KR20190031224A - 열경화성 폴리머 유틸리티 볼트 리드의 제조방법 - Google Patents

열경화성 폴리머 유틸리티 볼트 리드의 제조방법 Download PDF

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KR20190031224A
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에드워드 제이. 버크
토마스 아트킨스
브라이언 안토니 비치
로버트 길림
존 에이. 니트
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채널 커머셜 코퍼레이션
피알씨 컴퍼지츠, 엘엘씨
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Abstract

불포화 폴리에스테르 열경화성 재료를 수지 페이스트와 혼합하는 단계, 상기 수지 페이스트를 섬유 보강 컴포지트 재료로 컴파운딩하는 단계, 컴파운딩된 상기 섬유 보강 컴포지트 재료의 성숙 단계, 성숙된 상기 화합물을 차지 패턴으로 커팅하는 단계, 리드를 형성하기 위해 저압 하에서 가열된 몰드의 몰드 캐비티에 차지 패턴을 몰딩하는 단계, 및 상기 리드를 냉각 및 기계 가공하는 단계를 포함하는 유틸리티 볼트용 섬유 보강 컴포지트 재료 리드의 제조방법. 상기 몰드는 캐비티 다이 및 상기 캐비티 다이 내에 코어 다이와 연결되도록 전단 에지를 가지는 코어 다이 및 상기 캐비티 다이 및 상기 코어 다이를 가열하기 위한 스팀 포트를 포함하고, 상기 리드는 상기 캐비티 다이와 상기 코어 다이 사이에 몰딩되고, 리드 이젝션 메커니즘에 의해 몰드로부터 제거된다.

Description

열경화성 폴리머 유틸리티 볼트 리드의 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING A THERMOSET POLYMER UTILITY VAULT LID}
본 발명은 다양한 지하 산업에 이용되는 지하 또는 그레이드 레벨 볼트용 열가소성 폴리머 리드 또는 커버 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
유틸리티에 이용되는 지하 또는 매립 볼트(vault), 피트, 챔버 또는 박스, 기밀 및 레일 라인 섹터 또는 다른 산업은 동축 또는 광학 섬유, 구리 케이블 및 가스 및 전력 라인 및 다른 도선, 산업 밸브, 와이 파이(Wi-Fi) 안테나 등을 포함할 수 있다. 지하 유틸리티용 볼드 및 피트는 손상을 복구하거나 서비스를 향상시키기 위해 개방될 필요가 있다. 일반적으로 유틸리티 볼트 및 피트는 콘크리트, 폴리머 콘크리트, 주철(cast iron), 아연 도금 강판(galvanized steel) 또는 일단에서 후크를 들어 올리거나 툴에 의해 개방되는 플라스틱 리드를 포함한다. 상기 후크는 리드 또는 커버 내의 홀을 통해 삽입되고, 볼트 또는 피트 상의 개방부로부터 리드 또는 커버를 지레로 들어올리기 위해 이용된다.
지하 유틸리티 볼트 또는 피트가 종종 인도, 곧바로(right aways), 골목길 및 스트리트 또는 다른 교통 혼잡 지역에 위치하도록 요구되기 때문에, 커버는 실질적인 로드를 견디도록 구성되어야 한다. 결과적으로, 현재 리드 또는 커버의 구성은 요구되는 로드를 견디기 위해 콘크리트, 폴리머 콘크리트 및 주철로부터 제조된다. 이들 커버 재료는 실질적인 로드를 견딜 수 있고, 다양한 교통 지역에 사용되도록 요구되는 내구성 정도를 가진다. 이들 커버 형태의 단점은, 이들은 특정 용도에서 100 파운드 이상을 초과하도록 칭량될만큼 무겁다는 것이다. 결과적으로, 이들의 무게에 기인하여, 이들은 유틸리티 볼트 또는 피트 내에 함유되는 장치 내부에 추가적인 서비스의 복구, 유지 또는 추가를 위해 제거하기 어렵다. 무거운 커버는 커버의 제거 및 재설치 동안 작업자에게 부상 또는 다른 척추 문제를 일으킬 수 있다.
또한, 유틸리티 볼트 및 피트 커버는 플라스틱으로 제조되지만, 이들이 덜 로드되는 지역, 즉 그린벨트에서의 사용 또는 야드에의 적용이 제한된다. 플라스틱 리드를 구비하는 문제는, 이들은 실절적인 로드를 견딜 수 없기 때문에, 용도가 제한되고, 웨트 벌스 폴리머(wet versus polymer)가 커버되는 경우에, 플라스틱 리드가 낮은 마찰계수를 제공한다는 것이다. 결과적으로, 경량이지만, 실질적인 로드를 견딜 수 있고, 현재 이용 가능한 커버보다 개선된 슬립 내성을 제공하는 내구성이 있는 새로운 유틸리티 볼트 및 피트 커버 디자인이 필요하다.
실시형태에서 본 발명은, 더 가볍고, 더 강한 감소된 중량 및 증가된 강도의 커버를 생성하는 섬유 유리 보강 폴리머 매트릭스 재료로 제조되고, 존재하는 커버 디자인과 비교하여 제조 비용이 저렴하고, 개선된 UV 특성 및 슬립 내성을 갖는 개선된 유틸리티 볼트 커버 또는 리드를 제공한다. 리드 또는 커버는 볼트, 피트, 챔버 또는 박스 및 쉽게 말해 볼트로서 여기에 언급될 수 있는 모두에 이용된다. 볼트는, 예컨대 지하, 매립되거나 그레이드 레벨인 유틸리티, 시큐리티, 가스 및 레일을 포함하는 다수의 산업에서 이용된다.
섬유 유리 보강 폴리머 매트릭스(FRPM) 재료는 불포화 폴리에스테르 열경화성 수지 매트릭스, 유리 섬유 보강재 및 무기 또는 미네랄 필러로 이루어지는 섬유 보강 폴리머 재료이다. 추가적인 성분은 UV 억제제, 경화 개시제, 증점제, 공정 첨가제 및 이형제를 포함하는 저프로파일(low-profile) 첨가제이다. 포뮬레이션은 열 및 압력 하에서 경화되는 경우에 교차 결합 반응을 겪는다. 커버용 섬유 보강 폴리머 재료는 넓은 범위의 온도에 걸쳐서 원래 재료의 특성 및 치수적 정확성을 유지할 것이다. 커버는 평균적으로 콘크리트 및 폴리머 콘크리트보다 50 퍼센트 더 가볍고, 주철보다 65 퍼센트 더 가볍다.
섬유 보강 폴리머 재료는 연속 시트로 제조되고, 수지 페이스트는, 수지 페이스트가 바로 아래에 통과하는 움직이는 캐리어 막 상에 증착되는 닥터 박스(doctor box)로 전달된다. 유리 섬유 로빙(rovings)은 수지 커버된 캐리어 막 상에 회전 커터로 공급된다. 촙드(chopped) 섬유는 수지 페이스트 상에 임의로 증착된다. 제2 캐리어 막은 수지 페이스트로 코팅되고, 촙드 섬유의 최상부에서 수지 측에 놓인다. 그 후, 상기 층은, 유리 섬유가 수지 페이스트와 통합되고, 공기가 시트로부터 제거되는 일련의 압축 롤러를 통해 보내진다. 섬유 보강 폴리머 재료 시트는 소망하는 몰딩 점도에 도달될 때까지 실온에서 유지된다.
폴리머 재료가 성형할 준비가 되었을 때, 소정의 사이즈의 피스로 커팅된다. 그 후, 커팅된 피스는, 몰드 캐비티를 충전하기에 최적의 형태 및 체적인 차지 패턴(charge pattern)으로 스택 및 어셈블링된다. 그 후, 몰드는 폐쇄되고, 폴리머 재료는 압축된다. 몰드는 커버를 경화시키도록 소정의 시간 동안 폐쇄된다. 경화 후, 몰드는 개방되고, 커버는 인테그랄 이젝터 핀을 이용하여 더 낮은 몰드 면으로부터 이젝팅된다. 커버는 임의의 필요한 기계적 조작 전에 실온까지 냉각된다. 제조 공정은 로봇 공학을 이용하여 자동화될 수 있다.
제조 공정은 몰드를 가열하기 위해 스팀 포트를 포함시키는 몰드 디자인과 조합하는 저압 몰딩을 포함하고, 더 낮은 몰드 비용, 더 낮은 재료 비용 및 더 빠른 사이클 시간을 야기한다. 몰드 디자인은 감소된 중량 및 개선된 성능의 리드를 제조하면서, 더 낮은 제조 비용을 야기하는 더욱 빠른 사이클 시간을 제공하는 저압 몰딩을 가능하게 한다.
커버는, 평평하고, 볼트 상에 그 설치된 조건이 그레이드를 갖는 최상면으로 이루어진다. 커버 또는 리드의 하부측은 리세스된 내부 영역 또는 캐비티를 갖는 외측 림(outer rim)을 갖는다. 캐비티는 필요에 따라 스루홀 및 악세서리의 부착을 가능하게 하는 특징(feature)을 포함한다. 리드의 하부는 로드를 전달하고, 로드 하에서 외측 림으로의 휨을 최소화하기 위해 캐비티 내에 연속 지지 리브(continuous support ribs)를 갖는다. 외측 림은 볼트, 프레임 또는 다른 형태의 지지 리세스에 의해 지지된다. 실시형태에서, 리브는 리드에 강도를 제공하기 위해 림까지 캐비티의 수명(span) 동안 연속된다.
커버 리드의 최상면은 다양한 깊이에서 특징의 패턴에 의해 생성되는 표면 상태 또는 텍스처를 갖는다. 평평한 표면의 깊이 변화는 수지가 풍부한 면을 생성하는 표면으로부터 재료의 유리 성분을 밀어내기 위해 표면으로부터 약간의 돌출부(protrusion)를 생성한다. 또한, 상부면은 리드의 표면에서 공격적인 전이가 가능하도록 높이를 변화시키는 형태를 갖는 일련의 보스(boss)를 갖는다. 이들 형태는 추가적인 에지면이 커버의 상부와 접촉하게 될 수 있는 이동면을 그립하도록 패턴으로 배열된다. UV 개시제, 보스 디자인 및 표면 텍스처링의 조합은 개선된 UV 특성을 생성하고, 유리 섬유의 블루밍(blooming)을 억제한다. 표면 텍스처링과 함께, 보스, 스페이싱 및 앵글의 증가는 그립면의 마찰계수를 향상시켜 개선된 슬립 내성을 야기한다.
커버 또는 리드는 볼트에 리드를 고정하기 위해 "L-볼트(L-bolt)" 또는 "스루-볼트(thru-bolt)"를 설치하도록 디자인된다. 또한, 셀프-래칭 잠금 어셈블리(Self-latching locking assemblies)가 포함될 수 있다. 또한, 리드는 볼트로부터 리드를 제거하는데 이용되는 픽 홀 유지 컵(pick hole retaining cup)의 설치를 가능하게 하는 특징을 포함한다.
본 발명의 이들 및 다른 특징은 하기 상세한 설명 및 첨부하는 도면을 참조함으로써 더 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 섬유 보강 폴리머 재료 유틸리티 볼트 또는 피트 커버 또는 리드의 실시형태의 투시도이다;
도 2는 섬유 유리 보강 폴리머 재료를 제조하기 위한 컴파운딩 공정의 도식이다;
도 3은 리드를 제조하기 위한 몰드의 단면도이다;
도 4는 도 3의 몰드의 상세도이다;
도 5는 도 3의 몰드의 상세도이다;
도 6은 도 3의 몰드의 상세도이다;
도 7은 유틸리티 볼트 상에 위치하는 리드의 투시도이다;
도 8은 리드의 하부면의 투시도이다;
도 9는 도 7의 단면측도이다;
도 10은 다른 하부뷰의 리드 디자인의 투시도이다;
도 11은 도 8의 단면도이다;
도 12는 리드의 상부면의 상세도이다;
도 13은 도 12의 리드의 표면의 단면 상세도이다;
도 14는 리드의 투시도이다;
도 15는 리드의 L-볼트 부착의 상세도이다;
도 16은 리드의 플랜지 부착의 상세도이다;
도 17은 리드의 셀프-래칭 부착 메카니즘의 상세도이다;
도 18은 리드의 픽 홀 유지 컵의 상세도이다; 또한
도 19는 자동화된 제조 방법의 개략도이다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 실시형태는 불포화 폴리에스테르 열경화성 수지 매트릭스, 유리 섬유 보강재 및 무기 또는 미네랄 필러로 이루어지는 섬유 보강 폴리머 재료 유틸리티 볼트 또는 피트 커버 또는 리드(10)이다. 본 발명은 리드 또는 커버이고, 이들 용어는 명세서에서 사용되는 상호 교환 가능한 용어인 유틸리티 볼트 또는 피트와 상호 교환 가능하게 사용된다고 이해되어야 한다. 매트릭스는 저프로파일 첨가제, 경화 개시제, 증점제, 공정 첨가제 및 이형제를 더 포함한다. 첨가제는 UV 억제제를 포함한다. 추가 성분은 재료의 가공성 및 리드의 성능을 향상시키도록 이용된다. 약 30% 미만의 섬유 유리 보강 폴리머 매트릭스 포뮬레이션은 불포화 폴리에스테르 수지 및 열가소성 첨가제를 포함하는 석유계 제품이고, 나머지는 무기 또는 미네랄 필러 및 예컨대 1인치 길이로 촙드되는 보강 유리 섬유이다. 미네랄 필러는, 예컨대 알루미나 트리하이드레이트, 칼슘 카보네이트, 탈크 또는 클레이를 포함할 수 있다. 폴리머 재료는 열 및 압력 하에 경화되는 경우에 교차 결합 반응을 겪는다. 우수한 내열성은 모든 열경화성 재료의 특성이고, 이들은, 한번 화합물이 뻣뻣한 고체로 경화되면 증가된 온도에서 부드러워지지 않고, 저온에서 잘 부러진다는 점에서 열가소성 재료와 다르다. 리드는 넓은 범위의 온도에 걸쳐서 치수적 정확성 및 본래의 재료 특성을 유지한다. UV 내성은, 풍화에 대한 최상의 결과를 얻기 위해 알루미나 트리하이드레이트 필러 및 주름 억제용 저프로파일 첨가제로서 폴리스티렌, 오르토프탈 수지(orthophthalic resin)를 이용하는 것과의 조합을 통해 최적화된다. 무기 필러, 예컨대 알루미나 트리하이드레이트를 이용하는 것과 결합되는 저레벨의 유기 재료는 난연성이 높은 재료를 생성한다. 방법으로서 UL Bulletin 94 프로토콜을 이용하여, 재료는 가장 높게 가능한 5V 인화성 분류에서 수행된다.
도 2를 참조하여, 섬유 유리 보강 폴리머 매트릭스는 연속 시트(12)로 제조된다. 혼합된 수지 페이스트(14)는, 닥터 박스 바로 아래에 통과하는 움직이는 캐리어 막(18) 상에 증착되는 닥터 박스(16)로 전달된다. 닥터 박스는 캐리어 막에 적용되는 수지 페이스트의 양을 제어한다. 유리 섬유 로빙(20)은 수지가 커버된 캐리어 막 상에 회전식 커터(22)로 공급된다. 촙드 섬유 유리 섬유(24)는 수지 페이스트 상에 임의로 증착된다. 증착되는 촙드 섬유 유리의 양은 커터 및 캐리어 막의 속도에 의해 제어된다. 촙핑 조작의 하류에서, 제2캐리어 막(26)은 제2 닥터 박스(16)에 의해 수지 페이스트(14)로 코팅되고, 촙드된 섬유(24)의 상부 상에 수지가 놓인다. 이 공정은 수지 페이스트 및 유리 섬유 샌드위치를 생성하고, 그 후 일련의 압축 롤러(28)를 통해 보내지고, 상기 유리 섬유는 수지 페이스트로 웨팅되고(wet out), 섬유 유리 및 수지의 균질한 시트를 제조하기 위해 시트(12) 밖으로 공기를 스퀴징한다.
섬유 유리 보강 폴리머 매트릭스 시트가 몰딩에 이용될 수 있기 전에, 반드시 성숙(mature)되어야 한다. 이러한 성숙 시간은 상대적으로 낮은 점도의 수지를 화학적으로 증점화 하기 위해 필요하다. 시트는 소망되는 몰딩 점도에 도달될 때까지 실온에서 유지된다. 시트가 몰딩될 준비가 되었을 때, 소정의 사이즈의 피스로 커팅된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 그 후 커팅된 피스는 몰드(31) 내의 몰드 캐비티를 충전하기 위해 최적의 형태 및 체적인 차지 패턴(30)으로 스택 및 어셈블리된다. 그 후, 차지 패턴은 정확한 차지 중량을 확인하기 위해 칭량된다. 그 후, 미리 어셈블리된 차지(preassembled charge)는 소정의 위치에서 가열된 몰드면(34) 상에 위치하게 된다. 몰드(31)는 캐비티 다이(cavity die)(32) 및 코어 다이(core die)(36)를 포함하는 기계 스틸 다이의 매칭된 세트이다. 몰드 캐비티는 캐비티 다이와 코어 다이 사이에 위치된다.
몰드는, 예컨대 스팀에 의해 가열된다. 차지가 몰드 캐비티 내에 위치된 후, 몰드는 폐쇄되고, 차지는 압축된다. 섬유 보강 폴리머 매트릭스 재료는 유동 가능한 화합물이고, 열 및 압력 하에 두꺼운 페이스트에서 매우 낮고, 최적화된 점도의 점탄성 상태의 액체로 변형된다. 재료는 몰드 캐비티를 충전하기 위해 흐른다. 도 4에 도시된 바와 같이, 캐비티 다이(32) 및 코어 다이(36)는, 코어 다이에 캐비티 다이를 넣기 위해 코어 다이와 캐비티 다이 사이에 갭을 제공하는 텔레스코핑 전단 에지(38)에 의해 접속된다. 텔레스코핑 전단 에지는 재료가 공정의 몰딩 또는 압축 상태 동안 조절되게 한다. 전단 에지의 공간(clearance)은 재료의 유동 선단(material flow front)의 앞에서 공기의 배출을 가능하게 한다. 전단 에지의 작은 공간은 공기를 빠져 나가게 하지만, 너무 작아서 뚜렷한 양의 폴리머 재료가 통과하지 못한다. 몰드는 커버를 경화시키기 위한 소정량의 시간 동안 폐쇄가 유지된다. 경화 후, 몰드는 개방되고, 커버는 인테그랄 이젝터 핀을 이용하여 코어의 몰드 표면으로부터 이젝팅된다. 고온 성형된 리드는 냉각 랙에 위치되고, 기계적 조작 전에 실온까지 냉각된다.
다시 도 3을 참조하면, 몰드(31)는 피니싱된 몰드 부분을 이젝팅하기 위한 이젝터 시스템(40)을 포함한다. 몰드는, 예컨대 A-36 툴 스틸로 제조될 수 있지만, 다른 재료도 이용될 수 있다. 코어 다이 및 캐비티 다이는 툴에서, 예컨대 얼라인먼트 핀 및 부싱(bushings)의 성분으로 얼라이닝된다. 스톱 패드(stop pad)는 부분의 두께를 제어하기 위해 이용된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 코어 다이 및 캐비티 다이는 블록의 온도를 제어하기 위한 수단이 제공된다. 예컨대, 스팀 포트(41)가 포함될 수 있다. 몰드의 온도는 써모커플(thermocouple)(42)를 이용하여 모니터링된다. 스팀 포트는 압력을 유지하고, 스팀을 제어하기 위해 밀봉판(50)으로 밀봉되고, 외주(48)에 의해 둘러싸이는 내부 지지체(46)를 갖는 밀봉된 캐비티(44)이다. 스팀 포트는 코어 다이 및 캐비티 다이 모두에 이용되고, 스팀이 몰드 표면(34)에 일정하고 균일한 열 전달을 제공하기 위해 이용되도록 한다. 스팀 포트 캐비티의 표면적은 드릴링된 라인과 반대로 전달을 위해 표면적을 증가시킨다. 블록의 온도를 제어하기 위한 다른 수단은 오일 또는 전기적 열 요소로 사용되는 슬롯(slot) 또는 드릴링된 홀(drilled hole)을 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 이젝터 시스템(40)은 몰딩 공정의 종결 시에 코어 다이(36)의 몰딩부를 누르기 위해 이용되는 이젝터 핀(ejector pin)(52)을 포함한다. 이젝터 시스템은 코어 다이로부터 리프팅되는 부분의 저부 또는 코어 다이의 상부로 플러시(flush)되는 이젝터 핀의 그룹을 누르는 이젝터 판(ejector plate)(54)을 포함한다. 이젝터 핀(52)은 이젝터 핀의 헤드를 포획하기 위해 카운터 보드 홀(counter bored hole)을 갖는 리테이너 판(retainer plate)(56)을 이용하여 이젝터 판(54) 상에 유지된다. 이젝터 판 어셈블리는 가이드 핀(58) 및 부싱(bushing)(60)을 이용하여 가이딩된다. 이젝터 판은 몰딩 사이클에 의해 제어되는 유압식 실린더(hydraulic cylinder)(61)(도 3)에 의해 작동된다(actuate). 이젝터 판의 작동은 장치 내에서 녹아웃 바(knockout bar) 또는 체인 폴(chain poles)과 같은 다른 수단에 의해 얻어질 수 있다. 이젝터 판 어셈블리는 레일(62), 지지 기둥(support pillar)(64) 및 저부 판(bottom plate)(66)에 의해 지지된다. 또한, 이젝터 판은 스팀으로 드릴링된 홀을 갖는 몰드를 가열하기 위해 공급된다.
몰드 어셈블리의 상부, 저부 및 측부는 공정에 요구되는 열을 유지하기 위해 절연될 수 있다. 또한, 부분을 제조하기 위해 기계식 또는 유압식 프레스로부터의 열이 절연된다.
본 발명의 실시형태의 제조 공정의 실시예
혼합 및 저장
폴리머 포뮬레이션
성분 바람직한% 범위
폴리에스테르 수지 23.25 10-40%
폴리스티렌 (주름 억제) 11.46 5-30%
촉매 0.39 0.1-8%
억제제 (PBQ) 0.26 0.1-8%
섬유 웨팅 첨가제 0.35 0.1-8%
(Fiber Wetting Additive)
아연 스테아레이트 (이형제) 1.21 0.1-8%
무기 필러 24.99 15-50%
마그네슘 산화물 (증점제) 1.21 0.1-8%
UV 안정성 안료 (회색) 1.89 0.1-10%
섬유 유리 (0.5" - 2" 촙드) 35.0 5-60%
폴리머 포뮬레이션은 자동화 전달 시스템으로 입력된다. 이 시스템은 모든 성분을 함께 혼합하고, 폴리머 매트릭스를 저장한 후, 이를 컴파운더, 예컨대 Schmidt and Heinzmann (S&H) 컴파운더에 전달시킨다.
포뮬레이션은 재료가 균질한 것이 보증되도록 혼합된다. 컨드롤러는 첨가 순서, 체류 시간, 블레이드 속도 및 혼합 온도를 조작한다. 페이스트 매트릭스 혼합 사이클의 완료 후, 소정의 페이스트가 홀딩 탱크(holding tank)로 방출되기 전에 교정시키기 위해 몇 번의 시험이 수행된다. 홀딩 탱크의 최초 기능은 저장이다. 저장 공정 동안, 페이스트 매트릭스는 저 전단 혼합 블레이드(low shear mixing blades)에 의해 교반된다. 날씨가 65 F degrees 미만인 경우, 워터 블랭킷(water blanket)은 페이스트가 온도를 일지 않는 것을 보증하기 위해 이용된다. 이러한 손실은 증점 반응에 영향을 미치고, 재료의 성형성에 부정적 영향을 미칠 수 있다. 홀딩 탱크는 저울 상에 놓이고, 제조 동안 컴파운더에 중량적으로 계속 측정된다. 폴리머 매트릭스는 여전히 색료 또는 증점제 (폴리머 증량제)를 갖지 않는다. 이들 성분 모두는 부적절한 유지로 인한 색조 또는 고질적인 증점제에 의한 임의의 상호 오염이 없다는 것을 보증하도록 각각 첨가된다. "b-단계(b-stage)" 성분은, 시판되기 전에 바람직한 포뮬레이션을 확인하기 위해 시험된다.
배치 믹싱은 일반적으로, 포뮬레이션의 유연성이 요구될 때 이용된다. 리드가 하나의 포뮬레이션으로 제조되는 경우에, 연속 공정이 적용될 수 있다. 이는, 혼합 공정이 하나의 특정 포뮬레이션에 맞춰지도록 해준다. 모든 요소는 계속적으로 믹서, 일반적으로 익스트루더에 공급된다. 이들은 익스트루더에서 함께 블랜딩되고, 컴파운더로 도입된다. 이 공정은 b-측(b-side)을 공급 및 혼합하기 위해 요구되는 추가적인 기기를 제거한다.
혼합 및 B-단계(B-Stage) 전달
자동 전달 시스템은 제조에 필요한 펌프 속도를 결정할 것이다. 이 시스템은 매트릭스 비중, 산출물 중량, 유리 퍼센트 및 시트 중량에 기초하여 컴파운더로 1시간에 전달되는 페이스트의 양을 결정할 것이다. 매트릭스 및 b-측은 일련의 고 전단 카울형(cowl type) 혼합 블레이드 또는 스테틱 믹서를 통해 주행시킴으로써 혼합된다. 그 후, 혼합된 재료는 서지 탱크(surge tank)에 저장되고, 스타터 펌프를 갖는 컴파운더로 전달된다. 컴파운더 상의 닥터 블레이드의 내측에 높이 센서(height sensor)가 있다. 닥터 박스 내의 재료의 높이는 자동 전달 시스템에 의해 조절된다.
컴파운딩
하기와 같은 컴파운딩 기기 상에 변경될 수 있는 각종 변수가 있다:
Figure pat00001
재료의 비중이 알려져 있기 때문에, 닥터 블레이드의 높이는 재료의 산출물 중량에 기초하여 결정될 수 있다. 화합물의 산출물 중량은 유닛 면적 당 중량에 의해 측정된다. 일반적으로 중량은 grams/ft2로 측정된다. 또한, 섬유 유리 성분도 측정될 수 있다. 초퍼(chopper)의 RPM을 변경함으로써 섬유 유리의 중량을 연속적으로 변경할 수 있다. 화합물의 산출물 중량은 545 g/ft2이다.
페이스트 샘플(매트릭스 및 b-측 함께)은 주행 동안 취해지고, 점도계로 측정된다. 일반적인 측정은 최초에, 24시간에 및 36-60시간에 실시된다. 증점 커브를 결정할 때 몇 가지 변수가 고려된다: 온도, 최초 점도 및 몰딩 점도. 이들 값은 컴파운딩 및 재료 시험 전에 기반되어 최적화된다. 다수의 수지 또는 증점제가 변화되는 경우에, 레벨이 변화될 필요가 있는지 결정하기 위해 증점 연구가 진행된다. 재료의 타겟 몰딩 점도는 20-45 MM cps이다. 점도 측정은 Brookfield DV-II로 실시된다.
폴리머 매트릭스가 섬유 유리에 포함된 후, 시트는 섬유 유리를 웨트(wet-out)하기 위해 세르펜틴(serpentine) 롤러 사이에서 함께 스퀴징된다. 이 공정은 구조적 부분을 얻기 때문에, ft2 템플레이트가 재료의 샘플을 커팅하기 위해 이용된다. 이것이 소정의 범위 내인 경우에, 재료는 방출될 수 있다.
산출물 중량 샘플은 수집되고, 랩 패널을 몰드하기 위해 이용된다. 몰딩 동안, 센서는 재료의 유전 특성을 검출하고, 재료의 젤 및 경화 시간을 결정한다. 그 후, 경화된 패널은 시험을 위해 다양한 샘플로 커팅된다. 일반적인 시험은 인장 강도, 유연 강도, 비중, 섬유 유리 함량 및 흡수율을 포함한다.
Figure pat00002
재료가 품질 시험의 소정 값에 도달되면, 재료는 생산된다.
몰딩 공정
FRPM
ㆍ 섬유 보강 폴리머 매트릭스 (FRPM) 화합물은, 화합물의 홀드(8) 롤이 각각 약 200 - 500 lbs, 박스 내에서 500 - 6000 lbs로 칭량되는 롤러 카트 상의 SAAM(self aligning actuating mold)로 전달된다.
ㆍ 각각의 롤은 제조일자, 포뮬레이션, 배치#, 롤#, 중량을 식별하는 테그를 갖는다. 재료는, 컴파운딩 부분에서 설명되는 바와 같이 모든 QC 요건을 통과할 때까지 방출되지 않는다.
ㆍ 카트는 자동 슬리터(slitter)가 위치한 FRPM 커팅 영역에 있다.
ㆍ SAAM 제조 몰딩 조작 노트북(SAAM Production Molding Operation Notebook)은 몰딩될 특정 리드의 중량 및 차지 사이즈를 나타내는 참조 문헌이 달려 있다.
ㆍ 시트가 정확한 커트 시트에 위치하면, 슬리터는 화합물을 사이징하고 탁막(de-film)하기 위해 차지를 자동으로 커팅하도록 세팅된다.
ㆍ 그 후, 커팅된 차지 시트는 정확한 차지 중량으로 칭량되고, 제조할 준비가 된 완성된 각각의 차지 팩에 적층된다.
SAAM 프레스
ㆍ SAAM 시스템은 피트를 설치할 필요 없이 큰 플래턴 영역 프레스(large platen area press)가 디자인 및 설치되는 것을 가능하게 한다. 또한, 다른 프레스 형태가 적용 가능하다.
ㆍ 셀프 얼라이닝 프레스의 이용은, 프레싱 톤수(pressing tonnage)를 공급하는 유압식 실린더를 뒤집음으로써 완성된다.
또한, 셀프 얼라이닝 프레스의 이용은, 프레스 위치의 임의의 변화가 제조 요구의 임의의 변화를 충족시키고, 최소한의 혼란으로 제조 시설이 수행되도록 해준다.
ㆍ SAAM 제조 몰딩 시스템을 지지하기 위해, 특별한 LPMC(Low Pressure Molding Compound)가 개발되고, FRPM (Fiber Reinforced Polymer Material)은 LPMC의 형태이다.
ㆍ 플래턴 SAAM 시스템은 보통의 방법으로 스틸 툴(몰드)의 상호 교환을 가능하게 한다.
ㆍ 현재의 툴은 다음과 같다:
ㆍ 15" 라운드 (1400)
ㆍ 13" × 24" 리드 몰드 (1324)
ㆍ 17" × 30" 리드 몰드 (1730)
ㆍ 24" × 36" 리드 몰드 (2436)
ㆍ 24" × 48" 리드 몰드 (2448)
ㆍ 스플릿 30" × 48" 리드 몰드 (3048)
*ㆍ 일반적인 SAAM 작동 압력: 3,000 psi
ㆍ 실린더 구경: 12 inch
ㆍ 로드 직경: 5.5 inch
ㆍ 실린더의 유효 면적: 89.34 square inches
ㆍ 3,000 psi 유압에서, 실린더는 268,017 lbs.의 힘으로 변한다(develop).
ㆍ 따라서, 4개의 (4) 실린더는 1,072,068 total lbs. / 536 tons의 힘으로 변한다.
ㆍ 17" × 30" 리드는 17" x 30" : 510 square inches의 평면도 표면적을 갖는다.
ㆍ 510 square inches로 나뉘는 1,072,068 lbs.의 힘은 2,102 psi 몰딩 압력과 동일하다.
ㆍ 24" × 36" 리드는 24" × 36": 864 square inches의 평면도 표면적을 갖는다.
ㆍ 864 square inches로 나뉘는 1,072,068 lbs.의 힘은 1,241 psi 몰딩 압력과 동일하다.
ㆍ 24" × 30" 리드는 24" × 30": 720 square inches의 평면도 표면적을 갖는다.
ㆍ 720 square inches로 나뉘는 1,072,068 lbs.의 힘은 1,489 psi 몰딩 압력과 동일하다.
ㆍ 몰딩 압력은 동일한 SAAM에서 투-업(two-up) 몰딩되는 경우에 이등분된다.
ㆍ 평면도 표면적은 총 표면적보다 작아, 평면도가 이용되는 경우에, 약 400 psi 몰딩 압력이 이용된다.
몰딩 절차
ㆍ 프레스는 적절한 세팅을 보증하기 위해 예비 가열된다.
ㆍ 마스터 컨트롤 세팅(Master Control Setting)의 노트북은 몰딩될 특정 리드의 시트가 참조되고, 스크린 1 및 2는 적절한 컨트롤 세팅으로 세팅된다. 이러한 마스터 컨트롤 세팅 리코드 시트는 하기의 각각에 대한 적절한 세팅을 나타낸다:
스크린 1 값 범위
1. 개방 위치 52", 42" - 60"
2. 로드 위치 42" 35" - 52"
3. 슬로우 다운 위치 34" 33" - 35"
4. 폐쇄 위치 31.5" 32" - 25"
5. 경화 시간 400 sec. 150 - 600 sec.
6. 빠른 속도 0.8 IPS 0.1 - 1.0 IPS
7. 느린 속도 0.2 IPS 0.1 - 1.0 IPS
스크린 2
1. 상부 포핏(Poppet) 자동 시간 50 sec. 0 - 100 sec.
2. 하부 포핏(Poppet) 자동 시간 50 sec. 0 - 100 sec.
3. 상부 포핏 메뉴얼 시간 10 sec. 0 - 100 sec.
4. 하부 포핏 메뉴얼 시간 15 sec. 0 - 100 sec.
5. 이젝션 시간 25 sec. 0 - 100 sec.
6. 최대 느린 경화 시간 99 sec. 0 - 100 sec.
ㆍ 조작자는, 몰드가 적절한 온도, 상부 툴에서 325° F- 270° F, 하부 툴에서 320° F-265° F까지인 경우, 마스터 컨트롤 패널 상의 온도 지시기를 리뷰한다.
ㆍ 스크린이 체크 되면, 조작자는 온도를 재고, 몰드 온도가 써모커플로부터 읽히는 스크린에 맞추도록 확인한다. 또한, 조작자는. 임의의 텔레스코핑 전단 에지 몰드 크래시(telescoping shear edge mold crash)를 피하기 위해 상부 몰드가 저부 몰드보다 항상 더 고온인 것을 확인한다.
ㆍ 온도가 확인되면, 조작자는 몰드 표면의 청결 및 임의의 잔해 또는 스커밍(scumming)을 시각적으로 조사한다. 무엇인가가 보이면, 브레스 툴(brass tool) 및 공기 스트림으로 제거한다.
ㆍ 그 후, 프레스는 자동 모드로 세팅되고, 첫번째 부분의 몰딩이 읽힌다.
몰딩 조작
ㆍ 전달된 차지는 이들이 정확한 사이즈 및 중량을 보증하도록 조사 및 측정된다. 첫번째 차지는 저울 위에 놓이고, 중량이 기록된다. 공정 데이터 및 파라미터 마스터 컨트롤 세팅 리코드 시트(the PROCESS DATA &PARAMETERS MASTER CONTROL SETTINGS RECORD SHEET)에서, 제목 "차지 치수(CHARGE DIMENSIONS)"에 있다. 이 제목 하에서, 차지, 예컨대 17 x 30 (1730) 차지로 읽히는 적절한 정보를 함유하는 하기 품목명이다:
값 범위
1. 중량 LBS.: 26.1 lb 26.1 - 26.6 lbs
2. 치수: 28.5" × 16" 16" - 30" × 8" - 17"
3. 층수: 8 5-15
ㆍ 차지가 사양을 충족하는 것이 확인되면, 자동 몰딩 사이클을 활성화 하기 위해 녹색 "사이클 시작" 버튼이 눌리고, 몰드는 로드 위치로 내려간다.
ㆍ 몰드가 로드 위치로 중단되면, 차지는 로딩 디바이스를 통해 몰드로 전달되고, 차지는 각각의 방향에서 중앙인 저부 몰드 상의 정확한 위치이다.
ㆍ 로딩 툴이 몰드 파라미터를 벗어나자마자, 조작자는 다시 녹색 "사이클 시작" 버튼을 누르고, 프레스를 "슬로우 다운 위치"에서 "폐쇄 위치"로 내린다. 프레스 센서가, 각 코터가 완전히 폐쇄된 위치인 것이 확인되면, "경화 시간" 사이클이 시작된다.
ㆍ 자동 사이클이 시작될 때, 조작자는 관측하고, 다시 중량을 다르게 하여 저울에 다음 차지를 놓는다.
ㆍ 경화 시간 사이클이 완료된 후, 에어 포핏은 자동으로 활성화되고, 프레스는 느린 속도 위치로 개방된 후, 빠른 속도로 개방되고, 사이클의 개방 위치로 되돌아간다.
ㆍ 프레스가 개방 위치로 개방되고, 몰드가 이젝터 핀의 전체 연장 치수를 클리어 하고, 미리 세팅한 클리어런스 높이에 도달될 때, 이젝터 시스템은 활성화되고, 부분은 이젝터 핀의 전체 높이까지 저부 몰드 표면 상에 올려진다.
ㆍ 이젝터가 전체 높이에 도달되자마자, 언로딩된 툴은 부분 하에서 삽입되고, 이젝터 로드는 자동으로 낮아진다.
ㆍ 이젝터가 전체 나머지 위치로 돌아오면, 언로딩된 툴은 프레스의 앞까지 연장되고, 부분은 시각적 관측, 에지의 디플레싱, 냉각 카드에 놓이도록 조작자에게 전달된다.
ㆍ 부분 및 언로딩된 툴이 프레스 파라미터로부터 제거되면, 조작자는 몰드의 표면을 시각적으로 조사하고, 공기 스트림으로 잔해를 제거한다. 사이클은 문서로 기록된 단계 각각을 반복하면서 시작된다.
기계 가공
ㆍ 각각의 냉각 카트는 다수의 부분으로 처리된다. 카트가 충전될 때, 이들은 SAAM 영역으로부터 제거되고, 냉각 및 안정화를 위해 스테이징 영역에 놓인다. 이 기간 동안, 부분은 QC에 의해 임의로 조사되고, 치수적으로 품질의 상세, 중량 및 외관을 충족시키기 위해 변경된다.
ㆍ 부분은 임의의 기계 가공이 부분에 수행되기 전에 150°F 미만까지 냉각될 필요가 있다. 이러한 냉각 공정은 기계 가공 전에 부분의 평탄도 및 치수적 안정성을 보증한다.
ㆍ 기계 조작자는 CNC(computer numerical controlled) 조작 메뉴얼에 함유된 스타트업 체크 리스트를 진행할 것이고, 체크리스트가 완료되면, 조작자는 사이징된 리드가 기계 가공되도록 대응하는 적절한 기계 프로그램으로 기계를 세팅할 것이다.
ㆍ CNC는 한번에 한 부분을 기계 가공하도록 프로그래밍된다. 각각의 리드는 그 자체의 프로그램을 갖는다.
ㆍ 조작자는 냉각 카트로부터 부분을 제거하고, 이를 기계 조작 사이클에서 지정된 위치에 놓는다.
ㆍ 부분이 위치하게 되면, 조작자는 적절한 위치에 부분을 진공 홀딩하는 것을 활성화할 것이다. 조작자는 녹색 사이클 시작 버튼을 누르고, CNC는, 진공이 활성화된 후, 부분이 적절한 위치에 있는지를 확인하기 위해 중앙 홈 위치로부터 이동하는 것을 확인하고, 기계에 의해 확인되면, CNC 베드의 바깥쪽 말단 상에 부분의 기계 조작을 자동으로 시작할 것이다.
ㆍ 이 기계 조작이 행해질 때, 조작자는 CNC 베드의 안쪽 말단 상의 그 위치로 다음 부분이 위치될 것이다.
ㆍ 기계 가공이 완료되면, CNC는 중앙 나머지 위치로 되돌아가고, 완료된 부분 상에 진공을 방출한다. 조작자는 다음 부분 상에 진공을 다시 활성화시킨 후 녹색 사이클 시작 버튼을 누른다.
ㆍ 기계 가공 동안, 조작자는 이전 기계 부분을 제거하고, 시각적 조사를 행하고, 닦고, 블로잉(blow off)하고, 최종 어셈블리의 이동을 위해 팔레트 상에 놓을 것이다.
도 1을 다시 참조하면, 리드 또는 커버(10)는 실질적으로 평평한 최상면(70)을 포함하고, 볼트 또는 피트(72) 상에 설치되는 경우, 그레이드 레벨의 면을 갖는다. 도 8에 도시된 바와 같이, 하부측(74)은 리세스된 내부 영역 또는 캐비티(78)를 갖는 리드의 주변을 따라 외주 림(76)을 갖는다. 캐비티는 여기에 이후 상세한 설명에서 논의될 액세서리의 부착을 가능하게 하는 특징(80) 및 (82), 볼트(72)의 부착을 위한 스루홀(84)을 갖는다. 복수의 연속 지지 리브(86)는 캐비티 내에 외주림의 반대측으로부터 연장된다. 지지 리브는 로드를 전달하고, 로드 하에서 외측 림으로 리드의 휨을 최소화하기 위해 간격이 두어진다. 도 9에 도시된 바와 같이, 외측 림은 볼트(72)의 외벽(90)의 레지(88)에 의해 지지된다. 리드는 볼트의 벽에 레지(88)에 의해 지지되는 것으로 도시되지만, 볼트의 다른 형태의 지지 리세스가 리드를 지지하기 위해 고려된다.
예컨대 3개의 리브(86)는 림의 주변의 반대측 사이에 캐비티를 가로지르도록 연속해서 비스듬히 연장된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 다른 디자인은 리드(94)의 캐비티(92) 내에 추가적인 지지 구조의 효과를 결정하도록 시험된다. 리브(86)(도 8에 도시된 바와 같이)는 캐비티의 길이 또는 몫을 연장하는 교차 리브(intersecting ribs)(96)를 포함시키는 다른 디자인에 우세하다. 또한, 도 10의 리드는 교차 허브(98)에 포함되고, 이는, 리브(86)가 단독으로 로드 적재 능력(load carrying capability)을 개선하는 것을 시험을 통해 나타내고, 따라서 교차 리브(96) 및 허브(98)는 불필요하다. 표 3에 도시되는 시험 결과는, 교차 리브(96), 허브(98) 및 작은 리브(100)가 제거되는 경우 더 큰 로드 적재 능력이 생성되는 여기에 기재된 바와 같은 폴리머 재료를 포함하는 도 8에 도시되는 리드 디자인을 나타낸다.
Figure pat00003
게다가, 도 11에 도시된 디퍼 리브(deeper ribs)(86)는 가장 큰 로드 적재 능력을 생성한다. 또한, 리브(86)는 외측 림을 갖는 단계에서, 리브가 중앙에서 더 큰 높이를 갖도록 커브의 외측 반경(102)을 가질 수 있다.
도 12 및 13에 도시된 바와 같이, 상부면(70)은 몰드 표면에 다양한 깊이에서 특징의 패턴에 의해 형성되는 표면 조건 또는 텍스처링된 표면(104)을 포함한다. 텍스처링된 표면(104)은, 몰딩 동안 수지가 풍부한 면(107)을 형성하는 표면으로부터 재료의 유리 섬유(24)를 누르기 위해 표면으로 약간의 돌출부(105)를 생성하는 평면 깊이의 변화를 포함한다. 텍스처링된 표면으로부터 유리 섬유(24)를 갖는 것은 리드의 장기간의 내구성을 추가한다. 텍스처링된 표면은, 예컨대 코린트식 텍스처이다. 텍스처와 UV 안정성의 조합은, SAE J2527 시험을 이용하여 5000 시간 동안 노출되는 경우에 9.0 미만의 델타 E 값을 얻는다.
또한, 상부면(70)은 그리핑 면을 생성하기 위해 높이를 변화시킨 일련의 보스(106)를 포함한다. 보스(106)는 리드의 표면에 공격적인 변형이 가능하도록 다양한 높이에서 몰딩된다. 보스는 추가적인 에지면에 대해 차량 타이어와 같이 리드의 상부와 접촉하게 될 수 있는 이동면을 그립하도록 다른 그룹의 패턴으로 배열된다. 보스는 접촉하게 되는 유연한 재료에서 표면적을 더 형성한다. 보스의 결과는, 리드가 슬립 내성 요건을 만족시키는 표면이다. 도 12는 라운딩된 말단을 갖는 다른 일련의 3개의 바의 보스 패턴을 나타내지만, 필요 처리된 패턴 또는 슬립 내성 표면을 형성하기 위해 다른 기하학적 형태 및 사이즈 및 배열이 가능하다고 이해해야 한다. 본 발명의 리드의 다른 시험 요건은 다음과 같다:
폴리머 리드 관련 상세:
리드는 다음의 산업 인정 규격으로 시험된다:
화학 내성 Per: Telcordia R3-14 및 ASTM D543-06
자외선 노출 Per: ASTM G154
균류 내성 Per: ASTM G21
인화성 Per: UL 94-5 VA 및 ASTM D635-06
흡수성 Per: UL 94-5 VA 및 ASTM D635-06
리드는 다음의 산업 인정 규격으로 시험된다:
AS 4586: 2013 Slip resistance classification of new pedestrian surface materials - Appendix A.
ANSI/SCTE 77-2010 Specification for Underground Enclosure Integrity, SCTE, 2010
GR-902-CORE, Generic Requirements for Handholes and Other Below-Ground Splice Vaults, Telcordia, 2013
ASTM C857-11, Standard Practice for Minimum Structural Design Loading For Underground Precast Concrete Utility Structures, ASTM, 2011
AS 3996 2006, Access Covers and Grates
BS EN 124:1994 Incorporating Amendment No. 1 Gully Tops and manhole tops for vehicular and pedestrian areas - Design requirements, type testing, marking, quality control
도 1에 도시된 바와 같이, 상부면(70)은 도 14에 도시된 소유권 표시(ownership marke)와 같이 식별 성분(109)의 부착을 위한 리세스(108)를 갖는다. 소유권 표시는 홀(110)로 연장되는 포스트를 갖는다. 식별 마커(identifying marker)는 리드의 소유권이 변화되는 경우에 제거 및 교환될 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 리드는, 볼트 다운 또는 포획된 잠금 옵션이 볼트에 리드를 부착시키도록 리드를 통해 연장되는 홀(112) 및 (114)를 포함한다. 도 14에 도시된 바와 같이, L-볼트(116) 또는 다른 스루-볼트(118)가 홀(112) 또는 (114)를 통과하고, 도 15에 도시된 볼트의 벽(90)에 위치하는 홈(120)을 새기도록 회전될 것이다. L-볼트(116)는 리드의 하부측에 위치하는 잠금 특징(fastening feature)(82)에 부착되는 하우징(122) 내에 유지된다. 도 16에 도시된 바와 같이, 플랜지(flange)(124)는 볼트의 벽(90)에서의 홈을 연결하는 잠금면(fastening surfaces)(80)에 부착될 것이다.
다른 형태의 잠금 기계는, 여기서 그 내용 전체가 참조로 인용되는 출원인의 미국 특허 제7,547,051호에서 확인되는 바와 같이 L-볼트 구성에 추가로 이용될 수 있다. 예컨대, 리드는, 여기서 그 내용 전체가 참조로 인용되는 출원인의 미국 특허 제8,220,298호에서 상세히 설명되고, 도 17에 도시되는 바와 같이 볼트에 리드의 부착을 위해 셀프-래칭 및 잠금 어셈블리(127)를 이용할 수 있다. 특정 부착 시스템에 이용되지 않은, 임의의 사용되지 않은 홀(112), (114)는 언제든 다른 잠금 옵셥의 도입에 의해 제거될 수 있는 제거 가능한 플러그(130)(도 14)로 폐쇄될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 리드는 볼트의 리드를 리프팅하기 위한 픽 홀(132)을 포함한다. 도 18에 도시된 바와 같이, 픽 홀 유지 컵(134)(도 8에 도시된)은, 볼트의 리드를 리프팅 하기 위해 훅에 의해 연결될 수 있는 개방부를 가로지르는 리세스에 위치하는 로드(136)를 갖는 픽 홀(132) 내에 위치한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 리드는 사용 동안 픽 홀 내에 잔해가 모이는 것을 방지하기 위해 픽 홀 캡(138)을 포함한다. 볼트의 리드를 리프팅하기 위한 픽 홀 유지 컵의 다른 상세 및 특징은, 여기서 그 내용 전체가 참조로 인용되는 출원인의 미국 특허 제8,708,183호에 설명된다.
도 19에 도시된 바와 같이, 몰딩 및 기계 가공 조작은 로봇(140)을 이용함으로써 자동화될 수 있다. 프로그래밍 가능한 로직 컨트롤러를 갖는 로봇(142)은, 중립 위치에서, 조작자가 로봇의 팔(150) 끝에 위치하는 로더(148) 상에 차지 패턴(146)을 로드하는 차지 로딩 스테이션(144)으로 이동될 것이다. 그 후, 로봇의 프로그램 가능한 로직 컨트롤러는 몰드 프레스(31)를 마주보는 중립 위치로 로더를 이동시킨다. 로봇은 몰드 프레스가 개방될 때까지 중립 위치를 대기하고, 컨트롤러는 부분이 깨끗해지고, 몰드의 이젝션 장치가 철회되는 것을 확실하게 한다. 그 후, 로봇은 개방 프레스로 이동되고, 몰드(31)의 캐비티(43)로 차지 로더(148)를 위치시킨다. 컨트롤러는 몰드로 차지를 떨어뜨리는 로더를 활성화시키고, 몰드로부터 로더를 철회한다.
몰딩 공정 및 몰드로부터 몰딩된 커버의 이젝션의 완료 후에, 로봇은 판(154) 및 일련의 석션 컵(suction cup)(156)을 포함하는 견인기(retractor)(152)를 포함한다. 컨트롤러는 정확한 사이클 시간에 프레스를 개방하고, 로봇이 몰딩된 커버 상에 견인기(152)를 위치시키는 커버 이젝션 메카니즘을 활성화하여, 석션 컵(156)은 커버를 연결시키고, 몰딩된 커버를 컨베이어 시스템(158)으로 이동시키고, 컨베이어 시스템 상에 커버를 방출할 수 있다. 그 후, 컨베이어 시스템은 몰딩된 커버를 데버링(deburr)하기 위해 복수의 회전 브러시(162)를 포함하는 기계 가공 스테이션(machining station)(160)에 몰딩된 커버를 전달한다. 또한, 기계 가공 스테이션은 볼트 부착 메카니즘을 위해 드릴링 홀(drilling holes)을 포함한다.
커버의 최종 어셈블리는, 사용되지 않는 부착 메카니즘을 위한 캡을 갖는 홀을 플러깅(plugging)하고 플랜지를 유지하면서, 볼트 또는 셀프-래칭 메카니즘을 통해, 픽 홀 컵의 리세스에 픽 홀 로드를 위치시키고, 리드에 컵 및 캡을 고정시키고, 리드에 식별 마커를 고정시키고, L-볼트를 고정시키는 것을 포함한다.
본 발명은 여기서 다양한 실시형태로 기재 및 설명하지만, 이하 청구항으로 본 발명의 전체 의도되는 범위 내에서 변경 및 변형이 이루어질 수 있다고 이해해야 한다.

Claims (12)

  1. 캐비티 다이;
    상기 캐비티 다이 내에 코어 다이와 연결되도록 텔레스코핑 전단 에지를 가지고, 상기 캐비티 다이와 상기 코어 다이 사이에 리드가 몰딩되는, 코어 다이; 및
    상기 몰딩된 리드를 몰드로부터 제거하기 위한 리드 이젝션 메커니즘을 포함하고,
    상기 캐비티 다이는 섬유 보강 폴리머 재료 유틸리티 볼트 리드의 상부 표면으로부터 복수의 돌출부를 생성하기 위한 적어도 하나의 텍스처링된 면을 가지고, 상기 텍스처링된 면은 상기 리드의 상부 표면으로부터 섬유를 눌러 복수의 돌출부를 생성하는 것인,
    섬유 보강 폴리머 재료 유틸리티 볼트 리드를 몰딩하기 위한 몰드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티 다이 및 상기 코어 다이를 얼라이닝 하기 위한 수단을 더 포함하는, 몰드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 얼라이닝 하기 위한 수단은 얼라인먼트 핀 및 부싱(bushing)인, 몰드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 텔레스코핑된 전단 에지는, 몰딩 기간 동안에 공기가 빠져나가도록 상기 코어 다이와 상기 캐비티 다이 사이의 갭이 제공되는 것인, 몰드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티 다이와 상기 코어 다이의 온도를 가열 및 제어하기 위한 수단을 더 포함하는, 몰드.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 온도를 가열 및 제어하기 위한 수단은 내부 지지체 및 밀봉판을 포함하는 스팀 포트인 것인, 몰드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 리드 이젝션 메커니즘은 상기 다이 코어를 통해 연장되고, 핀 플레이트에 의해 작동되는 핀인 것인, 몰드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 핀 플레이트는 유압식으로 작동되는 것인, 몰드.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 핀 플레이트는 기계식으로 작동되는 것인, 몰드.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 텍스처링된 면은 코린트식 텍스처인 것인, 몰드.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티 다이는 상기 리드의 상부면 상에 보스(bosses)를 형성하기 위한 리세스를 갖는 것인, 몰드.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 리세스는 깊이가 다양한 것인, 몰드.
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