KR20190049808A - 선회 절단 장치를 사용하는 테이프 적층 장치 및 테이프 적층 방법 - Google Patents

선회 절단 장치를 사용하는 테이프 적층 장치 및 테이프 적층 방법

Info

Publication number
KR20190049808A
KR20190049808A KR1020197009846A KR20197009846A KR20190049808A KR 20190049808 A KR20190049808 A KR 20190049808A KR 1020197009846 A KR1020197009846 A KR 1020197009846A KR 20197009846 A KR20197009846 A KR 20197009846A KR 20190049808 A KR20190049808 A KR 20190049808A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tape
cutting
strip material
transport element
flat transport
Prior art date
Application number
KR1020197009846A
Other languages
English (en)
Inventor
마티아스 그라프
Original Assignee
디펜바허 게엠베하 마쉬넨- 운트 안라게바우
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 디펜바허 게엠베하 마쉬넨- 운트 안라게바우 filed Critical 디펜바허 게엠베하 마쉬넨- 운트 안라게바우
Publication of KR20190049808A publication Critical patent/KR20190049808A/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/54Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/545Perforating, cutting or machining during or after moulding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26DCUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D1/00Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
    • B26D1/01Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work
    • B26D1/04Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a linearly-movable cutting member
    • B26D1/045Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a linearly-movable cutting member for thin material, e.g. for sheets, strips or the like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26DCUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/01Means for holding or positioning work
    • B26D7/018Holding the work by suction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26DCUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/08Means for treating work or cutting member to facilitate cutting
    • B26D7/086Means for treating work or cutting member to facilitate cutting by vibrating, e.g. ultrasonically
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/30Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/38Automated lay-up, e.g. using robots, laying filaments according to predetermined patterns
    • B29C70/386Automated tape laying [ATL]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2793/00Shaping techniques involving a cutting or machining operation
    • B29C2793/0081Shaping techniques involving a cutting or machining operation before shaping

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Folding Of Thin Sheet-Like Materials, Special Discharging Devices, And Others (AREA)
  • Tyre Moulding (AREA)

Abstract

본 발명은 테이프 스트립 재료(2)를 공급하기 위한 재료 공급 유닛(10), 상기 테이프 스트립 재료(2)로부터 테이프(5)를 분리시키기 위해 수직 회전축(Z)을 중심으로 각도가 조절 가능한 절단 수단을 갖는 절단 장치(20), 및 상기 분리된 테이프(5)를 지지 테이블(50) 상에 수용하여 놓기 위한 적층 장치(40)를 포함하는 테이프 적층 장치(1)에 관한 것이다. 상기 절단 장치(20)는 평탄한 운송 요소, 특히 편향 롤러들(26) 둘레로 순환하는, 특히 연속 운송 벨트(25)를 가지며, 상기 테이프 스트립 재료(2)는 상기 절단 수단과 상기 평탄한 운송 요소 사이에 공급될 수 있고, 상기 테이프 스트립 재료(2)는 절단 수단 및 평탄한 운송 요소 사이에 공급될 수 있고, 상기 테이프 스트립 재료(2)는 상기 테이프 스트립 재료(2)로부터 상기 테이프(5)를 분리시키기 위해 상기 평탄한 운송 요소 상에서 또는 그 위에서 절단될 수 있다.

Description

선회 절단 장치를 사용하는 테이프 적층 장치 및 테이프 적층 방법
본 발명은 제 1 항의 전제부에 따른 테이프 적층 장치 및 제 13 항의 전제부에 따른 테이프 적층 방법에 관한 것이다.
섬유 복합 재료에 대한 적용들은 특히 디자인의 자유도와 특수 용도 제형 선택의 이점을 갖는, 특히 금속 소재 대신 저렴한 대안으로 간주될 수 있을 때, 지난 수십 년 동안 증가되었다. 재료 CFRP(탄소 섬유 강화 플라스틱)는 특히 매우 높은 경량 구조 잠재력을 지니고 있으며, 또한 높은 강도와 매우 높은 구조적 강성을 특징으로 한다. 후자는 예를 들어 자동차 공학에서 중요한 기준이다.
따라서, 섬유 복합 재료를 생산하는 생산 시스템의 현재 개발 활동은 순수 기계 개발부터 턴키 생산 시스템(turnkey production system)까지의 범위에 있다. 전자는 프리폼 제조 유닛, 프레스 유닛 및 선택적으로 사출 유닛뿐만 아니라 후 처리 유닛을 포함하며 - 후자는 프리폼 취급, 가능한 공구 세척, 구성요소 제거 등을 위한 대응하는 자동화이다.
프리폼의 자동 생산은 재현성있는 안정적인 구성요소 품질로 효율적인 대량 생산을 실현하기 위해 순환 섬유 강화 섬유 복합 구성요소의 제조 공정에서 핵심 기술이다. 그러나, 중요한 부하 구역을 추가적으로 강화하기 위해 주로 탄소 섬유 반제품으로 압축된 압축 성형 시트와 같은 소위 하이브리드 구성요소의 경우, 충분한 생산성을 달성하려면, 모든 생산 단위를 플랜트 측면 및 제어 기술의 관점에서 통합할 수 있어야 한다.
오늘날, 주로 섬유 반제품은 연속 섬유 강화 성분, 특히 결합제(핫멜트 접착제)로 젖은 섬유 반제품 및/또는 매트릭스로 부분적으로 또는 완전히 함침된 섬유 얀 및/또는 섬유 직물, 편직된 섬유 직물, 섬유 스크림 또는 섬유 매트와 같은 직물(소위 프리프레그)의 제조를 위해 사용된다. 섬유 강화 플라스틱의 매트릭스는 고기능성 섬유(지지 기능)를 삽입하고 그 사이의 공간을 완전히 채우는(차단 기능) 작업을 수행한다.
열가소성 재료 또는 열경화성 재료 및 선택적으로 강도, 최대 신장율, 적용 온도, 처리 속도 및 내화학성이 상이한 엘라스토머와 같은 추가의 엘라스토머 성분의 그룹의 재료가 원칙적으로 결합제 및/또는 매트릭스 재료에 사용될 수 있다. 듀로플라스틱(duroplastic) 몰딩 화합물은 온도의 작용에 의해 가소화되고, 이 순간에 성형 가능하며, 압력과 온도 하에서 비가역적으로 경화된다. 열가소성 플라스틱과는 달리, 엘라스토머 및 열경화성 수지(듀로머라고도 함)는 처리 후, 즉 일반적으로 용융되거나 용해되지 않는 즉시 사용 가능한 상태로 다소 강하게 가교 결합된 거대 분자로 구성된다.
표준 형식의 롤 또는 시트 제품으로 제공되는 이러한 반제품에서, 대체로 형성된 구성요소의 전체 표면과 나란한 절단 공정에서 블랭크가 생성된다. 블랭크를 절단할 때, 처리할 수 없은 구성요소 형상에 따라 상당량의 절단 폐기물이 생성되고 이 공정의 효율성이 크게 저하된다.
자원 효율성을 향상시키기 위해, 순환 섬유 강화 구성요소는 폐기물이 거의 없거나 폐기물이 상당히 적은 것으로 알려진 섬유 또는 테이프 적층법을 사용하여 제조할 수 있다. 특히 열가소성 연속 섬유로 만들어진 테이프의 사용은 매우 매력적인 공정 변형임이 입증되었다. 라미네이트의 구성을 위해 일반적으로 테이프로서 이용가능한 섬유 복합 재료의 적층은 특별한 도전을 제기한다.
본 발명과 관련하여, 테이프는 바람직하게는 임의의 유형의 웹 재료, 특히 테이프 적층 장치에 의한 배치에 적합한 30 내지 200 mm의 폭을 갖는 프리프레그 재료이다. 본 발명의 "프리프레그 재료(Prepreg material)"는 결합제로 적셔지고 및/또는 매트릭스 예를 들어, 열경화성 매트릭스 또는 열가소성 매트릭스로 부분적으로 또는 완전히 함침된, 특히 예비 함침된 섬유 얀(로빙), 섬유 스크림 및/또는 섬유 직물을 의미한다.
섬유는 특히 탄소 섬유이지만, 유리 섬유 또는 다른 섬유, 특히 인위적으로 제조된 섬유에도 사용될 수 있다.
테이프는 캐리어 재료, 특히 캐리어 호일 또는 캐리어 페이퍼(carrier paper) 상에 배치될 수 있으며, 이는 라미네이트의 구성을 위해 테이프를 적층하는 동안 캐리어 재료로부터 분리되며, 캐리어 재료는 제거되고, 예를 들어, 테이프 적층 장치의 적절한 장치에 의해 권취된다. 그러나, 더 이상 캐리어 재료를 필요로 하지 않는 테이프도 역시 바람직하게 사용될 수 있다.
테이프를 가공할 때는, 스풀이나 롤에서 당기어 길이로 자르고 이를 지지 테이블이나 이미 지지 테이블 상에 놓인 테이프 구조체에 올려 놓는 것이 알려져 있다. 테이프 스트립 또는 테이프가 놓여질 때, 복수의 초음파 용접 헤드를 사용하여 스폿별(spot by spot)로 하부 테이프 층에 연결된다.
테이프를 가공하고 테이프 적층 방법을 수행하기 위해, 테이프를 구조화된 방식으로 배치할 수 있는 자동 장치가 종종 사용된다. 특히, 이 경우에 소위 섬유 배치 장치(fiber placement device)를 또한 포함하는 소위 테이프 적층 장치가 잘 알려져 있다.
테이프 스트립 재료를 공급하기 위한 몇 개의 재료 공급 유닛을 갖는 테이프 적층 장치를 기술하는 WO 2014/083196 A1 호로부터 예시적인 테이프 적층 장치가 알려져 있다. 각각의 그립핑 기구로, 스트립은 재료 공급 유닛으로부터 당겨지고, 절단 장치로 길이가 절단되어, 각각의 테이프 스트립 또는 테이프가 테이프 스트립 재료로부터 분리된다. 그 다음, 테이프는 안내 트랙에 위치되고, 각각의 테이프 스티칭 유닛은 테이프를 지지 테이블의 처리 표면 상에 배치하는데 사용된다. 지지 테이블은 필요에 따라 이동하여 스트립을 원하는 위치 및 방향으로 배치할 수 있다. 테이프는 테이프 스트립 재료의 길이방향을 가로지르는 한 방향으로 분리되므로, 각 경우에 직사각형 스트립이 분리된다.
이러한 테이프 적층 장치는 주로 다양한 구성요소 윤곽을 갖는 구성요소-특정 표면을 덮기 위해 사용된다. 곡선 윤곽 섹션에 의해서, 이는 직사각형 절단 테이프를 사용하여 윤곽을 지그재그 근사방식으로 근사될 수 있는 것을 요구한다. 윤곽의 코스 및 테이프 폭에 따라, 바람직하지 않은 재료 낭비가 발생한다. 재료 낭비는 테이프 폭을 줄임으로써, 즉 서로 옆에 좁은 폭의 테이프를 좁게 적층함으로써 감소될 수 있는데, 이는 오히려 적층 속도가 감소되고 이에 따라 원하는 구성요소를 적층하는데 필요한 총 시간이 증가된다는 단점이 있다 .
미국 특허 제 8,048,253 B2 호는 테이프 스트립 재료가 각각의 절단 장치에 공급되어 각각의 테이프를 절단하여 지지 테이블의 작업 표면 상에 놓이는 테이프 적층 장치를 기술하고 있다. 테이프 스트립 재료 및 분리된 테이프는 각각 테이프 또는 스트립의 양측에 배치된 안내 레일에서 안내되며, 테이프 또는 스트립의 에지는 안내 레일에 제공된 홈에 유지된다. 테이프 또는 테이프 스트립 재료의 운송은 종동 롤러에 의해 수행된다. 이 문헌은 또한 절단 장치가 각각 수직 중심 축에 대해 선회될 수 있는 절단 블레이드 유닛을 가져야 함을 시사한다. 이러한 방식으로, 대응하게 조정 가능한 각도로 테이프 스트립 재료를 절단하는 것이 가능하다. 절단 블레이드 유닛의 전방 또는 후방에서 테이프 스트립 재료 또는 컷-오프 테이프 스트립의 처짐(sagging)을 피하기 위해, 테이프 스트립 재료 또는 절단 테이프를 유지하는 측면 안내 레일은 테이프의 길이방향으로 조정가능하고 절단 블레이드 유닛의 선회에 따라 조정되는 것이 제안된다.
그에 따라 절단 블레이드 유닛을 조정함으로써, 각각의 테이프를 대략 원하는 구성요소 윤곽으로 절단할 수 있어서, 불필요한 재료 낭비를 줄일 수 있다. 그러나, 여기서 단점은 분리된 테이프를 운송하는데 필요하고 절단 블레이드 유닛의 하류에 배치되는 롤러 구동부가 절단 블레이드 유닛의 회전축으로부터 충분한 거리에 배치되어 절단 블레이드 유닛이 충분히 큰 각도 범위에서 선회될 수 있게 한다는 것이다. 특히 더 넓은 테이프가 또한 처리되어야 하는 테이프 적층 장치에서, 예를 들어, 폭이 150 mm, 200 mm 이상이고 선회 각도가 45 °, 60 ° 이상인 경우, 이는 결과적으로 롤러 구동부가 절단 블레이드 유닛 뒤에서 100 mm, 150 mm 이상의 거리에 위치되게 한다. 따라서, 길이가 더 짧은 테이프를 절단하고 적층하는 것이 더 이상 가능하지 않으며, 이 경우 더 이상 롤러 구동부를 통해 테이프를 공급 및 운송할 수 없게 된다. 이는 또한 시스템으로부터 안전하게 배출되기 위해 각 테이프 폐기물이 최소 길이를 가져야 하기 때문에 재료 낭비에 대응하는 영향을 미친다.
또한, 이들 공지된 테이프 적층 장치는 테이프 스트립 또는 테이프가 안내 레일에 의해 측방향으로 안내되고 유지되기 때문에, 처리될 테이프 재료는 테이프 재료가 처지거나 안내 레일에서 떨어지지 않도록 충분히 높은 내부 강성을 가져야 만하는 단점을 가진다. 이는 처리할 수 있는 재료, 두께 및/또는 폭과 관련하여 바람직하지 않은 제한을 나타낼 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 단점을 극복한 개선된 테이프 적층 장치 및 개선된 테이프 적층 방법을 나타내는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 가능한 재료 낭비가 거의 없는 짧은 테이프 및 매우 짧은 테이프에 의해 테이프를 적층할 수 있게 하는, 개선된 테이프 적층 장치 및 개선된 테이프 적층 방법을 나타내는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상이한 폭의 테이프 재료의 효율적인 적층을 위해 유연하고 신속하게 사용될 수 있는 개선된 테이프 적층 장치 및 개선된 테이프 적층 방법을 나타내는 것이다.
본 발명의 이들 및 다른 목적은 테이프 적층 장치 및 테이프 적층 방법으로 해결된다. 추가의 바람직한 실시예는 종속 항에 기재되어 있다.
테이프 재료를 공급하기 위한 재료 공급 유닛과, 테이프 재료로부터 테이프를 분리하기 위해 회전축을 중심으로 각도 조절 가능한 절단 수단을 갖는 절단 장치와, 분리된 테이프를 수용하여 지지 테이블 상에 놓기 위한 적층 장치를 포함하는 테이프 적층 장치가 해결수단으로서 제공된다. 절단 장치는 평탄한 운송 요소를 가지며, 테이프 스트립 재료는 절단 수단과 평탄한 운송 요소 사이에 공급될 수 있고, 테이프 스트립 재료는 테이프 스트립 재료로부터 테이프를 분리하기 위해 평탄한 운송 요소 상에서 또는 그 위에서 절단될 수 있다.
회전축은 평탄한 운송 요소의 지지면의 평면에 실질적으로 수직으로 배치되는 것이 바람직하며, 따라서 테이프 재료가 공급되는 평면에 실질적으로 수직이다.
평탄 운송 요소는 편향 롤러 둘레로 회전하는 순환 컨베이어 벨트로서 설계되는 것이 바람직하다. 대안적으로, 평탄한 운송 요소는 금속 판, 플라스틱 판, 플라스틱 재료 등으로 코팅되거나 피복된 금속 판 등과 같은 판형의 지지면으로 설계되고, 판형의 지지면은 테이프 스트립 재료의 운송 방향 및 반대 방향으로 움직일 수 있다.
평탄한 운송 요소를 제공함으로써, 순환 컨베이어 벨트로서 설계되는 평탄한 운송 요소의 경우, 절단 수단 아래의 테이프 스트립 재료의 운송 방향으로 연속적으로 이동하거나 또는 판형의 지지면으로 설계되는 평탄한 운송 요소의 경우에는, 테이프 스트립 재료를 수용하고 절단 수단 아래로 이동시키기 위해 테이프 스트립 재료의 운송 방향으로 절단 수단 아래로 이동하고, 및/또는 테이프가 제단된 후에 적층 장치를 향하는 방향으로 추가로 이동하거나 또는 적층 장치와 절단 장치 사이에 선택적으로 배치된 공급 장치를 테이프 스트립 재료의 운송 방향과 반대로 이동시켜 초기 위치로 이동시켜서, 테이프 스트립 재료의 운송 방향으로의 재개된 이동에 의해서 추가 테이프의 추가 분리를 차후에 가능하게 하고, 테이프 스트립 재료로부터의 개별 테이프의 분리 및 절단이 평탄한 운송 요소 상에서 또는 그 위에서 수행되기 때문에, 각각 분리된 테이프가 절단 수단 바로 뒤에 있는 평탄한 운송 요소 상에 떨어지거나 또는 그 위에 놓이게 되고, 평탄한 운송 요소에 의해서 안전하게 추가로 운송될 수 있는 것이 달성된다. 이러한 방식으로, 테이프 적층 장치를 사용하여 짧은 테이프 및 매우 짧은 테이프, 특히 비스듬히 절단된 짧은 테이프 및 매우 짧은 테이프를 적층할 수 있다.
바람직하게는, 진공 장치는 테이프 스트립 재료 및/또는 분리된 테이프를 평탄한 운송 요소 상에 유지시키는 방식으로 평탄한 운송 요소에 연결되는 절단 장치에 또는 연결되게 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 테이프 스트립 재료 및/또는 분리된 테이프는 테이프 스트립 재료 및/또는 분리된 테이프의 절단 및/또는 운송 중에 테이프의 부정확한 배치를 유도할 수 있는 바람직하지 않은 위치 변화를 야기하지 않고 평탄한 운송 요소 상에 견고하게 유지될 수 있다.
절단 장치에서, 테이프 스트립 재료는 평탄한 운송 요소, 특히 절단 수단과 평탄한 운송 요소 사이에 놓이는 컨베이어 벨트로서 설계된 평탄한 운송 요소에 공급되고, 테이프 스트립 재료는 평탄한 운송 요소 상에 놓여 절단된다. 유리한 추가의 전개에서, 절단 수단은 평탄한 운송 요소 내로 0 내지 3mm의 범위, 바람직하게는 0.3mm 내지 2mm의 범위, 특히 바람직하게는 0.5mm 내지 1.5mm의 범위에서 절단하도록 제공될 수 있다.
대안적으로, 절단 장치는 평탄한 운송 요소, 특히 컨베이어 벨트로서 설계된 평탄한 운송 요소 위에 그리고 테이프 스트립 재료의 운송 방향으로 절단 수단의 전방에 배치된 절단 판을 추가로 포함할 수 있고, 상기 테이프 스트립 재료는 상기 절단 판 상에 놓여 안내되며, 상기 절단 판은 상기 절단 수단과 함께 선회되고, 상기 절단 판은 절단 에지를 형성하고 상기 절단 수단은 테이프를 분리하기 위하여 상기 절단 에지를 따라 상기 테이프 스트립 재료를 절단한다. 특히, 절단 판은 반원형일 수 있고 및/또는 1 내지 5 mm의 범위, 바람직하게는 2 내지 4 mm의 범위, 특히 3 mm의 두께를 가질 수 있다.
절단 판을 절단 장치에 사용하면 다음과 같은 장점이 있다: 한편으로, 절단 판은 절단 에지를 형성하여 절단 수단의 카운터 블레이드로서 작용한다. 다른 한편으로, 절단 판은 절단 판 아래에서 움직일 수 있는 평탄한 운송 요소로부터 테이프 스트립 재료를 차폐한다. 특히, 평탄한 운송 요소가 진공 장치에 연결될 때, 절단 판은 평탄한 운송 요소로부터 테이프 스트립 재료를 차폐하는 역할을 하고 절단된 테이프만이 발생된 진공에 의해 평탄한 운송 요소 상에 유지된다.
유리한 실시예에서, 절단 수단은 절단 판 위로 연장되는 안내 에지를 가져서, 절단 판의 절단 에지를 따라 항상 절단된다.
상술한 실시예에 대한 대안으로서 또는 조합하여, 절단 판의 절단 에지 및 절단 수단의 절단 에지는 평행하게 정렬되지 않지만 개방 각도를 형성하여, 절단 수단의 리프팅 운동은 가위 절단과 유사하게 테이프 재료로부터 테이프를 절단한다.
바람직하게는, 절단 수단은 절단 블레이드로서 설계된다. 특히, 절단 블레이드는 바람직하게 선회 조인트 상의 일 단부의 영역에 장착되어 수평 축을 중심으로 선회할 수 있고 슬롯형 안내의 다른 단부 영역에서 안내될 수 있다.
또한, 절단 수단은 테이프 스트립 재료의 테이프로의 절단을 지지하기 위해 초음파 장치에 의해 초음파 음향을 겪도록 제공될 수 있다.
적층 장치는 평탄한 운송 요소, 예를 들어 편향 롤러 둘레로 회전하는 순환 컨베이어 벨트 및 평탄한 운송 요소에 연결된 진공 장치를 갖는 것이 바람직하며, 개별 테이프는 적층 장치의 하부에서 픽업될 수 있으며, 진공 장치에 의해 발생된 진공에 의해 평탄한 운송 요소 상에 유지될 수 있다. 대안적으로 및/또는 추가로, 적어도 하나의 공급 장치가 절단 장치와 적층 장치 사이에 배치되고, 공급 장치는 평탄 운송 요소, 예를 들어 편향 롤러 둘레로 회전하는 순환 컨베이어 벨트를 가지며, 절단 장치에서 분리된 테이프를 수용하여 이들을 공급 장치에 공급하는 방식으로 배치되며, 개별 테이프는 평탄한 운송 요소 상에 놓여 운송된다.
평탄한 운송 요소로서, 편향 롤러에서 순환 안내되는 컨베이어 벨트 또는 판형의 지지면을 갖는 운송 요소, 예를 들어 운송 방향 및 반대로 움직일 수 있는 운송 트레이가 적층 장치 및/또는 공급 장치에서 고려될 수 있다.
컨베이어 벨트와 같은 평탄한 운송 요소에 의해서 테이프를 운송 및 적층함으로써, 상이한 폭의 테이프 스트립 재료를 사용할 수 있고 테이프 적층 장치를 재구성하지 않고도 상이한 폭들 사이에서 신속하게 변화될 수 있다. 특히, 종래 기술에서 공지된 바와 같이, 테이프용 안내 레일을 재구성하고 새로운 폭으로 조정할 필요가 없다. 동시에, 컨베이어 벨트 또는 운송 판과 같은 평탄한 운송 요소에 의한 테이프의 운송 및 저장은 또한 이 목적으로 제공된 안내 레일에서 테이프가 떨어질 위험성이 없기 때문에, 넓은 폭 및 낮은 내부 강성을 갖는 테이프를 적층할 수 있게 한다.
대안적으로 또는 조합하여, 절단 장치는 또한 공급 장치로서 설계될 수 있다. 따라서, 테이프 스트립 재료는 절단 장치에서 절단 블레이드에 의해 테이프로 절단될 수 있고 절단 장치의 컨베이어 벨트는 이 테이프를 적층 장치에 공급할 수 있다.
추가 해결책으로서, 테이프 적층 방법이 지시되며, 상기 테이프 적층 방법은 재료 공급 유닛에 의해 테이프 스트립 재료를 공급하는 단계; 절단 장치에 의해 테이프 스트립 재료로부터 테이프를 분리하는 단계로서, 절단 장치는 각도 조절 가능한 절단 수단을 포함하는, 상기 분리 단계, 분리된 테이프를 수용하여 적층 장치에 의해 지지 테이블 상에 놓는 단계를 포함하며, 절단 장치는 평탄한 운송 요소를 포함하고, 상기 테이프 스트립 재료는 상기 절단 수단과 상기 평탄한 운송 요소 사이에 공급되고, 상기 테이프 스트립 재료는 적층 장치에 의해 상기 지지 테이블 상에 배치되며, 상기 테이프 스트립 재료는 절단 수단 및 평탄한 운송 요소 사이에 공급되고 테이프 스트립 재료는 테이프를 테이프 스트립 재료로부터 분리하기 위해 평탄한 운송 요소 상에서 또는 그 위에서 절단된다.
평탄 운송 요소는 편향 롤러 둘레로 회전하는 순환 컨베이어 벨트로서 설계되는 것이 바람직하다. 대안적으로, 평탄한 운송 요소는 테이프 스트립 재료의 운송 방향 및 반대 방향으로 움직일 수 있는 판형 지지면을 갖는다.
바람직하게는, 테이프 스트립 재료 및/또는 분리된 테이프가 진공 장치에 의해 발생된 진공 수단에 의해 평탄한 운송 요소 상에 유지되는 것이 제공된다.
상기 방법의 바람직한 추가 개발에서, 절단 장치에서 테이프 스트립 재료가 절단 수단과 평탄한 운송 요소 사이의 평탄한 운송 요소 상에 놓여 공급되고, 테이프 재료는 평탄한 운송 상에 놓여 절단될 수 있는 것이 제공될 수 있다.
대안적으로, 절단 장치는 평탄한 운송 요소 위에 그리고 절단 수단의 전방에서 테이프 스트립 재료의 운송 방향으로 배치된 절단 판을 추가로 포함할 수 있으며, 테이프 스트립 재료는 절단 판 상에 놓여 안내되고 상기 절단 판은 상기 절단 수단과 함께 선회되며, 상기 절단 판은 테이프를 분리하기 위해 상기 절단 수단이 상기 테이프 스트립 재료를 절단하는 절단 에지를 형성하는 것이 제공될 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 적층 장치가 평탄한 운송 요소, 바람직하게는 편향 롤러 둘레로 회전하는 순환 컨베이어 벨트, 및 상기 평탄한 운송 요소에 연결된 진공 장치를 가지며, 상기 개별적인 테이프는 상기 장치의 하부에 수용되고 상기 진공 장치에 의해 발생된 진공에 의해 상기 평탄한 운송 요소 상에 유지되며, 및/또는 적어도 하나의 공급 장치가 상기 절단 장치와 상기 적층 장치 사이에 배치되고, 상기 공급 장치는 평탄한 운송 요소, 바람직하게는 편향 롤러 둘레로 회전하는 순환 컨베이어 벨트를 가지며, 절단 장치에서 분리된 테이프가 공급 장치에 의해 수용되고, 평탄한 운송 요소 상에 놓여 운송되고 적층 장치에 공급되는 것이 제공될 수 있다.
바람직하게는, 또한 테이프 스트립 재료 또는 테이프의 측부 에지가 제위치에서 변화되지 않고 유지되는 안내 에지로서 역할을 하여, 테이프 스트립 재료의 폭의 변화는 반대측에만 영향을 미치며, 안내 에지는 바람직하게는 절단 장치의 평탄한 운송 요소의 측부 에지 및/또는 평탄한 운송 요소의 측부 에지, 운송 장치 및/또는 적층 장치, 특히 컨베이어 벨트의 측부 에지와 일치하는 것이 제공될 수 있다.
테이프 적층 방법은 바람직하게는 상기한 바와 같은 테이프 적층 장치로 수행될 수 있다.
본 발명은 이하, 도면을 참조하여 예시적인 실시예들에 의해 설명된다.
도 1은 바람직한 실시예에 따른 테이프 적층 장치를 측면에서 본 개략적인 단면도로 도시한다.
도 2는 도 1의 테이프 적층 장치를 개략적인 평면도로 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 절단 장치를 측면도로 개략적으로 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 절단 장치를 다른 각도 위치에서 개략적인 평면도로 나타낸다.
도 5는 다른 실시예에 따른 절단 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 1은 일 실시예에 따른 테이프 적층 장치(1)를 개략적인 단면도로 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 테이프 적층 장치(1)에서, 예를 들어 릴(12) 상에 권취된 테이프 스트립 재료(2)는 재료 공급 유닛(10)에 의해 릴(12)로부터 권취해제되어 재료 공급 유닛(10)의 하류에 있는 절단 장치(20)로 공급된다. 이 목적을 위하여, 재료 공급 유닛(10)은 한 쌍의 구동 롤러(11)를 가질 수 있으며, 상기 구동 롤러는 테이프 스트립 재료(2)의 운송을 위해 제공되는 맹글 구동부(mangle drive)로서 공지된 롤러 구동부를 형성한다. 구동 롤러(11)는 테이프 스트립 재료(2)가 원하는 속도로 및/또는 원하는 길이 및 그런 방식으로 절단 장치(20) 내로 "푸시(push)"되도록 제어 장치(미도시)의 제어 하에 하나 이상의 모터(미도시)에 의해 구동된다.
절단 장치(20)에서, 테이프 스트립 재료(2)로부터 원하는 길이의 개개의 테이프(5)를 분리하기 위해, 예를 들어 절단 블레이드(21)로서 설계된 절단 수단에 의해 테이프 스트립 재료(2)가 절단된다. 절단 블레이드(21)는 각도식으로 조절 가능하여, 테이프의 방향 또는 테이프 재료 스트립(2)의 운송 방향(60)을 가로질러 절단될 뿐만 아니라, 대응하는 원하는 각도로 절단되는 테이프(5)가 또한 절단될 수 있는 그 폭을 따라 연장되는 테이프 스트립 재료(2)의 가로방향에 대해 예를 들어 ± 45 °의 각도만큼, 절단 블레이드(21)의 대응하는 조정에 의해 절단될 수 있다.
테이프(5)가 절단 장치(20)의 테이프 스트립 재료(2)로부터 분리되어 단일화된 후, 테이프(5)는 공급 장치(30)로 전달되고, 상기 공급 장치는 테이프(5)를 적층 장치(40)에 공급하고 이들을 이 장치로 전달한다.
이러한 테이프(5)는 추가의 생산을 위해 사용할 수 없을 뿐 아니라 예를 들어, 정확한 절단을 위해 폐기 재료가 절단 장치(20)와 공급 장치(30) 사이의 테이프 적층 장치(1)로부터 배출될 수 있고, 예를 들어 배출 컨테이너(33)에 공급될 수 있다.
적층 장치(40)는 지지 테이블(50) 위에 배치되며, 적층 장치(40)가 지지 테이블(50) 상에 단일 테이프(5)를 위치시키고 증착할 수 있도록 지지 테이블(50)에 대해 수직으로 이동될 수 있다. 예를 들어, 선형 안내부(미도시)가 제공될 수 있고, 테이프(5)를 지지 테이블(50)의 작업 표면 상에 또는 지지 테이블(50)의 작업 표면 상에 이미 형성된 테이프 구조체 상에 놓기 위해, 상기 선형 안내부에 의해서 지지 장치(40)가 지지 테이블(50) 상에 수직으로 하강될 수 있고 필요하다면, 간단하고 가볍게 가압될 수 있다. 테이프(5)가 적층된 후에, 적층 장치(40)는 다시 들어 올려져 다음 테이프(5)를 픽업한다. 이 문헌의 목적을 위해, 지지 테이블(50)의 작업 표면 상에 테이프(5)의 배치 및 적층하는 것과 지지 테이블(50) 상에, 특히 미리 형성된 테이프 층 상에 미리 배치된 테이블(50) 상에 테이프(5)를 적층하는 것은 지지 테이블(50) 상에 테이프(5)를 배치하고 적층하는 것으로 이해되어야 하는 것을 주목해야 한다.
적층 장치(40)의 하강을 가능하게 하기 위해, 도 1의 실시예는 공급 장치(30)가 또한 적층 장치(40)와 함께 그리고 결합하여 수직 하강 및 상승하는 구성을 제공할 수 있다. 이는 특히, 도 2를 참조하여 더 상세히 설명하는 바와 같이, 공급 수단(30) 및 적층 수단(40)을 적층 헤드(7)로 불리는 유닛에 결합함으로써 수행될 수 있고, 적층 헤드(7)는 전체적으로 수직으로 이동하여 테이프(5)를 적층한다. 대안으로, 지지 테이블(50)이 테이프(5)를 적층하기 위해 들어 올려지도록 또한 적층 헤드(7) 또는 적층 장치(40)를 고정된 방식으로 설계하고 지지 테이블(50)을 리프팅가능한 방식으로 설계하는 것을 고려할 수 있다. 또한, 지지 테이블(50)에 대한 테이프(5)의 원하는 상대적 배치를 가능하게 하기 위하여, 지지 테이블(50)은 제어 장치(미도시)의 제어하에 수직 회전축(Z) 둘레로 회전될 수 있고 및/또는 x 방향 및/또는 y 방향으로 수평 방향으로 이동될 수 있는 것이 바람직하다.
적층율을 증가시키기 위해, 특히 여러 번 테이프 방식으로, 즉 동시에 및 다중 트랙 방식으로 여러 개의 테이프(5)가 동시에 처리되는 것이 의도되며, 이러한 병렬 처리(parallelization)는 시퀀스 당 적층된 테이프(5)의 수를 유리하게 곱한다. 따라서, 도 2의 평면도에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 테이프 적층 장치(1)는 대응하는 복수의 디자인으로 제공되는 대응 유닛을 제공하는 것이 바람직하다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 2 개의 릴(12, 12a)이 각각의 경우에 제공될 수 있으며, 총 2 쌍의 구동 롤러(11, 11a)를 갖는 2 개의 재료 공급 유닛(10, 10a)에 의해 테이프 스트립 재료(2)의 2개의 스트랜드가 인출되어 2 개의 절단 장치(20, 20a)로 공급되고, 여기서 2 개의 절단 블레이드(21, 21a)에 의해 2 개의 각각의 테이프(5, 5a)가 절단되고 2 개의 공급 장치(30, 30a)에 의해 2개의 적층 장치(40, 40a)로 공급된다. 2 개의 적층 장치(40, 40a)에 의해, 2 개의 테이프(5, 5a)가 지지 테이블(50) 상에 동시에 놓여져 적층될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 재료 공급 유닛(10a), 절단 장치(20a), 공급 장치(30a), 및 적층 장치(40a) 또는 재료 공급 유닛(10), 절단 장치(20), 공급 장치(30) 및 적층 장치(40)는 적층 헤드(7 또는 7a)에서 각각의 경우에 결합될 수 있다. 그러나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 적층 헤드(7, 7a)는 적층 장치(40, 40a)만을 포함하거나 또는 적층 장치(40, 40a) 이외에 공급 장치(30, 30a) 및 적당하게는 절단 장치(20, 20a)를 포함하다는 것도 가능하다.
종래 기술에 공지된 테이프 적층 장치(1)의 경우에서와 같이, 적층 헤드(7a, 7b) 또는 그 안에 포함된 유닛은 하나의 작업 사이클에서 동시에 증착되고 각각 폭(B)을 갖는 2 개 이상의 테이프(5, 5a)가 이 폭(B)을 중심으로 또는 이 폭(B)의 배수를 중심으로 서로 거리를 두고 적층되도록 배치되고, 이미 적층된 테이프(5, 5a) 사이의 잔여 갭은 하나 또는 적절한 경우 여러 개의 후속 작업 사이클에서 추가 테이프(5, 5a)를 적층함으로써 충전되어 폐쇄 테이프 층을 형성할 수 있다. 공지된 바와 같이, 테이프(5, 5a)를 적층하는 동안 미리 적층된 테이프(5, 5a)가 예를 들어, 이러한 목적을 위해 제공된 초음파 장치에 의해, 예를 들어, 가소화됨으로써 미리 적층된 테이프 층들에 부착되거나 또는 라미네이트를 형성하기 위해 하부 테이프 층들로 적어도 부분적으로 경화되는 구성이 제공될 수 있다. 이 절차는 추가 테이프 층마다 반복될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 적층 장치(40, 40a), 공급 장치(30, 30a) 및 절단 장치(20, 20a)는 각각의 편향 롤러(26, 32, 42) 주위로 순환하게 회전하는, 평탄한 운송 요소로서 컨베이어 벨트(25, 25a, 31a, 41a, 41a)와 함께 설계된다. 공급 장치(30, 30a)에서, 테이프(5, 5a)는 상부에 놓여서 즉 컨베이어 벨트(31, 31a) 상의 공급 장치(30, 30a)의 상부 측에 놓여서 운송된다. 한편, 개별 테이프(5, 5a)는 각각 "매달린" 방식으로 적층 장치(40, 40a)에서 각각 운송된다. 이 목적을 위해, 적층 장치(40, 40a)는 바람직하게는 공기가 컨베이어 벨트(41, 41a)를 통해서 흡인될 수 있는 방식으로 적층 장치(40, 40a)의 컨베이어 벨트(41, 41a)에 연결된 진공 장치(미도시)를 구비하고 진공은, 예를 들어 공기가 흡인될 수 있는 컨베이어 벨트(41, 41a)에 복수의 개구를 제공함으로써 그러한 방식으로 형성될 수 있다. 그렇게 발생된 진공의 결과로서, 공급 수단(30, 30a)의 컨베이어 벨트(31, 31a) 상에 놓이고 적층 장치(40, 40a)에 공급되는 테이프(5, 5a)는 컨베이어 벨트(41, 41a)에 인접한 적층 장치(40, 40a)의 하측 상에 유지되도록 흡인될 수 있다.
진공 장치는 테이프(5, 5a)가 지지 테이블(50) 상에 배치된 후에 스위치 오프될 수 있다.
도 3, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 도 1 및 도 2의 절단 장치(20)의 가능한 실시예가 보다 상세히 설명되며, 도 3은 스트립 방향을 가로지르는 절단에 대한 절단 블레이드(21)의 위치를 도시하며, 도 4a 및 도 4b는 각각 테이프(5)의 "비스듬한" 또는 각진 절단을 위해 회전된 절단 블레이드(21)의 상이한 위치를 도시한다.
도 3, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 절단 장치(20)는 컨베이어 벨트(25) 위에 배치된 절단 수단으로서의 절단 블레이드(21)를 구비한다. 절단 블레이드(21)는 선회 조인트(28)를 갖는 일 단부에 선회가능하게 설치되고 슬롯형 안내부(22)에 있는 다른 단부에 설치되어서, 절단 블레이드(21)가 작동 장치(미도시)에 의해 슬롯형 단부를 상승 및 하강시킴으로써 절단 운동을 수행할 수 있다. 재료 공급 유닛(10)을 향하는 절단 블레이드(21)의 측부에서, 컨베이어 벨트(25) 위에 절단 판(23)이 배치된다. 절단 판(23)은 바람직하게는 1 내지 4 mm 두께, 바람직하게는 1.5 내지 3mm 두께, 특히 바람직하게는 2mm의 두께를 갖는 얇은 금속 시트로서 설계되고 컨베이어 벨트(25)로부터 2mm 미만, 바람직하게는 1mm 미만, 특히 바람직하게는 0.5mm 미만의 거리에 배치될 수 있다.
테이프 스트립 재료(2)는 이제 구동 롤러(11)에 의해 그리고 선택적으로 상부 및 하부 안내판(27) 및 덮개 판(24)에 의해 절단 판(23) 위에서 안내하에 절단 블레이드(21)와 컨베이어 벨트(25) 사이의 공간 안으로 눌러지거나 또는 운송된다. 테이프 스트립 재료(2)는 거기에서 순환 테이프로서 공급되기 때문에, 문제없이 절단 판(23) 위로 활주시킬 수 있다. 절단 블레이드(21)를 지나서, 테이프 스트립 재료(2)는 컨베이어 벨트(25) 상으로 떨어지고, 구동 롤러(11)에 의해 편향 롤러(26) 둘레로 컨베이어 벨트(25)의 이동의 대응 제어에 의해 절단될 테이프(5)의 원하는 길이에 도달할 때까지 제어 장치(미도시)에 의해서 추가로 운송된다. 이 위치에서, 테이프(5)를 절단하기 위한 컨베이어 벨트(25) 및 구동 롤러(11)가 정지된다. 대안적으로, 컨베이어 벨트(25)는 또한 테이프 스트립 재료(2)가 구동 롤러(11)와 함께 운송되고 컨베이어 벨트(25) 위로 활주할 수 있는 한 역시 정지될 수 있다.
도 3, 도 4a 및 도 4b에서 알 수 있는 바와 같이, 절단 판(23)은 테이프 스트립 재료(2)를 절단하고 테이프(5)를 이로부터 분리시키기 위해 절단 블레이드(21)의 블레이드가 가위 절단 방식으로 절단되는 카운터 블레이드로서 작용하는 직선 에지를 갖는다. 절단이 이루어진 후에, 절단 블레이드 측의 새롭게 절단된 테이프(5)의 단부는 또한 컨베이어 벨트(25) 상에 떨어지고, 이에 의해 또한 적층 장치(40)의 방향으로 운송될 수 있다. 따라서, 절단된 테이프(5)는 항상 컨베이어 벨트(25) 상에 놓이게 되기 때문에, 짧은 길이 및 매우 짧은 절단 길이의 경우에도, 예를 들어 길이가 10mm, 5mm 이하인 테이프(5)의 경우에도 안전하고 신뢰성있게 운송될 수 있다.
또한, 상술한 구성은, 적층될 테이프 구조체의 형상에 대한 절단 각도를 조정함으로써 제조된 것과 같은 테이프 폐기물 조각이 컨베이어 벨트(25)에 의해 안전하게 픽업되어 테이프 적층 장치(1)로부터 배출될 수 있음을 의미한다 .
컨베이어 벨트(25) 상의 테이프 스트립(5)의 신뢰성있는 픽업은 컨베이어 벨트(25)가 진공 벨트로서 설계되고 약간의 진공의 결과로서 절단 공정 중에 또는 후에 테이프 스트립(5)이 컨베이어 벨트(25) 상에 접착되고 고정될 수 있는 경우 바람직한 구성에서 추가로 개선될 수 있다.
절단 판(23)은 바람직하게는 절단 블레이드(21)가 안내되는 슬롯형 안내부(22)에 기계적으로 연결되는 것이 바람직하며, 유닛은 절단 판(23), 슬롯형 안내부(22), 절단 블레이드(21) 및 선회 조인트(28)로 구성된 유닛은 바람직하게는 컨베이어 벨트(25)의 지지면의 평면에 실질적으로 수직으로 배치되고 따라서 테이프 스트립 재료(2)가 공급되는 평면에 실질적으로 수직인 회전축(Z) 둘레에 회전가능하게 설치되고, 테이프(5)가 절단될 원하는 절단 각도를 설정하기 위해, 예를 들어 ± 50 °의 범위 내에서 제어 장치(미도시)의 제어하에 회전 구동부(미도시)에 의해서 회전 각도가 연속적으로 조정될 수 있다. 절단 각도와는 무관하게, 분리된 테이프(5)는 항상 컨베이어 벨트(25) 상에 완전히 떨어진다.
도 4a 및 도 4b에 더 도시된 바와 같이, 이 실시예의 절단 장치(20)에 있어서, 절단 장치(20)를 재구성하지 않고 상이한 폭의 테이프 스트립 재료(2)를 사용할 수도 있다. 이 경우에, 테이프 스트립 재료(2)의 하나의 측부 에지가 컨베이어 벨트(25)와 같은 평탄한 운송 요소의 동일한 측면 에지와 함께 플리팅 방식(fleeting manner)으로 정렬되는 안내 에지로서 작용한다. 이는 컨베이어 벨트(25)의 측부 에지 상에 테이프 스트립 재료(2) 또는 이로부터 분리된 테이프(5)를 위한 멈춤 및 안내 역할을 하는 측방향 안내 판(미도시)을 배치함으로써 지지될 수 있다. 이러한 방식으로, 컨베이어 벨트(25)에 대한 테이프 스트립 재료(2) 또는 테이프(5)의 측부 에지의 위치가 일정하고 변하지 않고 잘 규정된 상태로 유지되는 것을 보장할 수 있다. 따라서, 테이프 스트립 재료(2) 또는 테이프 스트립 재료로부터 분리된 테이프(5)의 상이한 폭은 그 위치가 테이프 스트립 재료(2) 또는 테이프(5)의 공지된 폭만큼 선단 에지로부터 개시되는 것으로 규정된 반대측 에지의 위치에 영향을 미친다. 이러한 방식으로, 상이한 폭의 테이프 스트립 재료(2)를 사용하는 경우에도 컨베이어 벨트(25) 상에, 따라서 또한 공급 장치(30) 및 적층 장치(40)에서 테이프(5)의 잘 규정되고 정확한 위치 설정을 달성할 수 있고 높은 적층 정밀도를 보장할 수 있다.
절단 장치(20)의 다른 가능한 실시예가 도 5에 도시되며, 이 실시예에서, 컨베이어 벨트(25) 상에서 직접 절단이 이루어진다. 따라서, 상술한 바와 같이, 회전축(Z)을 중심으로 회전하도록 장착된, 순환 가변의 회전 각도를 갖는 유닛으로서 설계될 수 있는 이 실시예에서는 절단 블레이드(21), 슬롯형 안내부(22) 및 선회 조인트(28)만이 필요하다. 절단 블레이드(21)는 유리하게 예를 들어 0 내지 3 mm의 범위, 바람직하게는 0.3 내지 2 mm의 범위, 특히 바람직하게는 0.5 내지 1.5 mm의 범위에서 컨베이어 벨트(25) 내로 약간 절단될 수 있다. 따라서, 컨베이어 벨트(25)는 절단 다이로서 기능한다. 지지 판(29)은 바람직하게 컨베이어 벨트(25)가 접촉하여 연장되는 절단 블레이드(21)의 영역 또는 절단 블레이드(21)가 선회될 수 있는 영역에 제공되고, 지지 판(29)은 절단 블레이드(21)의 힘 하에 절단되는 동안 컨베이어 벨트(25)가 굽혀지는 것을 방지한다. 또한, 테이프 스트립 재료(2)로부터 테이프(5)를 절단하여 분리한 후에, 구동 롤러(11)가 고정된 채로 유지되는 동안, 컨베이어 벨트(25)만이 초기에 이동되는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 테이프(5)는 테이프 스트립 재료(2)의 단부로부터 멀리 이동될 수 있어서, 절단될 다음 테이프(5)까지 거리가 생성된다.
도 5의 실시예는 도 3 및 도 4a 내지 도 4b의 실시예보다 단순하고, 보다 콤팩트하며, 보다 비용 효율적인 설계의 장점을 갖지만, 컨베이어 벨트(25)는 절단 블레이드(21)에 의한 반복 절단으로 마모될 수 있고 교체되어야 한다는 것을 주목해야 한다.
또한, 본 실시예의 절단 장치(20)의 경우뿐만 아니라, 일반적으로 공급 장치(30) 및 적층 장치(40)에 대해, 테이프 스트립 재료(2) 또는 테이프(5)의 측면 에지 특히, 예를 들어, 컨베이어 벨트(25, 31 및/또는 41)와 같은 평탄한 운송 요소의 동일한 측면 에지와 함께 플리팅 방식으로 정렬되는 안내 에지로서 작용한다.
바람직한 실시예에 대한 상기 설명에서, 절단 장치(20)는 편향 롤러(26) 둘레로 회전하는 순환 컨베이어 벨트(25)로 설계되었지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 컨베이어 벨트(25)는 다른 유형의 평탄한 운송 요소로 대체될 수도 있다. 예를 들어, 절단 장치(20)가 테이프 스트립 재료(2)의 운송 방향(60) 및 반대 방향으로 이동될 수 있는 판형 지지면을 갖는 평탄한, 특히 판형의 운송 요소를 구비할 수 있다. 예를 들어, 평탄한 운송 요소는 금속판, 플라스틱 판, 플라스틱 또는 다른 재료로 코팅되거나 덮인 금속판 또는 플라스틱 판으로 설계될 수 있으며, 이는 선형 안내부에 의해 저장되고 안내되며 가로방향 구동부(traversing drive)에 의해 테이프 재료의 운송 방향(60)에 평행하게 전후 방향으로 이동한다. 테이프 스트립 재료(2) 및/또는 분리된 테이프(5)는 판형 운송 요소의 표면에 의해 형성된 지지면 상에 증착된다. 판형의 운송 요소는 특히 소위 "진공 박스(vacuum box)"를 형성하기 위해 진공 장치와 통합될 수 있으며, 진공 장치는 진공을 발생시켜서 테이프 스트립 재료(2) 및/또는 분리된 테이프(5)가 지지면 상에 유지된다.
또한, 테이프(5)의 운송 방향(60)에서 앞뒤로 움직일 수 있는 특정 판형 운송 요소와 같은, 평탄한 운송 요소를 갖는 상술한 컨베이어 벨트(31, 41) 대신에 컨베이어 벨트(31, 41)와 대응하는 방식으로 공급 장치(30) 및/또는 적층 장치(40)를 설계하는 것도 고려할 수 있다.
Figure pct00001

Claims (18)

  1. 테이프 스트립 재료(2)를 공급하기 위한 재료 공급 유닛(10, 10a), 상기 테이프 스트립 재료(2)로부터 테이프(5, 5a)를 분리시키기 위해 회전축(Z)을 중심으로 각도가 조절 가능한 절단 수단을 갖는 절단 장치(20, 20a), 및 상기 분리된 테이프(5,5a)를 지지 테이블(50) 상에 수용하여 놓기 위한 적층 장치(40, 40a)를 포함하는 테이프 적층 장치(1)에 있어서,
    상기 절단 장치(20, 20a)는 평탄한 운송 요소를 가지며, 상기 테이프 스트립 재료(2)는 상기 절단 수단과 상기 평탄한 운송 요소 사이에 공급될 수 있고, 상기 테이프 스트립 재료(2)는 상기 테이프 스트립 재료(2)로부터 상기 테이프(5, 5a)를 분리시키기 위해 상기 평탄한 운송 요소 상에서 또는 그 위에서 절단될 수 있는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 장치(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 평탄한 운송 요소는 편향 롤러들(26) 둘레로 회전하는 순환 컨베이어 벨트(25, 25a)로서 설계되는 것, 및/또는 상기 평탄한 운송 요소는 상기 테이프 스트립 재료(2)의 운송 방향(60) 및 반대 방향으로 이동할 수 있는 판형 지지면을 구비하는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 장치(1).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 절단 장치(20, 20a)는 진공 장치를 추가로 포함하고, 상기 진공 장치는 상기 진공 장치에 의해서 발생된 진공에 의해서 상기 평탄한 운송 요소 상에서 상기 테이프 스트립 재료(2) 및/또는 상기 분리된 테이프들(5, 5a)을 유지하는 방식으로 상기 평탄한 운송 요소에 연결되는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 장치(1).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절단 장치(20, 20a)에서 상기 테이프 스트립 재료(2)는 상기 절단 수단 및 상기 평탄한 운송 요소 사이에서 상기 평탄한 운송 요소 상에 놓여 공급되고 상기 테이프 스트립 재료(2)는 상기 평탄한 운송 요소 상에 놓여 절단되는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 장치(1).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 절단 수단은 0 내지 3mm의 범위, 바람직하게는 0.3mm 내지 2mm의 범위, 특히 바람직하게는 0.5mm 내지 1.5mm의 범위에서 상기 평탄한 운송 요소 내로 절단하는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 장치(1).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절단 장치(20, 20a)는 상기 평탄한 운송 요소 위에 그리고 상기 절단 수단의 전방에 있는 상기 테이프 스트립 재료(2)의 상기 운송 방향(60)으로 배치된 절단 판(23)을 추가로 포함하고, 상기 테이프 스트립 재료(2)는 상기 절단 판(23) 상에 놓여 안내되며, 상기 절단 판(23)은 절단 수단과 함께 선회되며, 상기 절단 판(23)은 절단 에지를 형성하고 상기 테이프(5, 5a)를 분리하기 위해 상기 절단 수단은 상기 절단 에지를 따라 상기 테이프 스트립 재료(2)를 절단하는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 장치(1).
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 절단 판(23)은 반원형 디자인이고 그리고/또는 상기 절단 판(23)은 1 내지 5 mm 범위, 바람직하게는 2 내지 4 mm의 범위, 특히 바람직하게는 3 mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 장치(1).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절단 수단은 절단 블레이드(21, 21a)로서 설계되고, 및/또는 상기 절단 수단은 초음파 장치에 의해서 초음파를 겪을 수 있는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 장치(1).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 절단 블레이드(21, 21a)는 선회 조인트(28) 상의 일 단부 영역에 장착되어 수평 축을 중심으로 선회 가능하게 장착되고, 및/또는 슬롯형 안내부(22)의 다른 단부 영역에서 안내되는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 장치(1).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층 장치(40, 40a)는 평탄한 운송 요소, 바람직하게는 편향 롤러들(42) 둘레로 회전하는 순환 컨베이어 벨트(41, 41a) 및 상기 평탄한 운송 요소에 연결된 진공 장치를 구비하고, 상기 개별 테이프들(5, 5a)은 상기 적층 장치(40, 40a)의 하부에 수용될 수 있고 상기 진공 장치에 의해 발생된 진공에 의해서 상기 평탄한 운송 요소 상에서 유지될 수 있는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 장치(1).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절단 장치(20, 20a)와 상기 적층 장치(40, 40a) 사이에 적어도 하나의 공급 장치(30, 30a)가 배치되고, 상기 공급 장치(30, 30a)는 편향 롤러들(32) 둘레로 회전하는 평탄한 운송 요소, 바람직하게는 순환 컨베이어 벨트(31, 31a)를 포함하고, 상기 절단 수단(20, 20a)에서 분리된 테이프들(5, 5a)을 수용하고 이들을 상기 적층 장치(40, 40a)로 공급하도록 구성되며, 상기 개별 테이프들(5, 5a)이 상기 평탄한 운송 요소 상에 놓여 운송되는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 장치(1).
  12. 재료 공급 유닛(10, 10a)에 의해 테이프 스트립 재료(2)를 공급하는 단계; 절단 장치(20, 20a)에 의해 상기 테이프 스트립 재료(2)로부터 테이프(5, 5a)를 분리하는 단계로서, 상기 절단 장치(20, 20a)가 회전축(Z)을 중심으로 각도가 조정될 수 있는 절단 수단을 갖는, 상기 분리 단계; 및 적층 장치(40a, 40a)에 의해 지지 테이블(50) 상에 상기 분리된 테이프(5, 5a)를 수용 및 적층하는 단계를 포함하는 테이프 적층 방법에 있어서,
    상기 절단 장치(20, 20a)는 평탄한 운송 요소를 갖는 것, 상기 테이프 스트립 재료(2)는 상기 절단 장치와 상기 평탄한 운송 요소 사이에 공급되고, 상기 테이프 스트립 재료(2)는 상기 테이프 스트립 재료(2)로부터 상기 테이프(5, 5a)를 분리하기 위해 상기 평탄한 운송 요소 상에서 또는 그 위에서 절단되는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 평탄한 운송 요소는 편향 롤러들(26) 둘레로 회전하는 순환 컨베이어 벨트(25, 25a)로서 설계되는 것, 및/또는 상기 평탄한 운송 요소는 상기 테이프 스트립 재료(2)의 운송 방향(60) 및 반대 방향으로 이동하는 판형 지지면을 갖는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 절단 장치(20, 20a)는 진공 장치를 추가로 포함하고, 상기 진공 장치는 상기 테이프 스트립 재료(2) 및/또는 상기 테이프(5, 5a)가 상기 진공 장치에 의해서 발생된 진공에 의해서 상기 평탄한 운송 요소 상에서 유지되는 방식으로 상기 평탄한 운송 요소에 연결되는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 방법.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절단 장치(20, 20a)에서, 상기 테이프 스트립 재료(2)는 상기 절단 수단과 상기 평탄한 운송 요소 사이에서 상기 평탄한 운송 요소 상에 놓여서 공급되고, 상기 테이프 스트립 재료(2)는 상기 평탄한 운송 요소 상에 놓여 절단되는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 방법.
  16. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절단 장치(20, 20a)는 상기 평탄한 운송 요소 위에 그리고 상기 절단 수단의 전방에 있는 상기 테이프 스트립 재료(2)의 상기 운송 방향(60)으로 배치된 절단 판(23)을 추가로 포함하고, 상기 테이프 스트립 재료(2)는 상기 절단 판(23) 상에 놓여 안내되며, 상기 절단 판(23)은 상기 절단 수단과 함께 선회되며, 상기 절단 판(23)은 절단 에지를 형성하고 상기 테이프(5, 5a)를 분리하기 위해 상기 절단 수단은 상기 절단 에지를 따라 상기 테이프 스트립 재료(2)를 절단하는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 방법.
  17. 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층 장치(40, 40a)는 평탄한 운송 요소, 바람직하게는 편향 롤러들(42) 둘레로 회전하는 순환 컨베이어 벨트(41, 41a) 및 상기 평탄한 운송 요소에 연결된 진공 장치를 포함하고, 상기 개별적인 테이프들(5)은 상기 적층 장치(40, 40a)의 하부 상에 수용되고 상기 진공 장치에 의해 발생된 진공에 의해 상기 평탄한 운송 요소 상에 유지되는 것, 및/또는 적어도 하나의 공급 장치(30, 30a)는 상기 절단 장치(20, 20a)와 상기 적층 장치(40, 40a) 사이에 배치되고, 상기 공급 장치(30, 30a)는 평탄한 운송 요소, 바람직하게는 편향 롤러들(42) 둘레로 회전하는 순환 컨베이어 벨트(31, 31a)를 포함하며, 상기 절단 장치(20, 20a)에서 분리된 테이프들(5, 5a)은 상기 공급 장치(30, 30a)에 의해 수용되고, 상기 평탄한 운송 요소 상에 놓여서 운송되고 상기 적층 장치(40, 40a)로 공급되는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 테이프 스트립 재료(2) 또는 상기 테이프(5, 5a)의 측부 에지는 그 위치에서 변경되지 않은 채로 유지되는 안내 에지로서 작용하여, 상기 테이프 스트립 재료(2)의 폭에서의 변화는 단지 반대 측부에만 영향을 미치고, 상기 안내 에지는 바람직하게는 상기 절단 장치(20, 20a)의 상기 평탄한 운송 요소의 측부 에지 및/또는 상기 평탄한 운송 요소, 상기 공급 장치(30, 30a) 및/또는 상기 적층 장치(40, 40a)의 측부 에지, 특히 컨베이어 벨트(25, 25a, 31, 31a, 41, 41a)의 측부 에지와 일치하는 것을 특징으로 하는 테이프 적층 방법.
KR1020197009846A 2016-09-08 2017-09-06 선회 절단 장치를 사용하는 테이프 적층 장치 및 테이프 적층 방법 KR20190049808A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016116798.3 2016-09-08
DE102016116798.3A DE102016116798A1 (de) 2016-09-08 2016-09-08 Tapelegevorrichtung und Tapelegeverfahren mit verschwenkbarer Schneideinrichtung
PCT/EP2017/072385 WO2018046558A1 (de) 2016-09-08 2017-09-06 Tapelegevorrichtung und tapelegeverfahren mit verschwenkbarer schneideinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190049808A true KR20190049808A (ko) 2019-05-09

Family

ID=59887227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197009846A KR20190049808A (ko) 2016-09-08 2017-09-06 선회 절단 장치를 사용하는 테이프 적층 장치 및 테이프 적층 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20190240932A1 (ko)
EP (1) EP3509830B1 (ko)
KR (1) KR20190049808A (ko)
CN (1) CN109689346A (ko)
DE (1) DE102016116798A1 (ko)
WO (1) WO2018046558A1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109516169A (zh) * 2018-11-26 2019-03-26 李万祥 复合板材制造设备、制造系统及制造工艺
NL2024050B1 (en) 2019-10-18 2021-06-22 Vmi Holland Bv Method and apparatus for correcting a feeding distance of a strip for cutting
CN111085787B (zh) * 2019-12-16 2022-02-22 安徽高德铝业有限公司 一种铝材加工用旋切装置
CN111438718B (zh) * 2020-04-03 2021-05-28 西安交通大学 一种气缸推动式分切碳纤维预浸料的装置与方法
US11472139B2 (en) * 2020-05-15 2022-10-18 The Boeing Company Automated composite fabrication systems and methods
US11707883B2 (en) 2020-11-20 2023-07-25 General Electric Company Foil interaction device for additive manufacturing
US11951679B2 (en) 2021-06-16 2024-04-09 General Electric Company Additive manufacturing system
US11731367B2 (en) 2021-06-23 2023-08-22 General Electric Company Drive system for additive manufacturing
US11958249B2 (en) 2021-06-24 2024-04-16 General Electric Company Reclamation system for additive manufacturing
US11958250B2 (en) 2021-06-24 2024-04-16 General Electric Company Reclamation system for additive manufacturing
US11826950B2 (en) 2021-07-09 2023-11-28 General Electric Company Resin management system for additive manufacturing
US11813799B2 (en) 2021-09-01 2023-11-14 General Electric Company Control systems and methods for additive manufacturing

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4285752A (en) * 1980-03-13 1981-08-25 Camsco, Inc. Automatic tape lay-up system
US4531992A (en) * 1983-04-08 1985-07-30 Vektronics, Inc. Composite tape preparation and application
FR2547240B1 (fr) * 1983-06-08 1986-02-21 Aerospatiale Systeme integre de drapage assiste pour la realisation de pieces en materiaux composites
DE19736424C2 (de) 1997-08-21 2001-04-05 Bullmer Spezialmaschinen Gmbh Schneidunterlage für eine Schneidemaschine sowie diese verwendende Schneidemaschine
JP2006187817A (ja) * 2004-12-28 2006-07-20 Fuji Photo Film Co Ltd ギロチンカッタおよびテープ貼付け装置
DE102008012255B4 (de) 2007-03-13 2017-03-16 Airbus Defence and Space GmbH Verfahren zum Herstellen eines textilen Halbzeugs mit kraftflussgerecht verlaufenden Faserfilamenten für eine kraftflussgerechte Faserverbundstruktur
US8048253B2 (en) 2007-09-26 2011-11-01 Fiberforge Corporation System and method for the rapid, automated creation of advanced composite tailored blanks
DE102008018726A1 (de) * 2008-04-14 2009-10-15 Josef Gail Vorrichtung und Verfahren zur Verarbeitung eines vorimprägnierten Faserverbundwerkstoffs
US8808490B2 (en) 2011-08-04 2014-08-19 The Boeing Company Methods for laminating composites
DE102012017593B4 (de) 2012-09-06 2016-04-28 Premium Aerotec Gmbh Ablegekopf und Ablegeverfahren zum automatisierten Ablegen von Zuschnitten eines flächigen Materials, insbesondere zur Herstellung von großflächigen Faserverbundbauteilen
WO2014083196A1 (de) 2012-11-30 2014-06-05 Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau Verfahren und auflege-maschine zum auflegen und anheften von bandabschnitten auf ein herzustellendes teil
DE102012111761A1 (de) * 2012-12-04 2014-06-05 Rehau Ag + Co. Verfahren zum Herstellen eines zweilagigen oder mehrlagigen bahnförmigen Halbzeugmaterials mit wenigstens einer unidirektional faserverstärkten Lage und System zum Durchführen des Verfahrens

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016116798A1 (de) 2018-03-08
EP3509830A1 (de) 2019-07-17
US20190240932A1 (en) 2019-08-08
WO2018046558A1 (de) 2018-03-15
CN109689346A (zh) 2019-04-26
EP3509830B1 (de) 2021-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190049808A (ko) 선회 절단 장치를 사용하는 테이프 적층 장치 및 테이프 적층 방법
KR101436386B1 (ko) 첨단 복합 맞춤 블랭크의 신속한 자동화 제작을 위한 시스템 및 방법
CN111479673B (zh) 生产线和用于生产由纤维增强塑料制成的产品的方法
JP2020097226A (ja) 連続するループ状の積層経路に沿って複合積層材を積層するためのシステム及び方法
CN108290356B (zh) 用于铺放纤维带的制造设备
US10456949B2 (en) Device and method for producing fibre boards
KR102479232B1 (ko) 상이한 폭들을 갖는 테이프들을 유연하고 신속하게 적층하기 위한 테이프 적층 장치 및 테이프 적층 방법
KR20160122628A (ko) 첨단 복합 부품의 제조 방법 및 시스템
DE102012017593B4 (de) Ablegekopf und Ablegeverfahren zum automatisierten Ablegen von Zuschnitten eines flächigen Materials, insbesondere zur Herstellung von großflächigen Faserverbundbauteilen
CN112004660B (zh) 薄层带自动层叠方法和装置
KR101860244B1 (ko) 프리프레그 시트 제조 장치
CN106687268B (zh) 增强纤维片材制造装置
DE102012017594B4 (de) Ablegekopf und Ablegeverfahren zum automatisierten Ablegen von Zuschnitten eines flächigen Materials, insbesondere zur Herstellung von großflächigen Faserverbundbauteilen
CN104768724A (zh) 用于受控地铺放增强纤维束的铺放设备
CN210283311U (zh) 带敷设设备
KR20190001125U (ko) 가변 간격으로 테이프들을 동시 적층하기 위한 테이프 적층 장치 및 그 테이프 적층 방법
EP3862158A1 (en) Devices and methods for making uncured, near-net shape plies
DE202016105861U1 (de) Tapelegevorrichtung zum flexiblen und schnellen Legen von Tapes mit kurzer Zykluszeit
DE202016105860U1 (de) Tapelegevorrichtung mit verschwenkbarer Schneideinrichtung
WO2021102099A1 (en) Devices and methods for making uncured, near-net shape plies
WO2018046564A1 (de) Tapelegevorrichtung und tapelegeverfahren
DE202016104965U1 (de) Tapelegevorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
WITB Written withdrawal of application