KR20180119337A

KR20180119337A - 실험용 소재 접합장치 및 그 접합방법

Info

Publication number: KR20180119337A
Application number: KR1020170052949A
Authority: KR
Inventors: 경 이
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2017-04-25
Filing date: 2017-04-25
Publication date: 2018-11-02
Also published as: KR101948198B1

Abstract

접착 실험 시 접착제의 유동성을 충분히 확보하여 최적 상태로 두 소재를 접합할 수 있도록, 바닥을 이루는 베이스 플레이트, 상기 베이스 플레이트의 양측에 상방향으로 설치되는 사이드 프레임 및 상기 사이드 프레임 상부에 설치되는 상부 프레임을 포함하는 프레임부, 상기 베이스 플레이트에 배치되어 하부 소재를 지지하고, 하부 소재에 열을 가해 하부 소재에 도포된 접착제를 간접 가열하도록 된 하부 소재 가열보드, 및 상기 하부 소재 가열보드의 상부에 배치되어 상부 소재를 지지하고, 상하로 이동되어 상부 소재를 하부 소재에 가압 밀착시키는 상부 소재 가열보드를 포함하는 실험용 소재 접합장치 및 그 접합방법을 제공한다.

Description

실험용 소재 접합장치 및 그 접합방법{APPARATUS FOR BINDING OF TESTING MATERIALS AND THIS METHOD}

두 소재를 접합시키기 위한 실험용 소재 접합장치 및 그 접합방법을 개시한다.

일반적으로 소재의 접합은 대부분 용접이나 볼팅(bolting)과 같은 기계식으로 진행된다. 소재의 접합 시 용접이 많은 비중을 차지하고 있다. 소재의 접합 시 용접 대체 방안으로 접착제를 이용한다.

가령, 자동차 조립에 접착제가 사용된다. 자동차 조립부의 경우 방음과 방수 및 진동으로 인한 충격흡수의 목적으로 접착제가 사용된다.

이를 위해 접착제에 의한 소재 접합 품질 평가를 위한 실험이 실시되어야 한다. 실험은 소재 접합 후, 오븐을 이용한 베이킹(baking)을 통해 접합 부위의 인장강도 및 접착제 파단면의 형상 측정으로 접합 품질평가를 실시한다.

그러나, 상기 실험과정에서 접착제 도포과정은 대부분 개방된 실험실 공간에서 실시하기 때문에 일정 온도를 유지하기 위한 지속적인 접착제 가열이 어렵다. 이에 따라 소재에 도포된 접착제는 시차를 두고 응고가 진행됨으로써 소재에 접착제를 균일하게 도포하기 어렵다.

또한, 접착제 도포 후, 그 두께가 일정한지를 판단하기 위해 글라스 비드(Glass Beads)를 살포하게 된다.

그러나, 소재에 도포된 접착제가 그 유동성을 유지하지 못하고 응고되기 때문에 상기 글라스 비드(유리구슬)의 살포가 어렵다. 이에 따라 글라스 비드를 이용하여 접착제의 두께가 일정한지를 판단하는 과정이 어렵다. 실험 시 도포되는 접착제의 두께가 일정하지 않을 경우, 실험진행 과정이 효율적이지 못하다.

한편, 실험 시 접착제가 균일하게 소재에 도포되지 못하기 때문에 소재의 접착력 또한 저하된다. 이에 따라 소재의 접합력 시험과정에서 소재 간 인장강도가 현저히 저하되고, 접착제의 신뢰도가 떨어지기 때문에 시험 시 시간과 노력이 과다하게 투입되는 어려움이 있다.

상기 접착제로 인해 접합된 소재의 품질평가 과정에서 불량률이 증가되어 실험 물량의 정체가 심화될 수 있다. 이에 따라 품질평가 시 비용이 과다하게 소요되어 생산성이 저하될 수 있다.

소재의 접착 실험 시 접착제의 유동성을 충분히 확보하여 최적 상태로 두 소재를 접합할 수 있도록 된 실험용 소재 접합장치 및 그 접합방법을 제공한다.

소재 접합장치는, 바닥을 이루는 베이스 플레이트, 상기 베이스 플레이트의 양측에 상방향으로 설치되는 사이드 프레임 및 상기 사이드 프레임 상부에 설치되는 상부 프레임을 포함하는 프레임부, 상기 베이스 플레이트에 배치되어 하부 소재를 지지하고, 하부 소재에 열을 가해 하부 소재에 도포된 접착제를 간접 가열하도록 된 하부 소재 가열보드, 및 상기 하부 소재 가열보드의 상부에 배치되어 상부 소재를 지지하고, 상하로 이동되어 상부 소재를 하부 소재에 가압 밀착시키는 상부 소재 가열보드를 포함할 수 있다.

상기 상부 프레임에 설치되고 상기 상부 소재 가열보드에 연결되어 상부 소재 가열보드를 승하강시키는 상부 실린더를 더 포함할 수 있다.

상기 하부 소재 가열보드는 하부 소재를 가열하기 위해 하부 소재 가열보드의 판면에 적어도 하나 이상 간격을 두고 설치되는 가열 블록을 더 포함할 수 있다.

상기 가열 블록은 고정된 하부 소재를 가열할 수 있도록 전기저항 발열체를 수용하면서 전기저항 발열체에 외부 전원을 공급하는 전원 케이블이 연결된 구조일 수 있다.

상기 하부 소재 가열보드는 상기 가열 블록에 하부 소재가 고정될 수 있도록 설치되는 하부 소재 고정부를 더 포함할 수 있다.

상기 하부 소재 고정부는 하부 소재가 접촉되는 상기 가열 블록의 상부면에 하부 소재를 흡입하여 고정할 수 있는 진공 흡입홀, 진공펌프의 동작으로 상기 가열 블록 내의 공기를 흡입할 수 있도록 가열 블록에 연결설치되는 공기 흡입관 및 상기 공기 흡입관의 공기 흡입을 제어하여 하부 소재를 고정하거나 고정해제하는 제어 밸브를 포함할 수 있다.

상기 하부 소재 가열보드는 하부 소재의 위치를 정렬하여 상부 소재와의 접합위치를 맞추기 위한 소재 위치 정렬부를 더 포함할 수 있다.

상기 소재 위치 정렬부는 상기 베이스 플레이트에 설치되고, 하부 소재의 크기에 대응하여 하부 소재의 외측을 따라 배치되는 가이드부재, 상기 하부 소재 가열보드에 형성되며, 상기 가이드부재와 대응되는 위치에 형성되는 슬롯, 및 상기 사이드 프레임의 하부에 설치되어 상기 하부 소재 가열보드에 연결됨으로써 상기 베이스 플레이트에 대해 하부 소재 가열보드를 승하강시키는 사이드 실린더를 포함할 수 있다.

상기 상부 소재 가열보드는 고정되는 상부 소재를 가열하기 위해 상부 소재 가열보드의 판면에 적어도 하나 이상 간격을 두고 설치되는 가열 블록을 더 포함할 수 있다.

상기 가열 블록은 고정된 상부 소재를 가열할 수 있도록 전기저항 발열체를 수용하면서 전기저항 발열체에 외부 전원을 공급하는 전원 케이블이 연결된 구조일 수 있다.

상기 상부 소재 가열보드는 상기 가열 블록에 상부 소재가 고정될 수 있도록 설치되는 상부 소재 고정부를 더 포함할 수 있다.

상기 상부 소재 고정부는 상부 소재의 접착부가 상기 가열 블록에 접촉되면서 상부 소재의 일부가 삽입됨으로써 상부 소재를 고정하는 고정홀 및 상기 고정홀의 양측부에 각각 적어도 하나 이상 설치되어 고정홀에 삽입되는 상부 소재의 양 측을 밀어 고정하는 볼 플런저를 포함할 수 있다.

실험용 소재 접합방법은, 접착 실험 시 접착되는 하부 소재를 하부 소재 가열보드의 가열 블록에 고정하고 상부 소재를 상부 소재 가열보드에 하부 소재와 마주보도록 고정하는 소재 고정단계, 상기 가열 블록에 전원을 공급하여 하부 소재를 가열하는 소재 가열단계, 상기 하부 소재의 표면에 접착제를 도포함으로써 도포된 접착제가 가열된 하부 소재에 의해 간접 가열되도록 하는 접착제 도포단계, 상기 상부 소재 가열보드를 하강시켜 상부 소재를 하부 소재에 가압 밀착시킴으로써 상부 소재와 하부 소재 사이의 접착제가 예열된 상태를 유지하면서 서로 접합되게 하는 소재 접합단계, 및 상기 하부 소재 가열보드의 가열 블록에 고정된 하부 소재의 고정을 해제한 후 상기 상부 소재 가열보드를 상승시켜 접합된 상기 하부 소재와 상기 상부 소재를 인출하는 소재 인출단계를 포함할 수 있다.

상기 소재 고정단계에서 상기 하부 소재 가열보드에 고정되는 하부 소재의 위치를 정렬하여 상부 소재와의 접합위치를 맞추기 위한 소재 위치 정렬단계를 더 포함할 수 있다.

상기 소재 가열단계에서 상부 소재를 고정하는 상기 상부 소재 가열보드에 전원을 공급하여 상부 소재를 가열하는 과정을 더 포함할 수 있다.

본 장치에 따르면, 소재의 접착 실험 시 접착제의 유동성을 충분히 확보함으로써 소재에 접착제가 균일하게 도포될 수 있게 한다. 소재에 도포되는 접착제의 두께를 일정하게 제어하는 글라스 비드 살포 과정을 보다 효과적으로 진행할 수 있다. 접착제의 유동성이 충분히 확보된 상태에서 소재를 접합하기 때문에 소재의 접합력 및 접합품질이 향상될 수 있다.

또한, 소재의 접합 실험 시 소재의 위치고정이 용이하여 효과적인 실험 진행이 가능하다. 소재의 정확한 밀착 유도를 통해 접합 시간을 단축할 수 있다. 소재의 접합 실험 시 시간과 인력 공정을 획기적으로 단축할 수 있기 때문에 경제적인 실험이 가능하다. 실험을 통한 접착제와 소재의 품질평가 과정에서 신뢰성 및 재현성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 실험용 소재 접합장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 실험용 소재 접합장치에 의해 접합되는 상부 소재 및 하부 소재를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 소재 고정보드 및 베이스 플레이트를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 소재 위치 정렬부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 상부 소재가 고정되는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 실험용 소재 접합장치에 의해 상부 소재와 하부 소재가 접합되는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 실험용 소재 접합방법에 의해 상부 소재와 하부 소재가 접합되는 단계를 도시한 도면이다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는”의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이에, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 소재 접합장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2는 본 실시예에 따른 소재 접합장치에 의해 접합되는 상부 소재 및 하부 소재를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 접합 실험 시 하부 소재(100)에 열을 가한 상태에서 접착제를 도포하고 하부 소재(100)와 상부 소재(200)를 접합하는 소재 접합장치(1)를 개시한다.

상기 소재 접합장치(1)는 하부 소재(100)를 가열하여 하부 소재(100)에 도포되는 접착제를 간접 가열함으로써 접착제가 굳어 유동성이 떨어지는 것을 막고 유동성을 확보할 수 있다. 이에 따라 하부 소재(100) 부착면 전체에 균일한 두께로 접착제가 도포될 수 있다.

상기 소재 접합장치(1)는 장치의 바닥을 이루는 베이스 플레이트(10)와, 장치의 외곽을 이루는 프레임부와, 하부 소재(100)를 고정하여 가열하는 하부 소재 가열보드(20) 및 상부 소재(200)를 고정하는 상부 소재 가열보드(30)를 포함할 수 있다.

상기 베이스 플레이트(10)는 장치의 바닥을 이루면서 그 상부에서 하부 소재(100)와 상부 소재(200)가 접합할 수 있도록 지지한다.

상기 프레임부는 사이드 프레임(41) 및 상부 프레임(42)을 포함하고, 상기 사이드 프레임(41)은 베이스 플레이트(10)의 양측에 수직방향으로 설치된다. 상기 상부 프레임(42)은 사이드 프레임(41)의 상부에서 수평방향으로 설치된다.

상기 하부 소재 가열보드(20)는 베이스 플레이트(10)에 배치되어 하부 소재(100)를 지지하고, 하부 소재(100)에 열을 가해 하부 소재(100)에 도포된 접착제를 간접 가열할 수 있다.

상기 상부 소재 가열보드(30)는 하부 소재 가열보드(20)의 상부에 배치되어 상부 소재(200)를 지지하고, 상하로 이동되어 상부 소재(200)를 하부 소재(100)에 가압 밀착시킬 수 있다.

본 실시예에서, 상기 소재 접합장치(1)는 하부 소재(100)를 상기 하부 소재 가열보드(20)에 고정하고, 상부 소재(200)를 상기 상부 소재 가열보드(30)에 고정한다. 상기 하부 소재(100)의 표면에 접착제를 도포한 후, 상기 하부 소재 가열보드(20)에 상부 소재 가열보드(30)가 하강하여 하부 소재(100)와 상부 소재(200)를 서로 밀착시킴으로써 하부 소재(100)와 상부 소재(200)를 접합할 수 있다.

상기 하부 소재(100) 및 상부 소재(200)의 접합 시 하부 소재(100)에 열이 전달되어 접착제를 간접적으로 가열할 수 있다. 하부 소재(100)의 접착제에 열을 가함에 있어서, 하부 소재(100)를 통해 접착제에 열을 가할 수 있다.

상기 하부 소재 가열보드(20)와 상부 소재 가열보드(30)는 각각 상하방향으로 승하강되는 구조이다. 상기 상부 소재 가열보드(30)는 상부 소재(200)를 고정한 상태로 상기 하부 소재 가열보드(20)를 향해 하강함으로써 상부 소재(200)를 하부 소재(100)에 접합시킬 수 있다.

이에 따라, 상기 상부 프레임(42)에 설치되고 상기 상부 소재 가열보드(30)에 연결되어 상부 소재 가열보드(30)를 승하강시키는 상부 실린더(43)를 더 포함할 수 있다.

상기 상부 소재 가열보드(30)는 그 양측이 연결부재(44)를 매개로 상기 사이드 프레임(41)에 연결되어 연결부재(44)와 함께 사이드 프레임(41)을 따라 승하강할 수 있다. 상기 상부 실린더(43)는 상부 프레임(42)에 고정된 상태로 실린더 로드(43a)의 단부가 상기 상부 소재 가열보드(30)에 연결된다. 이에 따라 상기 실린더 로드(43a)의 신축을 통해 이와 연결된 상기 상부 소재 가열보드(30)가 승하강할 수 있다.

또한, 실험용 시편으로 사용되는 상기 하부 소재(100)는 일자형의 플레이트로 그 표면에 접착제가 도포될 수 있다. 실험용 시편으로 사용되는 상기 상부 소재(200)는 'ㄴ'자형의 직각으로 절곡된 플레이트로 상기 하부 소재(100)의 상부에 상부 소재(200)의 수평부(200a)가 접촉됨으로써 하부 소재(100)와 상부 소재(200)는 접합될 수 있다.

상기 하부 소재 가열보드(20) 및 상부 소재 가열보드(30)는 각각 하부 소재(100) 및 상부 소재(200)를 고정한 상태로 가열할 수 있다.

즉, 상기 소재 접합장치(1)는 하부 소재(100)를 고정하면서 가열할 수 있다. 하부 소재(100)의 가열을 통해 하부 소재(100)에 도포되는 접착제를 간접 가열함으로써 접착제의 유동성을 확보할 수 있다. 이에 따라 하부 소재(100)에 도포되는 접착제가 하부 소재(100)와 상부 소재(200)의 접합 시 균일한 상태를 유지할 수 있다.

도 3은 본 실시예에 따른 소재 고정보드 및 베이스 플레이트를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4는 본 실시예에 따른 소재 위치 정렬부를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 하부 소재 가열보드(20)는 고정되는 하부 소재(100)를 가열하기 위해 하부 소재 가열보드(20) 판면에 적어도 하나 이상 간격을 두고 설치되는 가열 블록(21)을 더 포함할 수 있다.

상기 가열 블록(21)은 고정된 하부 소재(100)를 가열할 수 있도록 전기저항 발열체(도시되지 않음)를 수용하면서 전기저항 발열체에 외부 전원을 공급하는 전원 케이블(22)이 연결된 구조이다.

상기 전원 케이블(22)에 전원을 공급하여 상기 가열 블록(21)에 내장된 전기저항 발열체의 온도를 높여 줄 수 있다. 상기 전기저항 발열체의 발열로 인해 상기 가열 블록(21)의 온도가 상승될 수 있다. 이에 따라 상기 가열 블록(21)을 통해 이에 고정되는 하부 소재(100)를 가열할 수 있다.

또한, 상기 하부 소재 가열보드(20)는 상기 가열 블록(21)에 하부 소재(100)가 고정될 수 있도록 설치되는 하부 소재 고정부(50)를 더 포함할 수 있다. 상기 하부 소재 고정부(50)는 하부 소재(100)를 상기 가열 블록(21)에 견고한 상태로 고정할 수 있다.

상기 하부 소재 고정부(50)는 진공 흡입홀(51) 및 공기 흡입관(52)을 포함할 수 있다. 상기 진공 흡입홀(51)은 하부 소재(100)가 접촉되는 상기 가열 블록(31)의 상부면에 형성된다. 상기 진공 흡입홀(51)을 통해 하부 소재(100)를 흡입하여 가열 블록(21)에 고정할 수 있다. 상기 공기 흡입관(52)은 진공펌프(도시되지 않음)의 동작으로 상기 가열 블록(21) 내의 공기를 흡입할 수 있도록 가열 블록(21)에 연결설치된다.

상기 진공펌프의 작동으로 가열 블록(21) 내부의 공기를 흡입하게 되면, 상기 가열 블록(21)의 상부에 형성된 진공 흡입홀(51)에 흡착력이 발생한다. 상기 진공 흡입홀(51)의 흡착력을 통해 상기 가열 블록(21)에 하부 소재(100)를 고정할 수 있다.

상기 공기 흡입관(52)은 공기의 흡입을 제어하여 하부 소재(100)를 고정하거나 고정해제하는 제어 밸브(53)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어 밸브(53)가 열린 상태에서는 상기 가열 블록(21) 내부의 공기를 흡입함으로써 상기 진공 흡입홀(51)을 통해 하부 소재(100)를 고정할 수 있다. 반대로, 상기 제어 밸브(53)가 닫힌 상태에서는 상기 가열 블록(21) 내부의 공기 흡입이 정지되기 때문에 진공 흡입홀(51)을 통해 부착된 하부 소재(100)의 고정을 해제할 수 있다.

즉, 하부 소재(100)와 상부 소재(200)의 접합 시에는 상기 제어 밸브(53)가 열린 상태를 유지함으로써 하부 소재(100)를 고정할 수 있다. 하부 소재(100)와 상부 소재(200)의 접합이 종료되고, 상기 제어 밸브(53)를 닫아줌으로써 하부 소재(100)의 고정을 해제할 수 있다.

또한, 상기 하부 소재 가열보드(20)는 그 판면에 고정되는 하부 소재(100)의 위치를 정렬하여 상부 소재(200)와의 접합위치를 맞추기 위한 소재 위치 정렬부(60)를 더 포함할 수 있다.

상기 소재 위치 정렬부(60)는 상기 베이스 플레이트(10)에 설치되고, 하부 소재(100) 크기에 대응하여 소재 외측을 따라 배치되는 가이드부재(61), 상기 하부 소재 가열보드(20)에 형성되며, 상기 가이드부재(61)와 대응되는 위치에 형성되는 슬롯(62), 및 상기 사이드 프레임(41)의 하부에 설치되어 상기 하부 소재 가열보드(20)에 연결됨으로써 상기 베이스 플레이트(10)에 대해 하부 소재 가열보드(20)를 승하강시키는 사이드 실린더(63, 도 1 참조)를 포함할 수 있다.

상기 소재 위치 정렬부(60)는 하부 소재(100)와 상부 소재(200)와의 접합위치를 맞추기 위한 것으로, 상기 가이드부재(61)와 슬롯(62)을 통해 하부 소재(100)가 놓여질 위치를 규제할 수 있다.

상기 하부 소재 가열보드(20)는 그 양측이 연결부재(44)를 매개로 상기 사이드 프레임(41)에 연결되어 연결부재(44)와 함께 사이드 프레임(41)을 따라 승하강할 수 있다. 상기 사이드 실린더(63)는 사이드 프레임(41)의 하단에 설치된 상태로 사이드 실린더(63)의 실린더 로드(63a) 단부가 상기 연결부재(44)에 연결된다. 상기 실린더 로드(63a)의 작동으로 상기 하부 소재 가열보드(20)는 승하강할 수 있다.

즉, 상기 하부 소재 가열보드(20)를 하강시켜 상기 베이스 플레이트(10)에 접촉시키면, 상기 슬롯(62)을 통해 베이스 플레이트(10)의 상기 가이드부재(61)가 돌출된다. 상기 가이드부재(61)는 하부 소재(100)를 상기 가열 블록(21) 위에 정위치 시킨다. 정확한 소재의 고정 위치가 셋팅된 상태로 상기 가열 블록(21) 상에 하부 소재(100)를 흡착하여 고정한다. 상기 하부 소재(100)의 고정 완료 후, 상기 하부 소재 가열보드(20)를 상승시켜 소재의 접합 위치로 이동한다.

또한, 상기 상부 소재 가열보드(30)는 고정되는 상부 소재(200)를 가열하기 위해 상기 상부 소재 가열보드(30) 판면에 적어도 하나 이상 간격을 두고 설치되는 가열 블록(31)을 더 포함할 수 있다.

상기 가열 블록(31)은 고정된 상부 소재(200)를 가열할 수 있도록 전기저항 발열체를 수용하면서 전기저항 발열체에 외부 전원을 공급하는 전원 케이블(32)이 연결될 수 있다. 상기 전원 케이블(32)은 가열 블록(31)에 연결되어 외부 전원을 공급함으로써 전기저항 발열체를 발열시킬 수 있다.

상기 전원 케이블(32)에 전원을 공급하여 상기 가열 블록(31)에 내장된 전기저항 발열체의 온도를 높여 줄 수 있다. 상기 전기저항 발열체의 발열로 인해 상기 가열 블록(31)의 온도가 상승될 수 있다. 이에 따라 상기 가열 블록(31)을 통해 이에 고정되는 상부 소재(200)를 가열할 수 있다.

도 3은 본 실시예에 따른 소재 고정보드 및 베이스 플레이트를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 5는 본 실시예에 따른 상부 소재가 고정되는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3과 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 상부 소재 가열보드(30)는 상기 가열 블록(31)에 상부 소재(200)가 고정될 수 있도록 설치되는 상부 소재 고정부(70)를 더 포함할 수 있다. 상기 상부 소재 고정부(70)는 상부 소재(200)를 상기 가열 블록(31)에 견고한 상태로 고정할 수 있다.

상기 상부 소재 고정부(70)는 상부 소재(200)의 접착부가 상기 가열 블록(31)에 접촉되면서 상부 소재(200)의 일부가 삽입됨으로써 상부 소재(200)를 고정하는 고정홀(71) 및, 상기 고정홀(71)의 양측부에 각각 적어도 하나 이상 배치되고 상부 소재 가열보드(30)에 설치되어 고정홀(71)에 삽입되는 상부 소재(200)의 양 측을 밀어 고정하는 볼 플런저(72)를 포함할 수 있다.

상기 상부 소재(200)가 ??자형을 이루기 때문에 그 수직부(200b)가 상기 고정홀(71)에 삽입 고정될 수 있다. 상기 고정홀(71)에 삽입된 상부 소재(200)의 수직부(200b)를 고정하기 위해 고정홀(71)을 두고 마주하는 다수개의 상기 볼 플런저(72)가 상부 소재 가열보드(30)에 설치된다.

상기 볼 플런저(72)는 그 전방에 설치된 볼(72a)이 후방의 스프링(72b)에 의해 지지되면서 전후진 작동할 수 있다. 상기 볼(72a)이 상기 고정홀(71)에 삽입되는 상부 소재(200)의 양 측을 밀어줌으로써 상부 소재(200)의 일 부분이 고정홀(71) 내에서 고정된다. 상기 볼(72a)이 후방의 스프링(72b) 힘으로 상부 소재(200)의 양 측에 탄력적으로 접촉되어 상부 소재(200)를 고정할 수 있다.

도 6은 본 실시예에 따른 소재 접합장치에 의해 상부 소재와 하부 소재가 접합되는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 우선 상기 하부 소재 가열보드(20)에 하부 소재(100)를 고정하고 상기 상부 소재 가열보드(30)에 상부 소재(200)를 고정한다. 상기 하부 소재 가열보드(20)의 가열 블록(21)을 통해 고정된 하부 소재(100)에 열을 가한다. 상기 상부 소재 가열보드(30)의 가열 블록(31)을 통해 고정된 상부 소재(200)에 열을 가한다(a).

상기 하부 소재 가열보드(20)가 접착 위치로 상승된 상태에서 하부 소재(100)에 접착제(B)를 도포한다. 상기 접착제(B)는 하부 소재(100)의 가열을 통해 간접 가열됨으로써 그 유동성을 확보할 수 있다(b).

상기 하부 소재 가열보드(20)로 상부 소재 가열보드(30)가 하강하여 하부 소재(100)에 상부 소재(200)를 접합한다(c).

접착제(B)의 유동성이 확보된 상태에서 일정 시간 경과 후, 상기 하부 소재 가열보드(20)에서 하부 소재(100)의 고정을 해제한 다음, 상기 상부 소재 가열보드(30)가 승강하면, 접합된 상부 소재(200)와 하부 소재(100)가 함께 승강하게 된다. 이 과정에서 하부 소재(100)는 자연스럽게 상기 하부 소재 가열보드(20)에서 이탈된다(d).

도 7은 본 실시예에 따른 소재 접합방법에 의해 상부 소재와 하부 소재가 접합되는 단계를 도시한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 두 소재를 접합하는 소재 접합방법은 소재 고정단계(S1)와 소재 가열단계(S2)와 접착제 도포단계(S3)와 소재 접합단계(S4) 및 소재 인출단계(S5)를 거치게 된다.

상기 소재 고정단계(S1)는 승하강 가능한 하부 소재 가열보드(20)의 가열 블록(21)에 하부 소재(100)를 고정한다. 승하강 가능한 상부 소재 가열보드(30)의 가열 블록(31)에 상부 소재(200)를 상기 하부 소재(100)와 마주보도록 고정한다.

상기 소재 가열단계(S2)는 상기 가열 블록(21)에 전원을 공급하여 하부 소재(100)를 가열한다.

상기 접착제 도포단계(S3)는 상기 하부 소재 가열보드(20)에 고정된 하부 소재(100)의 표면에 접착제(B)를 도포함으로써 도포된 접착제(B)가 가열된 하부 소재(100)에 의해 간접 가열되도록 한다.

상기 소재 접합단계(S4)는 상기 상부 소재 가열보드(30)를 하강시켜 상부 소재(200)를 하부 소재(100)에 접촉시킴으로써 상부 소재(200)와 하부 소재(100) 사이의 접착제(B)가 예열된 상태를 유지하면서 서로 접합되게 한다.

상기 소재 인출단계(S5)는 상기 하부 소재 가열보드(20)의 가열 블록(21)에 고정된 하부 소재(100)의 고정을 해제하여 상기 상부 소재 가열보드(30)의 승강 시 접합된 상부 소재(200)와 하부 소재(100)를 승강시킨 후, 상기 상부 소재 가열보드(30)에서 접합된 상부 소재(200)와 하부 소재(100)를 인출한다.

상기 접착제 도포단계(S3)에서 하부 소재(100)의 가열을 통해 접착제(B)를 간접 가열함으로써 접착제(B)의 유동성을 확보하여 하부 소재(100) 부착면 전체에 균일한 두께로 접착제(B)가 도포될 수 있다.

또한, 상기 소재 고정단계(S1)에서 상기 하부 소재 가열보드(20)에 고정되는 하부 소재(100)의 위치를 정렬하여 상부 소재(200)와의 접합위치를 맞추기 위한 소재 위치 정렬단계를 더 포함할 수 있다.

상기 소재 위치 정렬단계는 하부 소재(100)를 상기 하부 소재 가열보드(20)에 고정하기 전에 진행된다. 상기 하부 소재 가열보드(20)는 하강을 통해 하부 소재(100)가 고정되는 위치의 주변에 가이드부재(61)가 상승하게 함으로써 하부 소재(100)의 위치를 정렬할 수 있다.

상기 가이드부재(61)는 하부 소재(100)의 크기에 대응됨으로써 하부 소재(100)의 위치를 정렬할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 접착제 도포단계(S3)에서 상기 하부 소재 가열보드(20)의 가열 블록(21)이 하부 소재(100)를 가열한다. 이에 따라 하부 소재(100)의 표면에 도포된 접착제(B)를 간접 가열함으로써 그 굳는 속도를 일정하게 유지할 수 있다.

또한, 상기 소재 가열단계(S2)에서 상부 소재(200)를 고정하는 상기 상부 소재 가열보드(30)에 전원을 공급하여 상부 소재(200)를 가열하는 과정을 더 포함할 수 있다.

하부 소재(100)와 상부 소재(200)의 가열을 통해 접착제(B)를 간접 가열함으로써 접착제(B)가 빨리 응고되는 것을 막아주기 때문에 접착제(B)의 두께제어를 효과적으로 진행할 수 있다.

상기 소재 인출단계(S5)를 통해 인출된 상부 소재(200)와 하부 소재(100)는 차례로 고정하여 오븐에 수용한 후, 베이킹 작업을 진행한다. 이에 따라 접착제(B)의 응고가 진행되면서 상부 소재(200)와 하부 소재(100)의 접합이 마무리된다.

상기의 공정은 준비된 하부 소재(100)와 상부 소재(200)의 접합 완료 시까지 지속적으로 반복되게 수행될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

1 : 소재 접합장치 10 : 베이스 플레이트
20 : 하부 소재 가열보드 21 : 가열 블록
22 : 전원 케이블 30 : 상부 소재 가열보드
31 : 가열 블록 32 : 전원 케이블
41 : 사이드 프레임 42 : 상부 프레임
43 : 상부 실린더 43a : 실린더 로드
44 : 연결부재 50 : 하부 소재 고정부
51 : 진공 흡입홀 52 : 공기 흡입관
53 : 제어 밸브 60 : 소재 위치 정렬부
61 : 가이드부재 62 : 슬롯
63 : 사이드 실린더 63a : 실린더 로드
70 : 상부 소재 고정부 71 : 고정홀
72 : 볼 플런저 72a : 볼
72b : 스프링
100 : 하부 소재 200 : 상부 소재
200a : 수평부 200b : 수직부
B : 접착제

Claims

바닥을 이루는 베이스 플레이트;
상기 베이스 플레이트의 양측에 상방향으로 설치되는 사이드 프레임, 및 상기 사이드 프레임 상부에 설치되는 상부 프레임을 포함하는 프레임부;
상기 베이스 플레이트에 배치되어 하부 소재를 지지하고, 상기 하부 소재에 열을 가해 상기 하부 소재에 도포된 접착제를 간접 가열하도록 된 하부 소재 가열보드; 및
상기 하부 소재 가열보드의 상부에 배치되어 상부 소재를 지지하고, 상하로 이동되어 상기 상부 소재를 하부 소재에 가압 밀착시키는 상부 소재 가열보드를 포함하는 실험용 소재 접합장치.
제 1 항에 있어서,
상기 상부 프레임에 설치되고 상기 상부 소재 가열보드에 연결되어 상기 상부 소재 가열보드를 승하강시키는 상부 실린더를 더 포함하는 실험용 소재 접합장치.
제 2 항에 있어서,
상기 하부 소재 가열보드는 상기 하부 소재를 가열하기 위해 상기 하부 소재 가열보드의 판면에 적어도 하나 이상 간격을 두고 설치되는 가열 블록을 더 포함하는 실험용 소재 접합장치.
제 3 항에 있어서,
상기 가열 블록은 고정된 상기 하부 소재를 가열할 수 있도록 전기저항 발열체를 수용하면서 전기저항 발열체에 외부 전원을 공급하는 전원 케이블이 연결된 구조의 실험용 소재 접합장치.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 하부 소재 가열보드는 상기 가열 블록에 상기 하부 소재가 고정될 수 있도록 설치되는 하부 소재 고정부를 더 포함하는 실험용 소재 접합장치.
제 5 항에 있어서,
상기 하부 소재 고정부는 상기 하부 소재가 접촉되는 상기 가열 블록의 상부면에 상기 하부 소재를 흡입하여 고정할 수 있는 진공 흡입홀, 진공펌프의 동작으로 상기 가열 블록 내의 공기를 흡입할 수 있도록 상기 가열 블록에 연결설치되는 공기 흡입관 및 상기 공기 흡입관의 공기 흡입을 제어하여 상기 하부 소재를 고정하거나 고정해제하는 제어 밸브를 포함하는 실험용 소재 접합장치.
제 5 항에 있어서,
상기 하부 소재 가열보드와 상기 베이스 플레이트는 상기 하부 소재의 위치를 정렬하여 상기 상부 소재와의 접합위치를 맞추기 위한 소재 위치 정렬부를 더 포함하는 실험용 소재 접합장치.
제 7 항에 있어서,
상기 소재 위치 정렬부는 상기 베이스 플레이트에 설치되고, 상기 하부 소재의 크기에 대응하여 상기 하부 소재의 외측을 따라 배치되는 가이드부재, 상기 하부 소재 가열보드에 형성되며, 상기 가이드부재와 대응되는 위치에 형성되는 슬롯, 및 상기 사이드 프레임의 하부에 설치되어 상기 하부 소재 가열보드에 연결됨으로써 상기 베이스 플레이트에 대해 상기 하부 소재 가열보드를 승하강시키는 사이드 실린더를 포함하는 실험용 소재 접합장치.
제 7 항에 있어서,
상기 상부 소재 가열보드는 고정되는 상기 상부 소재를 가열하기 위해 상기 상부 소재 가열보드의 판면에 적어도 하나 이상 간격을 두고 설치되는 가열 블록을 더 포함하는 실험용 소재 접합장치.
제 9 항에 있어서,
상기 가열 블록은 고정된 상기 상부 소재를 가열할 수 있도록 전기저항 발열체를 수용하면서 상기 전기저항 발열체에 외부 전원을 공급하는 전원 케이블이 연결된 구조의 실험용 소재 접합장치.
제 10 항에 있어서,
상기 상부 소재 가열보드는 상기 가열 블록에 상기 상부 소재가 고정될 수 있도록 설치되는 상부 소재 고정부를 더 포함하는 실험용 소재 접합장치.
제 11 항에 있어서,
상기 상부 소재 고정부는 상기 상부 소재의 접착부가 상기 가열 블록에 접촉되면서 상기 상부 소재의 일부가 삽입됨으로써 상기 상부 소재를 고정하는 고정홀 및 상기 고정홀의 양측부에 각각 적어도 하나 이상 설치되어 상기 고정홀에 삽입되는 상부 소재의 양 측을 밀어 고정하는 볼 플런저를 포함하는 실험용 소재 접합장치.
접착 실험 시 접착되는 하부 소재를 하부 소재 가열보드의 가열 블록에 고정하고, 상부 소재를 상부 소재 가열보드에 하부 소재와 마주보도록 고정하는 소재 고정단계;
상기 가열 블록에 전원을 공급하여 상기 하부 소재를 가열하는 소재 가열단계;
상기 하부 소재의 표면에 접착제를 도포함으로써 도포된 접착제가 가열된 상기 하부 소재에 의해 간접 가열되도록 하는 접착제 도포단계;
상기 상부 소재 가열보드를 하강시켜 상기 상부 소재를 하부 소재에 가압 밀착시킴으로써 상기 상부 소재와 상기 하부 소재 사이의 접착제가 예열된 상태를 유지하면서 서로 접합되게 하는 소재 접합단계; 및
상기 하부 소재 가열보드의 가열 블록에 고정된 상기 하부 소재의 고정을 해제한 후, 상기 상부 소재 가열보드를 상승시켜 접합된 상기 하부 소재와 상기 상부 소재를 인출하는 소재 인출단계를 포함하는 실험용 소재 접합방법.
제 13 항에 있어서,
상기 소재 고정단계에서 상기 하부 소재 가열보드에 고정되는 상기 하부 소재의 위치를 정렬하여 상기 상부 소재와의 접합위치를 맞추기 위한 소재 위치 정렬단계를 더 포함하는 실험용 소재 접합방법.
제 13 항에 있어서,
상기 소재 가열단계에서 상기 상부 소재를 고정하는 상기 상부 소재 가열보드에 전원을 공급하여 상기 상부 소재를 가열하는 과정을 더 포함하는 실험용 소재 접합방법.