KR20200081075A - 샌드위치 패널 제조방법 및 이에 의해 제조되는 샌드위치 패널 - Google Patents

샌드위치 패널 제조방법 및 이에 의해 제조되는 샌드위치 패널 Download PDF

Info

Publication number
KR20200081075A
KR20200081075A KR1020180171188A KR20180171188A KR20200081075A KR 20200081075 A KR20200081075 A KR 20200081075A KR 1020180171188 A KR1020180171188 A KR 1020180171188A KR 20180171188 A KR20180171188 A KR 20180171188A KR 20200081075 A KR20200081075 A KR 20200081075A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sandwich panel
manufacturing
insert
mold
insulating material
Prior art date
Application number
KR1020180171188A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102174302B1 (ko
Inventor
김동욱
김세용
Original Assignee
한화글로벌에셋 주식회사
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 한화글로벌에셋 주식회사 filed Critical 한화글로벌에셋 주식회사
Priority to KR1020180171188A priority Critical patent/KR102174302B1/ko
Publication of KR20200081075A publication Critical patent/KR20200081075A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102174302B1 publication Critical patent/KR102174302B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/245—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it being a foam layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/0012—Mechanical treatment, e.g. roughening, deforming, stretching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/10—Removing layers, or parts of layers, mechanically or chemically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B2038/0052—Other operations not otherwise provided for
    • B32B2038/0076—Curing, vulcanising, cross-linking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/40—Symmetrical or sandwich layers, e.g. ABA, ABCBA, ABCCBA
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/021—Fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/106—Carbon fibres, e.g. graphite fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2266/00—Composition of foam
    • B32B2266/02—Organic
    • B32B2266/0214—Materials belonging to B32B27/00
    • B32B2266/0264—Polyester
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/34—Inserts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 최종 제품이 성형되는 금형에서 인서트 삽입과 프리폼 성형을 동시에 실시하고, 순차적으로 최종 제품 성형을 실시하는 샌드위치 패널 제조방법 및 이에 의해 제조되는 샌드위치 패널에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 샌드위치 패널 제조방법은 소정 두께를 갖는 시트형태로 폼재, 보강재 및 보온재를 준비하고, 인서트를 준비하는 소재 준비단계와; 샌드위치 패널의 최종 두께 및 형상에 대응되는 캐비티가 형성된 금형의 캐비티에 보온재, 보강재, 폼재, 보강재 및 보온재의 순으로 준비된 폼재, 보강재 및 보온재를 적층하여 적층물을 구성하되, 폼재의 양면 중 적어도 어느 한 면에 상기 인서트를 배치하는 소재 적층단계와; 상기 금형에 열을 가하면서 상기 적층물을 가압하여 상기 폼재가 상기 코어층에 대응되는 두께로 압축되도록 성형되면서, 상기 인서트가 상기 폼재의 내부로 삽입되도록 하는 프리폼 성형단계와; 상기 가압된 적층물에서 보온재를 제거하는 보온재 제거단계와; 상기 보온재가 제거된 적층물을 상기 금형의 캐비티에 삽입하고, 보온재가 제거된 공간에 수지를 주입하여 상기 보강재에 수지가 함침되도록 하는 메인 성형단계와; 상기 수지를 경화시켜서 코어층의 양면에 보강재에 수지가 함침된 스킨층을 형성하는 경화단계를 포함한다.

Description

샌드위치 패널 제조방법 및 이에 의해 제조되는 샌드위치 패널{MANUFACTURING METHOD OF SANDWICH PANEL AND SANDWICH PANEL MANUFACTURING BY THE SAME}
본 발명은 샌드위치 패널 제조방법 및 이에 의해 제조되는 샌드위치 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 최종 제품이 성형되는 금형에서 인서트 삽입과 프리폼 성형을 동시에 실시하고, 순차적으로 최종 제품 성형을 실시하는 샌드위치 패널 제조방법 및 이에 의해 제조되는 샌드위치 패널에 관한 것이다.
샌드위치 패널(sandwich panel)은 서로 다른 재질의 패널을 서로 적층하여 사용하는 것으로서, 샌드위치 패널이 사용되는 용도에 따라 각각의 패널은 재료 및 형태 등을 선택하여 사용한다. 이러한 샌드위치 패널은 경량화와 강성을 동시에 만족시킬 수 있어서 다양한 분야에 사용되고 있다. 예를 들어 차량용 러기지 보드(luggage board)와 같이 공간을 구획하면서 소정의 강성을 요구하는 부품에 샌드위치 패널이 적용되어 사용되고 있다.
이러한 샌드위치 패널은 경량화와 강성을 동시에 만족하기 위하여 강성을 확보하는 한 쌍의 스킨층 사이에 경량화를 확보하기 위한 코어층을 개재시키고, 스킨층과 코어층을 접합하여 이루어진다. 그래서 스킨층은 강화섬유에 수지가 함침된 복합소재를 사용하여 형성하고, 코어층은 열압축성형된 폼(foam)소재를 사용하여 형성하는 것이 일반적이다.
하지만, 복합소재와 폼소재로 이루어지는 샌드위치 패널을 제작하기 위해서는 코어층을 형성하는 폼소재를 먼저 압축성형하기 위한 프리폼용 금형과 최종 샌드위치 패널을 성형하기 위한 최종 제품용 금형이 별도로 필요하다는 단점이 있었다.
한편, 샌드위치 패널은 다른 부품과의 결합을 위하여 볼트, 너트 및 와셔와 같은 물리적인 체결구가 삽입되어 고정된다. 이러한 체결구를 샌드위치 패널에 삽입하기 위해서는 일반적으로 체결구를 샌드위치 패널의 두께 방향으로 관통시켜 고정시키고 있다. 하지만, 이렇게 체결구의 고정을 위하여 샌드위치 패널이 관통되는 경우에 해당 부위가 손상되거나 강성 낮아지는 단점이 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 내용은 본 발명에 대한 배경을 이해하기 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
등록특허공보 제10-1410322호 (2014.06.16)
본 발명은 최종 제품이 성형되는 금형에서 폼재를 성형하는 프리폼 성형단계를 실시하면서 인서트를 삽입하는 공정을 함께 실시할 수 있고, 이어서 최종 제품인 샌드위치 패널을 성형하는 최종 제품 성형을 순차적으로 실시할 수 있어 별도의 금형이 필요없이 하나의 금형에서 제품을 생산할 수 있는 샌드위치 패널 제조방법 및 이에 의해 제조되는 샌드위치 패널을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 샌드위치 패널 제조방법은 인서트가 삽입된 코어층과 상기 코어층의 양면에 형성되는 한 쌍의 스킨층으로 이루어지는 샌드위치 패널을 제조하는 방법으로서, 소정 두께를 갖는 시트형태로 폼재, 보강재 및 보온재를 준비하고, 인서트를 준비하는 소재 준비단계와; 샌드위치 패널의 최종 두께 및 형상에 대응되는 캐비티가 형성된 금형의 캐비티에 보온재, 보강재, 폼재, 보강재 및 보온재의 순으로 준비된 폼재, 보강재 및 보온재를 적층하여 적층물을 구성하되, 폼재의 양면 중 적어도 어느 한 면에 상기 인서트를 배치하는 소재 적층단계와; 상기 금형에 열을 가하면서 상기 적층물을 가압하여 상기 폼재가 상기 코어층에 대응되는 두께로 압축되도록 성형되면서, 상기 인서트가 상기 폼재의 내부로 삽입되도록 하는 프리폼 성형단계와; 상기 가압된 적층물에서 보온재를 제거하는 보온재 제거단계와; 상기 보온재가 제거된 적층물을 상기 금형의 캐비티에 삽입하고, 보온재가 제거된 공간에 수지를 주입하여 상기 보강재에 수지가 함침되도록 하는 메인 성형단계와; 상기 수지를 경화시켜서 코어층의 양면에 보강재에 수지가 함침된 스킨층을 형성하는 경화단계를 포함한다.
상기 금형의 캐비티 내주면에는 상기 인서트의 위치를 고정시키는 고정구가 돌출되어 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 소재 준비단계에서 상기 폼재의 두께는 샌드위치 패널의 코어층보다 두꺼운 두께로 준비하고, 상기 보강재과 보온재의 두께 합은 샌드위치 패널의 스킨층과 같은 두께로 준비하는 것을 특징으로 한다.
상기 소재 준비단계에서 폼재는 PET, PVC, PMI 및 m-PPE 중 어느 하나 또는 그 이상의 소재를 발포시킨 경질의 발포체로 준비하는 것을 특징으로 한다.
상기 소재 준비단계에서 보강재는 강화섬유를 직조물 형태로 준비하거나 강화섬유를 바인더와 혼합하여 시트 형태로 준비하는 것을 특징으로 한다.
상기 강화섬유는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유, 세라믹섬유 및 천연섬유 중 어느 하나 또는 그 이상의 섬유인 것을 특징으로 한다.
상기 소재 준비단계에서 보온재는 상기 프리폼 성형단계에서 금형에 가해지는 열에 의해 두께가 변하지 않는 소재인 것을 특징으로 한다.
상기 보온재는 부직포, 천 및 실리콘 패드 중 어느 하나로 준비하는 것을 특징으로 한다.
상기 소재 준비단계에서 인서트는 중앙에 관통공이 형성된 금속 와셔(washers)이고, 상기 보강재 및 보온재에는 상기 인서트의 관통공에 연통되는 연결공을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 소재 준비단계에서 준비된 폼재는 상기 소재 적층단계를 실시하기 전에 예열시키는 예열단계를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 샌드위치 패널은 전술된 샌드위치 패널의 제조방법에 의해서 제조되는 샌드위치 패널로서, 인서트가 삽입된 코어층과; 상기 코어층의 양면에 복합소재로 형성되는 한 쌍의 스킨층으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 소정의 두께를 갖는 보온재를 사용하여 최종 제품이 성형되는 금형에서 프리폼 성형과 최종 제품 성형을 순차적으로 실시하여 샌드위치 패널의 제조 공정 사이클을 단축시킬 수 있고, 이에 따라 샌드위치 패널의 제조 단가를 절감할 수 있다.
또한, 폼재를 압축시키는 프리폼 성형시에 폼재에 가해지는 압축력을 이용하여 인서트를 폼재에 삽입시키는 공정을 함께 실시하여 샌드위치 패널의 제조 공정 사이클을 단축시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조되는 샌드위치 패널을 보여주는 도면이고,
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널을 제조하는 단계를 보여주는 도면이며,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널에 다른 부품을 결합시킨 상태를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조되는 샌드위치 패널을 보여주는 도면이고, 도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널을 제조하는 단계를 보여주는 도면이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널에 다른 부품을 결합시킨 상태를 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조방법에 의해 제조되는 샌드위치 패널은 인서트(300)가 삽입된 코어층(100)과; 상기 코어층(100)의 양면에 복합소재로 형성되는 한 쌍의 스킨층(200)으로 이루어진다.
코어층(100)은 샌드위치 패널의 경량화를 달성하기 위하여 폼(foam) 소재를 소정의 두께(T1)로 압축하여 형성된다. 이하에서는 코어층(100)을 형성하는 폼소재를 '폼재'라고 한다.
이때 폼재(100a, 100b)는 PET, PVC, PMI 및 m-PPE 중 어느 하나 또는 그 이상의 소재를 발포시킨 경질의 발포체로 준비하는 것이 바람직하다.
그리고, 코어층(100)에는 인서트(300)가 삽입되어 고정된다. 여기서 인서트(300)는 샌드위치 패널과 다른 부품을 결합시키기 위하여 구비되는 요소로서, 볼트, 너트 및 와셔와 같은 물리적인 체결구가 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 리벳 체결을 위한 와셔를 인서트로 사용하였다. 와셔는 중앙에 관통공(301)이 형성된 금속 와셔(washers)이다.
한 쌍의 스킨층(200)은 샌드위치 패널에서 요구되는 강성을 확보하기 위하여 보강재(210)에 수지(220)가 함침된 복합소재를 소정의 두께(T2)로 성형하여 형성된다. 이때 보강재(210)는 강화섬유를 직조물 형태로 준비하거나 강화섬유를 바인더와 혼합하여 시트 형태로 준비하는 것이 바람직하다.
보강재(210)로 사용되는 강화섬유는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유, 세라믹섬유 및 천연섬유 중 어느 하나 또는 그 이상의 섬유가 사용될 수 있다.
그리고, 보강재(210)에 함침되는 수지(220)는 샌드위치 패널의 크기 및 형상에 따라 다양한 수지가 사용될 수 있다. 예를 들어 수지(220)는 일반적인 복합소재에 사용되는 에폭시 계열의 수지 또는 우레탄 계열의 수지가 사용될 수 있다.
한편, 스킨층(200)에는 인서트(300)에 형성된 관통공(301)에 연통되는 연결공(201)이 형성되어 샌드위치 패널에 다른 부품을 결합시키는 경우에 리벳과 같은 체결수단이 통과되는 공간을 제공할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 샌드위치 패널을 제조하는 방법을 도면을 참조하여 설명한다.
샌드위치 패널의 제조방법은 소재 준비단계, 소재 적층단계, 프리폼 성형단계, 보온재 제거단계, 메인 성형단계 및 경화단계 순으로 실시된다. 그리고, 소재 적층단계 이전에는 소재 준비단계에서 준비된 폼재를 예열하는 예열단계가 더 실시된다.
상기와 같은 단계를 실시하기 전에 먼저, 샌드위치 패널의 최종 두께 및 형상에 대응되는 캐비티(30)가 형성된 금형(10, 20)을 준비한다. 금형(10, 20)은 샌드위치 패널의 형상에 따라 다양한 형상 및 개수로 준비될 수 있다. 예를 들어 본 실시예에서는 판형의 샌드위치 패널을 제조하기 위하여 하부 금형(10)과 상부 금형(20)을 준비하고 하부 금형(10)과 상부 금형(20)이 합형되면서 그 계면에서 샌드위치 패널의 최종 두께 및 형상에 대응되는 캐비티(30)가 형성되도록 할 수 있다.
그리고, 금형(10, 20)의 캐비티(30) 내주면에는 인서트(300)의 위치를 고정시키는 고정구(11)가 돌출되어 형성된다. 이때 고정구(11)의 위치 및 형상은 특정 위치 및 형상에 한정되지 않고 인서트(300)의 종류, 개수 및 위치에 대응하여 변경되어 구현될 수 있다. 예를 들어 본 실시예에서는 캐비티(30)의 바닥면에서 상부방향으로 돌출되어 와셔를 고정시킬 수 있는 형상으로 구비된다.
1. 소재 준비단계
샌드위치 패널을 형성하는 인서트(300)가 삽입된 코어층(100)과 스킨층(200)을 형성하기 위하여 소정 두께를 갖는 시트형태로 폼재(100a)와 보강재(210)를 준비한다.
폼재(100a)는 PET, PVC, PMI 및 m-PPE 중 어느 하나 또는 그 이상의 소재를 발포시킨 경질의 발포체로 준비하는 것이 바람직하다. 이때 폼재(100a)의 두께(T3)는 프리폼 성형단계에서 압축되는 것을 감안하여 최종 제품인 샌드위치 패널의 코어층(100)의 두께(T1)보다 두껍게 준비한다.
그리고 보강재(210)는 강화섬유를 직조물 형태로 준비하거나 강화섬유를 바인더와 혼합하여 시트 형태로 준비하는 것이 바람직하다. 또한, 강화섬유는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유, 세라믹섬유 및 천연섬유 중 어느 하나 또는 그 이상의 섬유를 사용할 수 있다.
그리고, 폼재(100a)를 상기 하부 금형(10) 및 상부 금형(20)에서 압축하여 최종 제품인 샌드위치 패널의 코어층(100)에 대응되는 두께로 성형하는데 사용되는 보온재(400)를 준비한다.
보온재(400)는 후술되는 예열단계에서 예열된 폼재(100a)의 열손실을 방지하는 역할과 프리폼 성형단계에서 샌드위치 패널의 스킨층(200)에 대응되는 두께(T2)를 보상하여 폼재(100a)를 샌드위치 패널의 코어층(100)에 대응되는 두께로 압축시키는 역할을 한다.
부연하자면, 폼재(100a)는 프리폼 성형을 위하여 사전에 예열이 필요한데, 예열된 폼재(100a)를 하부 금형(10)과 상부 금형(20)의 캐비티(30)에 적층시키는 동안 열손실이 발생하는 것을 보온재(400)가 방지하는 역할을 한다. 또한, 프리폼 성형단계에서 보온재(400)가 차지하는 부피가 샌드위치 패널을 성형하는 메인 성형단계에서 수지(220)가 차지하는 부피에 해당되고, 이에 따라 보온재(400)의 두께 조절을 통하여 코어층(100) 및 스킨층(200)의 두께를 조절하는 역할을 하는 것이다.
그래서, 보강재(210)과 보온재(400)의 두께 합은 샌드위치 패널의 스킨층(200)과 같은 두께(T2)로 준비하는 것이 바람직하다.
한편, 상기와 같은 역할을 하기 위하여 보온재(400)는 프리폼 성형단계에서 하부 금형(10)과 상부 금형(20)에 가해지는 열에 의해 두께가 변하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 보온재(400)는 부직포, 천 및 실리콘 패드 중 어느 하나로 준비할 수 있다.
그리고, 인서트(300)를 준비한다. 본 실시예에서는 중앙에 관통공(301)이 형성된 금속소재의 와셔(washers)를 준비한다.
또한, 보강재(210) 및 보온재(400)에는 인서트(300)의 관통공(301)에 연통되는 연결공(201)을 형성하는 것이 바람직하다.
2. 예열단계
준비단계에서 준비된 폼재(100a)는 프리폼 성형단계에서 압축이 용이하고, 크랙과 같은 결함이 발생하지 않도록 예열을 실시한다.
폼재(100a)의 예열은 별도로 마련되는 오븐에서 약 130℃에서 1시간 정도 실시되고, 오븐에서 예열된 폼재(100a)는 준비된 보온재(400)를 이용하여 열손실을 방지하면서 다음 단계인 소재 적층단계를 위하여 금형으로 이동시킨다.
3. 소재 적층단계
예열된 폼재(100a)를 사이에 두고 한 쌍의 보강재(210) 및 보온재(400)를 적층시킨다.
부연하자면, 도 2와 같이 하부 금형(10)의 캐비티(30)에 보온재(400), 보강재(210), 폼재(100a), 보강재(210) 및 보온재(400)의 순으로 준비된 폼재(100a), 보강재(210) 및 보온재(400)를 적층하여 적층물을 구성한다.
다만, 이때 폼재(100a)의 양면 중 적어도 어느 한 면에 인서트를 배치한다. 본 실시예에서는 폼재(100a)의 하면과 보강재(210) 사이에 인서트를 배치한다.
예를 들어, 하부 금형의 상면에는 연결공이 형성된 보온재, 연결공이 형성된 보강재, 인서트, 폼재(100a), 보강재(210) 및 보온재(400)를 순차적으로 적층시킨다. 이때 보온재(400) 및 보강재(210)에 형성된 연결공(201)과 인서트(300)에 형성된 관통공(301)이 금형(10, 20)에 구비된 고정구(11)에 삽입되면서 보온재(400), 보강재(210) 및 인서트(300)의 위치가 고정된다.
4. 프리폼 성형단계
프리폼 성형단계는 하부 금형(10)과 상부 금형(20)을 합형시키면서 가압하여 폼재(100a)를 최종 제품인 샌드위치 패널의 코어층(100)에 대응되는 두께(T1)로 압축시키는 성형단계이다.
이를 위하여, 도 3과 같이 하부 금형(10)과 상부 금형(20)에 열을 가하면서 상부 금형(20)을 하강시켜 하부 금형(10)과 합형시킨다. 이때 상부 금형(20)의 하강에 의해 폼재(100a)에 압축력이 작용하면서 폼재(100b)가 압축성형된다. 이때 보강재(210)와 보온재(400)는 두께의 변화가 없고 폼재(100b)만 압축되면서 두께가 얇아진다. 압축된 폼재(100b)의 압축률은 약 60% 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상부 금형(20)의 하강에 의해 폼재(100a)에 압축력이 작용하면서 금속 소재의 인서트는 발포체인 폼재(100a)의 내부로 압입되어 고정된다.
이때 보강재(210)에 의해 인서트(300)는 폼재(100a)의 표면으로 완전히 압입되어 고정되고, 보강재(210)의 표면은 보온재(400)에 밀착되어 평탄한 상태가 유지된다.
5. 보온재 제거단계
폼재(100b)의 성형이 완료되면 도 4와 같이 상부 금형(20)을 상승시켜 하부 금형(10)으로부터 분리하고, 보온재(400), 보강재(210) 및 폼재(100b)가 가압된 적층물에서 보온재(400)를 제거한다.
그러면 적층물에는 압축된 폼재(100b)와 그 양면에 적층된 보강재(210)만 남겨둔다.
이때 인서트(300)의 관통홀(301)과 보강재(210)에 형성된 연결공(201)은 고정구(11)가 분리되면서 노출된다.
6. 메인 성형단계
최종 제품인 샌드위치 패널의 성형을 위하여, 도 5와 같이 보온재(400)가 제거된 적층물을 하부 금형(10)의 캐비티(30)에 삽입하고, 상부 금형(20)을 하강시켜 하부 금형(10)과 상부 금형(20)으로 형성되는 캐비티(30)를 밀폐시킨다. 이때 보온재(400)가 제거된 적층물을 하부 금형(10)과 상부 금형(20)으로 형성된 캐비티(30)의 중앙에 위치되도록 적층물을 고정시킬 수 있다. 예를 들어 보온재(400)가 제거된 적층물은 그 하부에 인서트(300)의 관통공(301)과 보강재(210)의 연결공(201)이 고정구(11)에 삽입되면서 적층물을 정위치에 고정시킬 수 있다.
그래서, 적층물의 하부와 상부, 즉 압축된 폼재(100b)의 하부에 배치된 보강재(210)의 하부 영역과, 압축된 폼재(100b)의 상부에 배치된 보강재(210)의 상부 영역에 수지(220)가 주입될 빈 공간이 형성되도록 한다.
그리고, 도 6과 같이 적층물의 하부 영역과 상부 영역, 즉 빈 공간에 준비된 수지(220)를 주입하여 보강재(210)에 수지(220)가 함침되도록 한다. 이때 주입된 수지(220)는 보강재(210)에 함침되면서 하부 금형(10)과 상부 금형(20)의 합형으로 인해 형성된 캐비티(30)의 빈 공간을 채우게 되고 이렇게 채워지는 수지(220)는 최종 제품인 샌드위치 패널의 스킨층(200)에 해당되는 두께(T2)로 충전된다.
7. 경화단계
수지(220)의 주입이 완료되면 소정 시간을 경과시켜 수지(220)를 경화시킨다.
그래서, 압축된 폼재(100b)로 이루어진 코어층(100)의 양면에 보강재(210)에 수지(220)가 함침된 스킨층(200)을 형성시킨다.
상기와 같이 여러 단계를 실시하여 인서트(300)가 삽입된 코어층(100)의 양면에 스킨층(200)이 접합된 샌드위치 패널을 제조할 수 있다.
이때 본 실시예는 보온재의 역할에 의해 프리폼 성형단계와 메인 성형단계를 한 종류의 금형에서 실시할 수 있어, 종래 프리폼 성형단계를 별도의 금형에 실시하는 제조방법 대비 샌드위치 패널의 제조 공정 사이클을 단축시킬 수 있다.
또한, 인서트(300)를 폼재(100a)에 삽입하는 공정을 프리폼 성형단계에서 함께 실시되도록 하여 종래와 같이 샌드위치 패널에 체결구를 설치하는 공정을 삭제할 수 있어 샌드우치 패널의 제조 공정 사이클을 단축시킬 수 있다.
한편, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널에 다른 부품을 결합시킨 상태를 보여주는 도면으로서, 도면에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 샌드위치 패널에 다른 부품(1)을 리벳(3)을 이용하여 결합시킬 수 있다.
부연하자면, 코어층(200)에 인서트(300)가 삽입되어 고정된 상태에서 다른 부품(1)을 맞댄 다음 리벳(3)을 인서트(300)에 체결하여 샌드위치 패널과 다른 부품(1)을 결합시킬 수 있다. 이때 샌드위치 패널과 다른 부품(1)의 결합력을 향상시키기 위하여 스킨층(200)과 다른 부품(1) 사이에는 접착제(2)를 더 사용할 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
100: 코어층 100a: 폼재
100b: 압축된 폼재 200: 스킨층
201: 연결공 210: 보강재
220: 수지 300: 인서트
301: 관통공 300: 보온재
10: 하부 금형 11: 고정구
20: 상부 금형 30: 캐비티

Claims (11)

  1. 인서트가 삽입된 코어층과 상기 코어층의 양면에 형성되는 한 쌍의 스킨층으로 이루어지는 샌드위치 패널을 제조하는 방법으로서,
    소정 두께를 갖는 시트형태로 폼재, 보강재 및 보온재를 준비하고, 인서트를 준비하는 소재 준비단계와;
    샌드위치 패널의 최종 두께 및 형상에 대응되는 캐비티가 형성된 금형의 캐비티에 보온재, 보강재, 폼재, 보강재 및 보온재의 순으로 준비된 폼재, 보강재 및 보온재를 적층하여 적층물을 구성하되, 폼재의 양면 중 적어도 어느 한 면에 상기 인서트를 배치하는 소재 적층단계와;
    상기 금형에 열을 가하면서 상기 적층물을 가압하여 상기 폼재가 상기 코어층에 대응되는 두께로 압축되도록 성형되면서, 상기 인서트가 상기 폼재의 내부로 삽입되도록 하는 프리폼 성형단계와;
    상기 가압된 적층물에서 보온재를 제거하는 보온재 제거단계와;
    상기 보온재가 제거된 적층물을 상기 금형의 캐비티에 삽입하고, 보온재가 제거된 공간에 수지를 주입하여 상기 보강재에 수지가 함침되도록 하는 메인 성형단계와;
    상기 수지를 경화시켜서 코어층의 양면에 보강재에 수지가 함침된 스킨층을 형성하는 경화단계를 포함하는 샌드위치 패널 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 금형의 캐비티 내주면에는 상기 인서트의 위치를 고정시키는 고정구가 돌출되어 형성된 것을 특징으로 하는 샌드우치 패널 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 소재 준비단계에서 상기 폼재의 두께는 샌드위치 패널의 코어층보다 두꺼운 두께로 준비하고, 상기 보강재과 보온재의 두께 합은 샌드위치 패널의 스킨층과 같은 두께로 준비하는 것을 특징으로 하는 샌드위치 패널 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 소재 준비단계에서 폼재는 PET, PVC, PMI 및 m-PPE 중 어느 하나 또는 그 이상의 소재를 발포시킨 경질의 발포체로 준비하는 것을 특징으로 하는 샌드위치 패널 제조방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 소재 준비단계에서 보강재는 강화섬유를 직조물 형태로 준비하거나 강화섬유를 바인더와 혼합하여 시트 형태로 준비하는 것을 특징으로 하는 샌드위치 패널 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 강화섬유는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유, 세라믹섬유 및 천연섬유 중 어느 하나 또는 그 이상의 섬유인 것을 특징으로 하는 샌드위치 패널 제조방법.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 소재 준비단계에서 보온재는 상기 프리폼 성형단계에서 금형에 가해지는 열에 의해 두께가 변하지 않는 소재인 것을 특징으로 하는 샌드위치 패널 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 보온재는 부직포, 천 및 실리콘 패드 중 어느 하나로 준비하는 것을 특징으로 하는 샌드위치 패널 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 소재 준비단계에서 인서트는 중앙에 관통공이 형성된 금속 와셔(washers)이고,
    상기 보강재 및 보온재에는 상기 인서트의 관통공에 연통되는 연결공을 형성하는 것을 특징으로 하는 샌드위치 패널 제조방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 소재 준비단계에서 준비된 폼재는 상기 소재 적층단계를 실시하기 전에 예열시키는 예열단계를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 샌드위치 패널 제조방법.
  11. 청구항 1에 의해 제조되는 샌드위치 패널로서,
    인서트가 삽입된 코어층과;
    상기 코어층의 양면에 복합소재로 형성되는 한 쌍의 스킨층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샌드위치 패널.
KR1020180171188A 2018-12-27 2018-12-27 샌드위치 패널 제조방법 및 이에 의해 제조되는 샌드위치 패널 KR102174302B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180171188A KR102174302B1 (ko) 2018-12-27 2018-12-27 샌드위치 패널 제조방법 및 이에 의해 제조되는 샌드위치 패널

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180171188A KR102174302B1 (ko) 2018-12-27 2018-12-27 샌드위치 패널 제조방법 및 이에 의해 제조되는 샌드위치 패널

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200081075A true KR20200081075A (ko) 2020-07-07
KR102174302B1 KR102174302B1 (ko) 2020-11-04

Family

ID=71602962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180171188A KR102174302B1 (ko) 2018-12-27 2018-12-27 샌드위치 패널 제조방법 및 이에 의해 제조되는 샌드위치 패널

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102174302B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230157552A (ko) 2022-05-09 2023-11-17 도레이첨단소재 주식회사 샌드위치 복합재 및 그의 제조방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006015611A (ja) * 2004-07-01 2006-01-19 Toho Tenax Co Ltd サンドイッチ積層板の製造方法
KR20080027656A (ko) * 2006-09-25 2008-03-28 주식회사 일광 자동차용 내장재 패널 및 그 제조방법
JP2012153068A (ja) * 2011-01-27 2012-08-16 Mitsubishi Electric Corp インサート構造を有するサンドイッチパネルおよびその製造方法
JP5139144B2 (ja) * 2008-04-30 2013-02-06 キョーラク株式会社 積層樹脂成形品及びその製造方法
KR101410322B1 (ko) 2012-06-27 2014-06-25 이형구 샌드위치 패널에 태양 에너지 설비의 설치를 위한 보강 구조
KR101411271B1 (ko) * 2012-02-14 2014-07-01 주식회사 에이취 케이 복합소재 내의 인서트 적용 구조 및 방법
JP2015105334A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 積水化成品工業株式会社 繊維強化複合体の製造方法、繊維強化複合体及び輸送機器構成用部材

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006015611A (ja) * 2004-07-01 2006-01-19 Toho Tenax Co Ltd サンドイッチ積層板の製造方法
KR20080027656A (ko) * 2006-09-25 2008-03-28 주식회사 일광 자동차용 내장재 패널 및 그 제조방법
JP5139144B2 (ja) * 2008-04-30 2013-02-06 キョーラク株式会社 積層樹脂成形品及びその製造方法
JP2012153068A (ja) * 2011-01-27 2012-08-16 Mitsubishi Electric Corp インサート構造を有するサンドイッチパネルおよびその製造方法
KR101411271B1 (ko) * 2012-02-14 2014-07-01 주식회사 에이취 케이 복합소재 내의 인서트 적용 구조 및 방법
KR101410322B1 (ko) 2012-06-27 2014-06-25 이형구 샌드위치 패널에 태양 에너지 설비의 설치를 위한 보강 구조
JP2015105334A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 積水化成品工業株式会社 繊維強化複合体の製造方法、繊維強化複合体及び輸送機器構成用部材

Also Published As

Publication number Publication date
KR102174302B1 (ko) 2020-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4416900B2 (ja) 複合材パネルおよびその製造方法
US6776865B1 (en) Method of forming honeycomb sandwich composite panels
KR102174301B1 (ko) 샌드위치 패널 제조방법 및 이에 의해 제조되는 샌드위치 패널
US9669581B2 (en) Method for manufacturing an aeronautical torsion box, torsion box and tool for manufacturing an aeronautical torsion box
CA2635363C (en) Method for producing structures from composite materials, including embedded precured tools
CN109849368B (zh) 一种复合材料带锥段变厚度回转体连接结构加工方法
JPS59501832A (ja) プラスチツク板ばね及びその製造方法
US20040140049A1 (en) Method of manufacturing a hollow section, grid stiffened panel
JP5436468B2 (ja) インサート構造を有するサンドイッチパネルの製造方法
CN104210670A (zh) 用于固化复合材料的工件的混合式工具
CN110103483B (zh) 一种蜂窝芯拼接方法
CN110303696A (zh) Z-pin增强蜂窝夹芯板及其成型工艺
KR950007550B1 (ko) 샌드위치 구조물로 부터 일정한 형상의 부품을 제작하는 방법(A Method of making a shaped article from a sandwich construction)
KR102174302B1 (ko) 샌드위치 패널 제조방법 및 이에 의해 제조되는 샌드위치 패널
US9862254B2 (en) Functionally optimized fiber composite component and method for the production thereof
CN108621531B (zh) 复合构造体的制造方法
CN114801237A (zh) 一种全高度包边夹芯复合材料制件的成型方法
JP3016786B2 (ja) 繊維強化樹脂部材の製造方法
JP7144253B2 (ja) 繊維強化複合材料の製造方法
CN110978672A (zh) 一种一体成型的夹层结构及工艺
US20140110051A1 (en) Method for making a sandwich type composite by co-firing
US20160318262A1 (en) Process for producing a plastic part having a foam core
JPH03292131A (ja) 繊維強化樹脂積層体の製造方法
WO2020160758A1 (en) Piece made of two fibre reinforced thermoplastic parts and method for making the same
KR102324411B1 (ko) 다중스파 일체형 토션박스 제작방법 및 상기 제작방법에 의한 토션박스

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right