층 장치의 추가 구현예에서, 압밀 유닛은 냉각 장치를 구비한 적어도 하나의 적층 테이블 및/또는 다이를 포함한다. 이는 바람직하게는 테이프 구조의 최하위 또는 최상위 테이프 층의 두께에 걸쳐 상기 최하위 또는 최상위 테이프 층의 용융 또는 심지어는 가소화를 방지하며, 이로써 형상이 정밀한 적층판의 수득이 지원된다.
테이프 적층 장치의 추가 구현예에서, 적층 유닛은 단일의 적층 바(laying bar) 또는 교호적으로 작동하는 적층 바들을 포함하고, 교호적으로 작동하는 적층 바들은 바람직하게는 공정 속도를 증가시킨다.
테이프 적층 장치의 추가 구현예에서, 적층 바(들) 및/또는 다이(들) 및/또는 적층 테이블(들)은 다중 부재형으로 형성되며, 그럼으로써 바람직하게는 개별 부재들은, 제어 유닛에 의해, 3차원 테이프 구조에 대응하는 공간 지점들 상으로 제어될 수 있게 된다.
본 발명은 바람직하지 않은 유동 과정 및 섬유 변위 없이, 적층판의 구성 및 압밀을 허용한다.
본 발명이 바람직하게는 동일한 적층 테이블 상에 구성 및 적층된 테이프 구조들의 동시 압밀을 그대로 유지함으로써, 종래 기술에서 실시하게 되는 한편에서의 구성 및 다른 한편에서의 적층된 테이프 구조들의 압밀의 분리에 기인하는 개별 테이프들 또는 테이프 층들의 분리는 신뢰성 있게 방지된다.
본 발명은 특히 열성형 공정을 통해, 또는 압출 또는 사출 성형 공정에서 유동성 섬유 복합재료와 결부되어 최종 부품으로 성형되는, 예컨대 자동차 부품을 위한 적층판을 산업적으로 구성하고 압밀하기 위해 적합하다.
본 발명의 상기 및 추가 특징들 및 장점들은 하기에서 도면들에 도시된, 적층판의 구성 및 압밀의 실시예들에 따라서 더 상세하게 설명된다(그러나 본 발명은 상기 실시예들로 제한되지 않는다).
도 1은 적층판의 구성 및 압밀을 위한 방법을 실시하기 위한 테이프 적층 장치의 제 1 실시예이면서, 특히 장치 구성과 관련해서 간단하게 유지되는 상기 제 1 실시예를 도시한 개략도이다.
도 2는 적층판의 구성 및 압밀을 위한 방법을 실시하기 위한 테이프 적층 장치의 제 2 실시예이면서, 특히 가열 표면 및/또는 가열 깊이와 관련해서 제어 가능하게 유지되는 상기 제 2 실시예를 도시한 개략도이다.
도 3은 적층판의 구성 및 압밀을 위한 방법을 실사하기 위한 테이프 적층 장치의 제 3 실시예이면서, 특히 적층 속도와 관련해서 더 증가된 상기 제 3 실시예를 도시한 개략도이다.
도 2는 적층판의 구성 및 압밀을 위한 방법을 실시하기 위한 테이프 적층 장치의 제 2 실시예이면서, 특히 가열 표면 및/또는 가열 깊이와 관련해서 제어 가능하게 유지되는 상기 제 2 실시예를 도시한 개략도이다.
도 3은 적층판의 구성 및 압밀을 위한 방법을 실사하기 위한 테이프 적층 장치의 제 3 실시예이면서, 특히 적층 속도와 관련해서 더 증가된 상기 제 3 실시예를 도시한 개략도이다.
바람직한 실시예들의 하기의 기재내용에서 동일한 도면부호들은 동일한 부품들을 나타낸다.
도 1에는, 적층판(90)의 구성을 위한 방법을 실시하기 위한 테이프 적층 장치(1)의 제 1 실시예이면서, 특히 장치 구성과 관련해서 간단하게 유지되는 상기 제 1 실시예가 도시되어 있다.
도시된 테이프 적층 장치(1)는, 표면 근처의 결합제 물질 및/또는 기질 물질이 가소화된 응집 상태에서 완전하게 결합되고 이상적인 폴리머 체인이 부분적으로 고리화(looping)되고, 및/또는 공유 결합을 형성하는 방식으로, 테이프들(93)을 구조화하여 적층하고 테이프들을 바람직하게는 완전하게 압밀하는 것에 의해, 다시 말하면 이미 적층된 테이프 구조(91)의 최상위 테이프 층(92)의 접합 구역들(95)에서 결합제 물질 및/또는 기질 물질을 포함하여 적층될 테이프(93)의 적어도 모든 접합 구역(95)에서 결합제 물질 및/또는 기질 물질을 가능한 한 전체적으로 접착하고 용접하는 것에 의해, 적층판(90)의 구성을 위한 예컨대 적어도 하나의 적층 바(21)를 구비한 적층 유닛(20)으로, 적층할 테이프(93)를 공급하기 위한 공급 유닛(10)을 포함한다.
이 경우, 공급 유닛(10) 내에서는 맨 먼저 적층될 테이프(93)가 예컨대 보빈 또는 롤(11)로부터 인출되어 필요한 길이로 절단되며(미도시), 그리고 적층 유닛(20)으로 공급된 후에는 적층 유닛에 의해 압밀 유닛(60)의 적층 테이블(61) 위에 포지셔닝된다.
적층될 테이프(93) 및 만일의 경우 이미 적층된 테이프 구조(91)의 가열을 위한 여기 유닛(50)은, 장치와 관련하여 단순하게 유지되고 그에 따라 저렴한 본 구현예에서, 예컨대 적층될 테이프(93)를 위한 적층 유닛(20)의 양측에 고정 배치된 가열 장치(51)일 수 있으며, 이 가열 장치는 바람직하게는 방사기들(radiator)로, 이상적인 방식으로는 적외선(IR) 방사기들로 형성될 수 있다. 상기 적외선(IR) 방사기들은 바람직하게는 매우 짧은 스위치 온 시간 및 신속한 반응 거동을 갖는다.
여기 유닛(50)의 출력은, 어느 경우에든, 여기 유닛으로부터 떨어져 있는 적층될 테이프(93) 및 이미 적층된 테이프 구조(91)의 면들이 사용되는 플라스틱 기질의 용융 또는 유동 온도 이상으로 가열되지 않도록 설정된다.
여기 유닛이 적층 유닛(20)의 양측에 고정 배치되는 것을 기반으로, 도 1에 도시된 실시예는, 특히 적층될 테이프(93) 및 최상위 테이프 층(92) 또는 이미 적층된 테이프 구조(91)의 접합 구역들(95)의 표면들(96)의 결합제 물질 및/또는 기질 물질들을 동시에, 다시 말하면 동일한 시간에, 그리고 경우에 따라 전체적으로, 그리고 오직 표면에서만 가소화하기 위해 적합하다.
결합제 물질 및/또는 기질 물질의 충분한 가소화 후에, 바람직하게는 압밀 유닛(60)의 다이들(62)로, 표면에서 가소화된 테이프(93)가 이미 적층된 테이프 구조(91)의 최상위 테이프 층(92)의 접합 구역(95)의 가소화된 표면(96) 상으로 하향 안내되어 가능한 한 상기 가소화된 표면 쪽으로 전체적으로 압착된다.
이때 이미 적층된 테이프 구조들(91)을 고정하기 위해, 압밀 유닛(60)의 적층 테이블(61) 및/또는 다이(62)는 진공화 가능하게 형성될 수 있다(미도시).
또한, 압밀 유닛(60)의 다이(62) 및/또는 적층 테이블(61)은, 여기 유닛(50)에 의해 유입된 열을 방출하고, 및/또는 이제 막 압밀된 테이프 구조(91) 내 플라스틱 기질의 상대적으로 더 신속한 응고를 달성하기 위해 냉각 장치를 구비할 수 있다(마찬가지로 미도시).
또한, 3차원 테이프 구조들(91)의 실현을 위해, 부재들로 형성되어 상이한 공간 지점들 상으로 제어될 수 있는 적층 바들(21) 및/또는 다이들(62) 및/또는 적층 테이블들(61)이 바람직하다. 적층 바들(21) 및/또는 다이들(62) 및/또는 적층 테이블들(61)의 다중 부재형 형성은, 개별 부재들이 3차원 테이프 구조(91)에 대응하는 공간 지점들 상으로 제어 가능하게 형성될 수 있다는 장점을 갖는다.
마지막으로, 3차원 적층판들(90)의 테이프 적층을 위해, 적층될 테이프(93) 및 이미 적층된 테이프 구조(91)에 대한 가열 유닛(52)의 간격이 거의 동일하거나, 또는 그 대안으로 가열 유닛(52)의 가열 용량이 만일의 거리 차이의 보상을 위해 조정될 수 있는 방식으로, 구성될 부품의 3D 윤곽에 매칭될 수 있는 가열 유닛을 포함하는 여기 유닛(50)이 바람직하다.
바람직한 제어 유닛(30)은 도면상 압밀 유닛(60)에 할당되어 있지만, 그러나 당연히 요건들에 상응하게 테이프 적층 장치(1) 내에서 임의의 위치에 배치될 수도 있다.
도 2에는, 적층판(90)의 구성을 위한 방법을 실시하기 위한 테이프 적층 장치(1)의 제 2 실시예이면서, 특히 가열 표면 및/또는 가열 깊이와 관련해서 제어 가능하게 유지되는 상기 제 2 실시예가 도시되어 있다. 그 밖의 점에서 도 1에 따른 실시예와 구조상 동일하게 유지되는 테이프 적층 장치(1)는 특히 적층될 테이프(93) 및 만일의 경우 이미 적층된 테이프 구조(91) 내 결합제 물질 및/또는 기질 물질의 가열을 위한 여기 유닛(50)의 구성에서 구별된다.
테이프 적층 장치(1)의 도 2에 도시된 실시예의 경우, 여기 유닛(50)은, 바람직하게는, 예컨대 적층 유닛(20)의 적어도 하나의 적층 바(21)에 의해 포지셔닝된 테이프(93)와 이 테이프 아래에서 적층 테이블(61) 상에 이미 적층된 테이프 구조(91) 사이로 인입될 수 있는, 예컨대 바람직하게는 가능한 한 협폭인 적외선(IR) 가열 필드의 형태로 이동 가능한 가열 장치(52)이다. 인입 후에, 적외선(IR) 가열 필드는, 적층될 테이프(93) 및 최상위 테이프 층(92) 또는 이미 적층된 테이프 구조(91)의 전체 표면(96), 그러나 바람직하게는 적어도 접합 구역(95)의 표면의 결합제 물질 및/또는 기질 물질이 동일한 시간에 전체적으로, 그리고 바람직하게는 오직 표면에서만 가소화되도록, 양측에서 테이프(93) 및 상부 테이프 층(92)의 방향으로, 다시 말해 도 2에서는 상부 및 하부 방향으로 방사할 수 있다.
그 대안으로서 또는 그에 추가해서, 테이프 구조(91)의 내부에서 개별 테이프들(93) 및/또는 테이프 층들(92)의 바람직한 압밀의 정도에 따라, 즉 압밀 범위의 정도에 따라, 또는 개별 테이프들(93) 및/또는 테이프 층들(92)의 바람직하지 않은 유동 과정들 및/또는 섬유 변위들의 정도에 따라서, 본원의 방법의 바람직한 시퀀스에서, 결합제 물질 및/또는 기질 물질의 동시 가소화는 적어도 이미 적층된 테이프 구조(91)의 최상위 테이프 층(92)이면서 적층될 테이프(93)를 지지하는 상기 최상위 테이프 층(92) 내에서 상기 적층될 테이프의 두께에 걸쳐서 수행될 수 있다.
본원의 방법의 개선예에 따라, 본원의 방법의 바람직한 시퀀스에서, 결합제 물질 및/또는 기질 물질의 동시 가소화는, 이미 적층된 테이프 구조(91)의, 테이프(93)를 지지하는 최상위 테이프 층(92) 하부의 테이프 층들(92)에서도 서로 경계 인접하는 접합 구역들(95)의 오직 표면들에서만, 및/또는 테이프 층들의 두께에 걸쳐서 수행될 수 있다. 그러나 모든 경우에, 이미 적층된 테이프 구조(91)의 최하위 테이프 층(92)은, 적층판(90)의 형상 정밀도에 위해를 가하지 않도록 하기 위해, 결코 최하위 테이프 층의 두께에 걸쳐서는 가소화되지 않아야 한다.
전체 표면(96)의 결합제 물질 및/또는 기질 물질의 가소화에 비해, 적층될 테이프(93) 및 최상위 테이프 층(92) 또는 이미 적층된 테이프 구조(91)의 모든 접합 구역들(95)에서 결합제 물질 및/또는 기질 물질만을 동일한 시간에 전체적으로, 그리고 오직 표면에서만 가소화하는 것은, 상대적으로 더 높은 에너지 소비와 더불어, 특히 접합 구역(95)과 접촉하지 않은 테이프들(93) 및/또는 테이프 층들(92)의 표면들(96)에서, 상기 표면들(96)이 특히 복잡한 테이프 구조들(91)에서 항상 서로 부딪치는 것처럼, 바람직하지 않은 유동 과정들 및 섬유 변위들을 방지한다.
예컨대 적외선(IR) 가열 필드를 이용한 가열은 바람직하게는 높은 출력으로, 그리고 예컨대 1s의 매우 짧은 시간에 수행될 수 있다. 가열은, 바람직하게는, 적층될 테이프(93) 및 최상위 테이프 층(92) 또는 이미 적층된 테이프 구조(91)로부터, 테이프(93) 또는 각각의 테이프 층(92)의 두께의 각각 약 10%만, 특히 각각 약 20%만, 바람직하게는 30%만의 최소 깊이 내지 60%, 특히 75%, 바람직하게는 최대 90%의 최대 깊이까지로 가소화되도록 제어될 수 있다. 그 대안으로서, 또는 그에 추가해서, 적층될 테이프(93) 내의 결합제 물질 및/또는 기질 물질 및 이미 적층된 테이프 구조(91)의 최상위 테이프 층(92) 내의 결합제 물질 및/또는 기질 물질은 전체 표면(96)의 규정된 접합 구역들(95) 및/또는 적어도 접합 구역(95)에서 서로 상이한 깊이로 가소화될 수 있게 하는 가열 필드의 제어가 제공될 수 있다. 그에 따라, 마찬가지로 특히 복잡한 테이프 구조들(91)에서도 에너지 공급 및/또는 바람직하지 않은 유동 과정들이 최소화될 수 있다.
그런 다음, 여기 유닛(50)은 자체의 가열 장치(52)와 함께 적층 유닛(20)의 적층 영역으로부터 측면으로 멀리 이동되거나 또는 선회되며, 압밀 유닛(60)의 하나 또는 복수의 다이(62)에 의해, 테이프(93) 내에서 적어도 모든 접합 구역(95)에서 가소화된 결합제 물질 및/또는 기질 물질은 최상위 테이프 층(92) 또는 이미 적층된 테이프 구조(91)의 접촉 표면들(95) 내에서 상응하게 가소화된 결합제 물질 및/또는 기질 물질 상으로 하향 안내되고 가능한 한 상기 가소화된 표면 쪽으로 전체적으로 압착된다.
도 3에는, 적층판(90)의 구성을 위한 방법을 실시하기 위한 테이프 적층 장치(1)의 제 3 실시예이면서, 적층 속도와 관련해서 더 증가된 상기 제 3 실시예가 도시되어 있다. 그 밖의 점에서 도 2에 따른 실시예와 구조상 동일하게 유지되는 테이프 적층 장치(1)는 특히 적층될 테이프(93) 및 만일의 경우에 이미 적층된 테이프 구조(91)의 가열을 위한 여기 유닛(50)의 추가 구성에서 구별된다.
테이프 적층 장치(1)의 도 3에 도시된 실시예의 경우, 적층 유닛(20)은, 예컨대 교호적으로 작동하는 2개 또는 복수의 적층 바(21a, 21b, ...)를 포함한다. 적층 유닛(20)과 압밀 유닛(60) 사이에 포지셔닝될 수 있는 여기 유닛(50)은 이제 바람직하게는 개별 적층 바들(21a 및 21b) 사이에서 교호로 왕복 이동 가능하게 형성되며, 그럼으로써 일측 적층 바(21b)의 영역에서의 가열 시간 동안 타측 적층 바(21a) 내에서 앞서 가열된 테이프(93)가 적층되고, 새 테이프(93)가 상기 바(21a) 내로 인입될 수 있다.
본 발명에 따라서 결합제 물질 및/또는 기질 물질이, 이미 적층되어 여기 유닛(50)으로 이동된 테이프 구조(91)와 이 테이프 구조 상에 적층될 테이프(93)의 상호 간 경계 인접을 위해 제공된 접합 구역들(95)의 오직 표면들(96)에서만, 동시에 가소화되어 압밀됨으로써, 상호 간 경계 인접을 위해 제공된 접합 구역들(95)의 상기 표면들(96)에서 결합제 물질 및/또는 기질 물질의 가소화는 동시에 바람직하게는 전체 표면에서 또는 전체적으로 수행될 수 있으며, 이때 이미 적층되어 여기 유닛(50)으로 이동된 테이프 구조(91) 내에서 결합제 물질 및/또는 기질 물질의 완전한 용융은 발생하지 않을뿐더러 상기 테이프 구조 상에 안착될 테이프(93) 내에서도 완전한 용융은 발생하지 않는다.
이미 적층되어 여기 유닛(50)으로 이동된 테이프 구조(91) 및 이 테이프 구조 상에 적층될 테이프(93)의 상호 간 경계 인접을 위해 제공된 접합 구역들(95)의, 각각 여기 유닛(50)으로부터 떨어져 있는 면 또는 표면 내의 결합제 물질 및/또는 기질 물질이 사용되는 플라스틱 기질의 용융 또는 유동 온도 이상으로 가열되지 않음으로써, 예컨대 30 내지 150㎜ 폭의 테이프들(93)로 이루어진 대면적의 테이프 구조들(91) 또는 적층판들(90)도 바람직하지 않은 유동 과정들 및 섬유 변위들 없이 구성되고 압밀될 수 있다.
본 발명은 바람직하지 않은 유동 과정들 및 섬유 변위들 없이 적층판(90)의 구성 및 압밀을 허용한다.
본 발명은 바람직하게는, 동일한 적층 테이블(61) 상에, 구성 및 적층된 테이프 구조들(91)의 동시 압밀을 그대로 유지함으로써, 종래 기술에서 실시하게 되는 한편에서의 구성 및 다른 한편에서의 적층된 테이프 구조들(91)의 압밀의 분리에 기인하는 개별 테이프들(93) 또는 테이프 층들(92)의 분리가 신뢰성 있게 방지된다.
본 발명은 특히 열성형 공정을 통해, 또는 압출 또는 사출 성형 공정에서 유동성 섬유 복합재료와 결부되어 최종 부품으로 성형되는, 예컨대 자동차 부품을 위한 적층판(90)을 산업적으로 구성하고 압밀하기 위해 적합하다.
1: 테이프 적층 장치
10: 공급 유닛
11: 롤
20: 적층 유닛
21: 적층 바
21a, 21b: 적층 바
30: 제어 유닛
50: 여기 유닛
51: 가열 유닛
52: 가열 유닛
60: 압밀 유닛
61: 적층 테이블
62: 다이
90: 적층판
91: 테이프 구조
92: 테이프 층
93: 테이프
95: 접합 구역
96: 표면
Q: 횡단면
10: 공급 유닛
11: 롤
20: 적층 유닛
21: 적층 바
21a, 21b: 적층 바
30: 제어 유닛
50: 여기 유닛
51: 가열 유닛
52: 가열 유닛
60: 압밀 유닛
61: 적층 테이블
62: 다이
90: 적층판
91: 테이프 구조
92: 테이프 층
93: 테이프
95: 접합 구역
96: 표면
Q: 횡단면
Claims (15)
- 테이프 적층 장치(1)를 이용하여 예컨대 자동차 부품을 위한 적층판(90)을 구성하고 압밀하기 위한 방법에 있어서,
a) 결합제 물질 및/또는 기질 물질을 포함하는 적층될 테이프(93)를 적층 유닛(20)으로 공급하는 단계;
b) 서로 나란히 적층된 테이프(93)가 테이프 구조(91)의 하나의 테이프 층(92)을 한정하는 조건으로, 상기 적층 유닛(20)을 이용하여, 공급된 테이프(93)를 적층하는 단계; 및
c) 제어하는 단계로서,
- 이미 적층된 테이프 구조(91) 및 상기 테이프 구조 상에 적층될 테이프(93)를 여기 유닛(50)으로 이동시키고, 및/또는 그 반대 방향으로 이동시키고,
- 이미 적층되어 상기 여기 유닛(50)으로 이동된 테이프 구조(91) 및 상기 테이프 구조 상에 적층될 테이프(93)의 상호 간 경계 인접을 위해 제공된 접합 구역들(95)의 오직 표면들(96)에서만 상기 결합제 물질 및/또는 기질 물질을 동시에 가소화하고,
- 상기 적층 유닛(20)을 이용하여, 이미 적층되어 오직 표면에서만 여기된 테이프 구조(91) 상에 오직 표면에서만 여기된 테이프(93)를 적층함으로써 상기 테이프 구조 및 상기 테이프의 접합 구역들(95)이 서로 경계 인접하게 하고,
- 적층된 테이프(93) 및 이미 적층되어 상기 테이프(93)를 지지하는 테이프 구조(91)의 서로 경계 인접하는 접합 구역들(95)의 오직 표면들(96)에서만 가소화된 결합제 물질 및/또는 기질 물질을 동시에 결속시키는 것을 통해,
압밀된 적층판(90)의 수득을 제어하는 상기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층판의 구성 및 압밀 방법. - 제 1 항에 있어서, 상기 방법의 시퀀스에서, 상기 결합제 물질 및/또는 기질 물질의 동시 가소화는, 이미 적층된 테이프 구조(91)의, 상기 여기 유닛(50)으로 이동된 최상위 테이프 층(92) 및 상기 최상위 테이프 층 상에 적층될 테이프(93)의 상호 간 경계 인접을 위해 제공된 접합 구역들(95)의 오직 표면들(96)에서만 수행되는, 적층판의 구성 및 압밀 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 방법의 시퀀스에서, 상기 결합제 물질 및/또는 기질 물질의 동시 가소화는, 적어도 이미 적층된 테이프 구조(91)의, 상기 적층될 테이프(93)를 지지하는 상기 최상위 테이프 층(92)에서, 상기 적층될 테이프의 두께에 걸쳐서 수행되는, 적층판의 구성 및 압밀 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법의 시퀀스에서, 상기 결합제 물질 및/또는 기질 물질의 동시 가소화는, 이미 적층된 테이프 구조(91)의, 상기 적층될 테이프(93)를 지지하는 상기 최상위 테이프 층(92) 하부의 테이프 층들(92)에서도 서로 경계 인접하는 접합 구역들(95)의 오직 표면들(96)에서만, 및/또는 상기 테이프 층들의 두께에 걸쳐서 수행되는, 적층판의 구성 및 압밀 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법의 시퀀스에서, 상기 결합제 물질 및/또는 기질 물질의 동시 가소화는, 상기 여기 유닛(50)으로 이동된 적층될 테이프(93), 최상위 테이프 층(92) 또는 이미 적층된 테이프 구조(91)의 상호 간 경계 인접을 위해 제공된 접합 구역들(95)의 오직 표면들(96)에서만, 적층될 테이프(93), 각각의 최상위 테이프 층(92) 또는 이미 적층된 테이프 구조(91)의 각각의 횡단면(Q)의
- 각각 약 10%만, 특히 각각 약 20%만, 바람직하게는 30%만의 최소 깊이 내지
- 60%, 특히 75%, 바람직하게는 최대 90%의 최대 깊이까지로 수행되는, 적층판의 구성 및 압밀 방법. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법의 시퀀스에서, 상기 결합제 물질 및/또는 기질 물질의 동시 가소화는, 상기 여기 유닛(50)으로 이동된 적층될 테이프(93), 최상위 테이프 층(92) 또는 이미 적층된 테이프 구조(91)의 상호 간 경계 인접을 위해 제공된 접합 구역들(95)의 오직 표면들(96)에서만, 상기 접합 구역들(95)의 표면들(96)의 규정된 면 섹션들에서 서로 상이한 깊이로 수행되는, 적층판의 구성 및 압밀 방법.
- 특히 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따르는, 예컨대 자동차 부품을 위한 적층판(90)의 구성 및 압밀을 위한 방법을 실시하기 위한 테이프 적층 장치(1)에 있어서,
a) 결합제 물질 및/또는 기질 물질을 포함하는 적층될 테이프(93)를 적층 유닛(20)으로 공급하기 위한 공급 유닛(10);
b) 서로 나란히 적층된 테이프(93)가 테이프 구조(91)의 하나의 테이프 층(92)을 한정하는 조건으로, 공급된 테이프(93)를 적층하기 위한 적층 유닛(20); 및
c) 제어 유닛(30)으로서,
- 이미 적층된 테이프 구조(91) 및 상기 테이프 구조 상에 적층될 테이프(93)를 여기 유닛(50)으로 이동시키고, 및/또는 그 반대로 이동시키기 위한 가이드 유닛,
- 이미 적층되어 상기 여기 유닛(50)으로 이동된 테이프 구조(91) 및 상기 테이프 구조 상에 적층될 테이프(93)의 상호 간 경계 인접을 위해 제공된 접합 구역들(95)의 오직 표면들(96)에서만 결합제 물질 및/또는 기질 물질을 동시에 가소화하기 위한 여기 유닛(50),
- 상기 적층 유닛(20)을 이용하여, 이미 적층되어 오직 표면에서만 여기된 테이프 구조(91) 상에 오직 표면에서만 여기된 테이프(93)를 적층함으로써 상기 테이프 및 상기 테이프 구조의 접합 구역들(95)이 서로 경계 인접하게 하는 적층 유닛(20), 및
- 적층된 테이프(93) 및 이미 적층되어 상기 테이프(93)를 지지하는 테이프 구조(91)의 서로 경계 인접하는 접합 구역들(96)의 오직 상기 표면들(96)에서만 가소화된 결합제 물질 및/또는 기질 물질을 동시에 결속시키기 위한 압밀 유닛(60)에 의해
압밀된 적층판(90)의 수득을 제어하기 위한 상기 제어 유닛(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 장치(1). - 제 7 항에 있어서, 상기 제어 유닛(30)에 의해 상기 여기 유닛(50)은 가열 표면들 및/또는 가열 깊이와 관련해서 가변적으로 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 장치(1).
- 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 여기 유닛(50)은, 접속 및 분리 가능한 구역들을 포함하여 실현된 가열 장치(51; 52)를 포함하는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 장치(1).
- 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 여기 유닛(50)은, 적층될 테이프(93) 및 이미 적층된 테이프 구조(91)에 대한 가열 유닛의 간격이 거의 동일하거나 또는 가열 유닛의 가열 용량이 만일의 거리 차이 및/또는 가열 깊이의 보상을 위해 조정될 수 있도록 형성되는 가열 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 장치(1).
- 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 여기 유닛(50)은, 적층될 테이프(93) 및/또는 적층된 테이프 구조(91)의 테두리들의 과열이 방지되도록, 상기 적층될 테이프(93)에 비해 돌출된 가열 표면 영역들을 차폐하는 마스킹 테이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 장치(1).
- 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압밀 유닛(60)은, 진공화 가능하게 형성되는 적어도 하나의 적층 테이블(61) 및/또는 다이(62)를 포함하는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 장치(1).
- 제 7 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압밀 유닛(60)은, 냉각 장치를 구비한 적어도 하나의 적층 테이블(61) 및/또는 다이(62)를 포함하는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 장치(1).
- 제 7 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적층 유닛(20)은 단일의 적층 바(21) 또는 교호적으로 작동하는 적층 바들(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 장치(1).
- 제 7 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적층 바(들)(21) 및/또는 다이(들)(62) 및/또는 적층 테이블(들)(61)은 다중 부재형으로 형성되며, 그럼으로써 개별 부재들은, 상기 제어 유닛(30)에 의해, 3차원 테이프 구조(91)에 대응하는 공간 지점들 상으로 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 장치(1).
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