KR20230111011A - Cfrp foam-core sandwich structure and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체는 폼코어의 상부면 및 하부면에 제1 프리프레그, 메쉬층 및 제2 프리프레그가 순서대로 적층되고, 메쉬층의 면적은 제1 프리프레그 및 제2 프리프레그 면적 이하인 구조를 가진다. 이와 같은 구조를 통해 본 발명에 따른 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체는 핀홀 및 표면 불균일 문제를 해결하여 외관 향상, 결함 제거 효과를 나타낼 수 있다.The CFRP foam core sandwich structure according to the present invention has a structure in which a first prepreg, a mesh layer, and a second prepreg are sequentially stacked on the upper and lower surfaces of the foam core, and the area of the mesh layer is less than the area of the first prepreg and the second prepreg. Through this structure, the CFRP foam core sandwich structure according to the present invention can solve the problem of pinholes and surface non-uniformity, thereby improving the appearance and removing defects.

Description

CFRP 폼코어 샌드위치 구조체 및 그의 제조방법{CFRP FOAM-CORE SANDWICH STRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}CFRP foam core sandwich structure and its manufacturing method {CFRP FOAM-CORE SANDWICH STRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 건축용, 산업용, 자동차용 소재 등으로 사용되는 샌드위치 구조체에 관한 것으로, 보다 구체적으로 폼재와 프리프레그를 사용하여 제조하는 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sandwich structure used as a material for construction, industry, and automobiles, and more particularly, to a CFRP foam core sandwich structure manufactured using a foam material and prepreg and a method for manufacturing the same.

종래, 많은 산업 분야에 샌드위치 구조체가 이용되고 있으며, 분야만큼이나 다양하게 샌드위치 구조체의 강도와 무게가 설계되고 있고, 샌드위치 구조체의 경량화를 위해 내부에 폼재가 삽입되는 구조가 널리 사용되고 있다.Conventionally, sandwich structures are used in many industrial fields, and strength and weight of sandwich structures are designed in various fields as much as fields, and a structure in which a foam material is inserted into the sandwich structure is widely used to lighten the weight of the sandwich structure.

이러한 폼재나 코어재를 사용하는 경우, 폼재나 코어재를 감싸는 외피재로 보강성능을 갖는 복합재를 사용하여 경량화와 고강도를 동시에 달성하는 방식이 사용되고 있다.In the case of using such a foam material or core material, a method of achieving weight reduction and high strength at the same time is used by using a composite material having reinforcing performance as an outer covering material surrounding the foam material or core material.

한편, 복합재료에서는 중량은 늘리지 않고 적층판의 두께를 두껍게 하여 강성을 획기적으로 높이기 위해 저밀도 폼 재료를 사용한다. 그러나 폼코어 샌드위치 구조체의 성형 시, 코어 재료인 폼재 표면에 존재하는 기공과 성형 공정 중 발생하는 구멍에 수지가 추가적으로 소모되는 근본적인 문제가 있다. 또한, 이와 같은 코어 재료인 폼재 표면에 존재하는 기공과 성형 과정에서 발생하는 구멍에 의해 CFRP 제조 과정에서 제품에 핀홀/홀이 발생하게 된다. 이러한 핀홀은 일반적으로 표면 또는 제품의 구조적 층 사이에 나타나며, 이는 제품의 외관에 영향을 미칠 뿐만 아니라 물성에도 일정한 영향을 미칠 수 있는 결함으로 작용한다.On the other hand, in the composite material, a low-density foam material is used to dramatically increase stiffness by increasing the thickness of the laminate without increasing the weight. However, when forming the foam core sandwich structure, there is a fundamental problem in that resin is additionally consumed in pores existing on the surface of the foam material, which is the core material, and holes generated during the molding process. In addition, pinholes/holes are generated in the product during the CFRP manufacturing process due to pores existing on the surface of the foam material, which is the core material, and holes generated during the molding process. These pinholes generally appear on the surface or between structural layers of a product, which not only affects the appearance of the product but also acts as a defect that can have a certain effect on physical properties.

또한, 복합재료의 외관 개선뿐만 아니라 제품에 습기의 침투를 방지하고 잠재적인 물성 저하를 막기 위해서는 핀홀과 공극을 채워야 한다. 복합재료는 성형 시 진공 처리를 하거나 성형 후 홀 필러와 코팅제를 이용하여 핀홀과 같은 작은 표면 결함을 채울 수 있다. 그러나 진공, 전처리 및 샌딩처리 등 추가 공정이 필요하며 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 더욱이, 복합재 표면에 발생하는 직경 1 mm 미만의 핀홀은 스프레이 방식으로는 메울 수 없는데, 이는 스프레이된 코팅이 핀홀을 연결하고 핀홀에서 가스를 배출하거나 코팅이 건조될 때 뒤로 수축하거나 샌딩을 통해 브리지를 뚫을 수 있기 때문이다. 따라서 적층 설계 단계에서 성형성과 공정기술을 고려하여 수지 소모를 최소로 줄이는 설계가 요구되고 있는 실정이다.In addition, pinholes and voids must be filled to prevent moisture penetration into the product and potential degradation of physical properties, as well as to improve the appearance of composite materials. Composite materials can be vacuum treated during molding, or small surface defects such as pinholes can be filled by using hole fillers and coatings after molding. However, it requires additional processes such as vacuum, pretreatment, and sanding, and has a disadvantage in that it takes a lot of time. Moreover, pinholes less than 1 mm in diameter in the composite surface cannot be filled by spraying because the sprayed coating can bridge and outgas the pinhole, shrink back when the coating dries, or bridge through sanding. Therefore, a design that minimizes resin consumption is required in consideration of moldability and process technology in the layer design stage.

한국공개특허공보 제10-2011-0076269호Korean Patent Publication No. 10-2011-0076269

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 프리프레그 사이에 메쉬층을 삽입한 다층 어셈블리 구조를 사용하여 직물에 기공이 갇히는 것을 방지하고 폼재에 수지가 소모되는 것을 방지함으로써, 표면에 핀홀이 발생되는 것을 억제하고, 표면 불균형을 해소할 수 있는 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체 및 그의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the problem to be solved by the present invention is to prevent pores from being trapped in the fabric and to prevent the resin from being consumed in the foam material by using a multi-layer assembly structure in which a mesh layer is inserted between the prepregs. It is to provide a CFRP foam core sandwich structure capable of suppressing the occurrence of pinholes and resolving surface imbalance, and a manufacturing method thereof.

본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.The above and other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments.

상기 목적은, 폼코어 및 폼코어의 상부면 및 하부면에 제1 프리프레그, 메쉬층 및 제2 프리프레그가 순서대로 적층되며, 메쉬층의 면적은 제1 프리프레그 및 제2 프리프레그 면적 이하인 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체에 의해 달성된다.The above object is achieved by a CFRP foam core sandwich structure in which a first prepreg, a mesh layer, and a second prepreg are sequentially stacked on a foam core and upper and lower surfaces of the foam core, and the area of the mesh layer is less than or equal to the area of the first prepreg and the second prepreg.

바람직하게는, 메쉬층의 단위 면적당 중량은 20 내지 40 g/m2인 것일 수 있다.Preferably, the weight per unit area of the mesh layer may be 20 to 40 g/m 2 .

바람직하게는, CFRP 폼코어 샌드위치 구조체의 외표면에 직경 1 mm 미만의 핀홀이 1 m2 단위면적당 20개 이하로 존재하는 것일 수 있다.Preferably, 20 or less pinholes with a diameter of less than 1 mm per 1 m 2 unit area may be present on the outer surface of the CFRP foam core sandwich structure.

바람직하게는, 메쉬층은 PET, 유리섬유 및 탄소섬유 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.Preferably, the mesh layer may include at least one of PET, glass fiber, and carbon fiber.

바람직하게는, 메쉬층은 메쉬 또는 매트 형태인 것일 수 있다.Preferably, the mesh layer may be in the form of a mesh or mat.

바람직하게는, 제1 프리프레그는 직물 프리프레그이고, 제2 프리프레그는 일방향(UD) 프리프레그인 것일 수 있다.Preferably, the first prepreg is a woven prepreg, and the second prepreg may be a unidirectional (UD) prepreg.

바람직하게는, CFRP 폼코어 샌드위치 구조체의 굴곡강도는 200 MPa 이상인 것일 수 있다.Preferably, the flexural strength of the CFRP foam core sandwich structure may be 200 MPa or more.

바람직하게는, CFRP 폼코어 샌드위치 구조체의 표면거칠기(Ra)가 2.0 ㎛ 이하인 것일 수 있다.Preferably, the surface roughness (Ra) of the CFRP foam core sandwich structure may be 2.0 μm or less.

바람직하게는, 제1 프리프레그 및 제2 프리프레그는 에폭시 수지, 폴리에스테르수지, 비닐에스터 수지 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 수지를 포함하는 것일 수 있다.Preferably, the first prepreg and the second prepreg may include at least one resin selected from an epoxy resin, a polyester resin, and a vinyl ester resin.

또한, 상기 목적은, 하부 금형 내부에 제2 프리프레그, 메쉬층 및 제1 프리프레그를 순차적으로 적층하는 제1 단계, 제1 프리프레그 상에 폼코어를 적층하는 제2 단계, 폼코어 상에 제1 프리프레그, 메쉬층 및 제2 프리프레그를 순차적으로 적층하는 제3 단계, 상부 금형을 치합한 후 프레스 성형하는 제4 단계 및 탈형 및 가공하는 제5 단계를 포함하는 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체의 제조방법에 의해 달성된다.In addition, the above object is achieved by a method for manufacturing a CFRP foam core sandwich structure, which includes a first step of sequentially stacking a second prepreg, a mesh layer, and a first prepreg inside a lower mold, a second step of stacking a foam core on the first prepreg, a third step of sequentially stacking the first prepreg, a mesh layer, and a second prepreg on the foam core, a fourth step of press molding after meshing the upper mold, and a fifth step of demolding and processing.

본 발명의 일 실시예에 따른 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체 및 그의 제조방법에 따르면 폼코어 샌드위치 적층으로 인해 발생하는 핀홀 및 표면 불균일 문제를 해결하기 위한 수단으로 메쉬 보강재를 삽입하여 이러한 문제를 해결하고 샌드위치 구조체의 외관 향상, 결함 제거 효과를 나타낼 수 있다.According to the CFRP foam core sandwich structure and method for manufacturing the same according to an embodiment of the present invention, a mesh reinforcing material is inserted as a means to solve the problems of pinholes and surface irregularities caused by foam core sandwich lamination, and these problems can be solved, and the appearance of the sandwich structure can be improved and defects can be eliminated.

다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
1 is a configuration diagram of a CFRP foam core sandwich structure according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart showing a method of manufacturing a CFRP foam core sandwich structure according to an embodiment of the present invention.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.With reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is shown enlarged to clearly express the various layers and regions. Like reference numerals have been assigned to like parts throughout the specification. When a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” another part, this includes not only the case where it is “directly on” the other part, but also the case where there is another part in between. Conversely, when a part is said to be "directly on" another part, it means that there is no other part in between.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In case of conflict, the present specification, including definitions, will control. Also, although methods and materials similar or equivalent to those described herein may be used in the practice or testing of the present invention, suitable methods and materials are described herein.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a CFRP foam core sandwich structure according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체는 폼코어(110), 제1 프리프레그(120), 메쉬층(130) 및 제2 프리프레그(140)를 포함한다. 이때, 폼코어(110)는 샌드위치 구조체 내부의 중간에 위치하고, 제1 프리프레그(120), 메쉬층(130) 및 제2 프리프레그(140)는 폼코어(110)의 상부면 및 하부면에 순차적으로 적층된다.Referring to FIG. 1 , a CFRP foam core sandwich structure according to an embodiment of the present invention includes a foam core 110, a first prepreg 120, a mesh layer 130, and a second prepreg 140. At this time, the foam core 110 is located in the middle of the sandwich structure, and the first prepreg 120, the mesh layer 130, and the second prepreg 140 are sequentially laminated on the upper and lower surfaces of the foam core 110.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체는 폼코어(110)의 상하에 제1 프리프레그(120), 메쉬층(130) 및 제2 프리프레그(140)가 순차적으로 적층되는 다층 어셈블리 구조의 보강층을 형성하여 이루어진다. 이하, 각 구성에 대해 상술한다.As such, the CFRP foam core sandwich structure according to an embodiment of the present invention is formed by forming a multi-layer assembly structure in which the first prepreg 120, the mesh layer 130, and the second prepreg 140 are sequentially stacked on and under the foam core 110. Hereinafter, each configuration will be described in detail.

먼저, 폼코어(110)는 본 발명의 일 실시예에 따른 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체의 코어층으로, 샌드위치 구조체의 경량화를 달성하기 위해 폼(foam) 소재를 소정의 두께로 압축하여 형성된 경질의 판형 발포체이다. 본 명세서에서 코어층을 형성하는 폼소재를 '폼재'라고 지칭한다.First, the foam core 110 is a core layer of a CFRP foam core sandwich structure according to an embodiment of the present invention, and is a hard plate-like foam formed by compressing a foam material to a predetermined thickness in order to reduce the weight of the sandwich structure. In this specification, the foam material forming the core layer is referred to as 'foam material'.

폼코어(110)를 형성하는 폼재는 PVC(PolyVinlyChloride), PET(PolyEthyleneTerephthalete), PS(PolyStyrene), PU(Polyurethane) 및 PMI(PolyMethacryImide) 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 경질의 폼재를 사용하는 것이 바람직하다. 다만, 폼코어(110)의 소재는 상술한 소재로 한정되는 것은 아니며, 성형 공정을 통해 발포가 가능한 소재라면 어느 것이든 사용할 수 있다. 일례로서, 폼코어(110)를 형성하는 폼재는 발포 수지에 대하여 발포/경화제를 혼합하고 소정의 온도에서 성형하여 형성되는 것일 수 있다.The foam material forming the foam core 110 is a hard foam material containing at least one selected from PVC (Polyvinlychloride), PET (PolyEthyleneTerephthalete), PS (PolyStyrene), PU (Polyurethane), and PMI (PolyMethacryImide) It is preferable to use. However, the material of the foam core 110 is not limited to the above-described material, and any material capable of being foamed through a molding process may be used. As an example, the foam material forming the foam core 110 may be formed by mixing a foaming/curing agent with a foaming resin and molding at a predetermined temperature.

또한, 폼코어(110)를 형성하는 폼재는 성형 공정에서의 변형 및 물성저하를 방지하기 위하여 150℃ 이상의 내열특성을 가지는 것이 바람직하다.In addition, the foam material forming the foam core 110 preferably has heat resistance of 150° C. or higher in order to prevent deformation and deterioration of physical properties during a molding process.

다음으로, 제1 프리프레그(120), 메쉬층(130) 및 제2 프리프레그(140)가 순차적으로 적층된 보강층은 샌드위치 구조체에서 요구되는 강성을 확보하기 위해 강화섬유가 수지가 함침된 복합소재를 메쉬층과 함께 소정의 두께로 성형하여 형성한다. Next, the reinforcing layer in which the first prepreg 120, the mesh layer 130, and the second prepreg 140 are sequentially stacked is formed by molding a composite material in which reinforcing fibers are impregnated with a resin to a predetermined thickness together with the mesh layer to secure the rigidity required in the sandwich structure.

이때 제1 프리프레그(120) 및 제2 프리프레그(140)를 구성하는 섬유보강재인 탄소섬유는 직조물 형태 및 일방향의 형태인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 폼코어(110) 상에 직접 접촉하는 제1 프리프레그(120)는 직물 프리프레그를 포함하는 것이 바람직하고, 제2 프리프레그(140)는 일방향(UD) 프리프레그를 포함하는 것이 바람직하다. 일반적으로 일방향 프리프레그가 동일한 단위 면적당 무게에서 보다 높은 강성을 발현할 수 있으므로, 외부에 위치하는 제2 프리프레그(140)는 보다 높은 강성을 가지도록 하기 위하여 일방향 프리프레그를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 프리프레그(120)로 직물 프리프레그를 사용하고 제2 프리프레그(140)로 일방향 프리프레그를 사용함으로써 서로 다른 두 프리프레그의 섬유 배열 방향이 서로 엇갈리도록 하여 다양한 방향에서 가해지는 외력에 대한 강성 및 저항력을 확보할 수 있다.At this time, it is preferable that the carbon fiber, which is a fiber reinforcing material constituting the first prepreg 120 and the second prepreg 140, has a woven material shape and a unidirectional shape. More specifically, the first prepreg 120 directly contacting the foam core 110 preferably includes a fabric prepreg, and the second prepreg 140 preferably includes a unidirectional (UD) prepreg. In general, since a unidirectional prepreg can exhibit higher stiffness at the same weight per unit area, it is preferable to use a unidirectional prepreg to ensure that the second prepreg 140 located outside has higher stiffness. In addition, by using a fabric prepreg as the first prepreg 120 and using a unidirectional prepreg as the second prepreg 140, the fiber arrangement directions of the two different prepregs are staggered, so that the external force applied in various directions can be secured.

또한, 제1 프리프레그(120) 및 제2 프리프레그(140)는 섬유보강재 및 매트릭스 수지를 포함한다. In addition, the first prepreg 120 and the second prepreg 140 include a fiber reinforcement and a matrix resin.

이때, 섬유보강재는 탄소섬유, 유리섬유, 케블러 섬유 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 섬유를 포함하는 것이 바람직하며, 탄소섬유를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 제1 프리프레그(120) 및 제2 프리프레그(140)는 설계 목적 및 용도와 요구되는 기계적 강성에 따라 하나 이상의 섬유보강재를 적층하여 형성될 수 있다.At this time, the fiber reinforcing material preferably includes at least one fiber selected from carbon fiber, glass fiber, and Kevlar fiber, and more preferably includes carbon fiber. In addition, the first prepreg 120 and the second prepreg 140 may be formed by laminating one or more fiber reinforcements according to the design purpose and use and required mechanical strength.

또한, 섬유보강재에 함침되는 매트릭스 수지는 샌드위치 패널의 크기 및 형상에 따라 다양한 수지가 사용될 수 있다. 예를 들어, 매트릭스 수지는 일반적인 복합소재에 사용되는 열경화성 수지인 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐에스터 수지가 중에서 선택된 어느 하나 이상의 수지가 사용될 수 있다.In addition, various resins may be used as the matrix resin impregnated into the fiber reinforcement according to the size and shape of the sandwich panel. For example, as the matrix resin, one or more resins selected from epoxy resins, polyester resins, and vinyl ester resins, which are thermosetting resins used in general composite materials, may be used.

또한, 제1 프리프레그(120) 및 제2 프리프레그(140)는 충격흡수를 위한 인성강화의 방안으로 기능성 물질을 더 포함할 수 있다. 기능성 물질은 인성이 높은 열가소성수지 입자로 매트릭스 수지에 첨가되어 사용될 수 있다. 열가소성 수지 입자는 폴리아크릴(polyacryl), 폴리에스터(polyester), 폴리비닐(polyvinyl), 폴리우레탄(polyurethan), 폴리에테르(polyether), 폴리아미드(polyamide), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르 아미드(polyether amide), 폴리케톤(polyketone), 폴리에테르케톤(polyether ketone), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리술폰(polysulfone), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리에테르에테르술폰(polyetherethersulfone), 폴리페닐술폰(polyphenylsulfone) 및 폴리페닐렌옥사이드(polyphenylene oxide) 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.In addition, the first prepreg 120 and the second prepreg 140 may further include a functional material as a measure of toughness reinforcement for shock absorption. The functional material is a thermoplastic resin particle having high toughness and may be used by being added to the matrix resin. Thermoplastic resin particles include polyacryl, polyester, polyvinyl, polyurethane, polyether, polyamide, polyimide, polyether amide, polyketone, polyether ketone, polyetheretherketone, polysulfone, At least one selected from the group of polyethersulfone, polyetherethersulfone, polyphenylsulfone, and polyphenylene oxide may be used.

또한, 메쉬층(130)은 제1 프리프레그(120) 및 제2 프리프레그(140) 사이에 위치하여 핀홀 및 표면 불균일 문제를 해결한다. 보다 구체적으로 메쉬층(130)은 제1 프리프레그(120) 및 제2 프리프레그(140) 사이에 기공이 갇히는 것을 방지하고 폼코어(110)의 폼재에 수지가 소모되는 것을 방지하여, 핀홀 발생을 억제하고 표면을 균일하게 형성한다.In addition, the mesh layer 130 is positioned between the first prepreg 120 and the second prepreg 140 to solve problems of pinholes and surface irregularities. More specifically, the mesh layer 130 prevents pores from being trapped between the first prepreg 120 and the second prepreg 140 and prevents resin from being consumed in the foam material of the foam core 110, thereby suppressing the occurrence of pinholes and forming a uniform surface.

이러한 메쉬층(130)은 PET, 유리섬유 및 탄소섬유 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the mesh layer 130 includes at least one material selected from PET, glass fiber, and carbon fiber.

이때, 메쉬층(130)의 면적은 메쉬층(130)의 상부와 하부에 위치한 제1 프리프레그(120) 및 제2 프리프레그(140) 면적 이하, 즉 보강층인 탄소섬유 프리프레그보다 작거나 동일한 면적을 가지는 것이 바람직하다. 메쉬층(130)의 면적이 제1 프리프레그(120) 및 제2 프리프레그(140)의 면적보다 클 경우 성형 공정에서 프리프레그 가장자리 부분에 매트릭스 수지의 함침 저하가 발생하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 메쉬층(130)의 면적이 제1 프리프레그(120) 및 제2 프리프레그(140) 면적 이하로 함으로써 가장자리 프리프레그의 함침 저하를 방지할 수 있다.At this time, the area of the mesh layer 130 is equal to or less than the area of the first prepreg 120 and the second prepreg 140 located on the upper and lower portions of the mesh layer 130, that is, the carbon fiber prepreg that is the reinforcing layer. When the area of the mesh layer 130 is larger than the areas of the first prepreg 120 and the second prepreg 140, impregnation of the matrix resin is reduced at the edges of the prepreg in the molding process. Therefore, in the present invention, by making the area of the mesh layer 130 smaller than the area of the first prepreg 120 and the second prepreg 140, it is possible to prevent impregnation degradation of the edge prepreg.

또한, 메쉬층(130)의 단위 면적당 중량은 20 내지 40 g/m2인 것이 바람직하다. 이때, 메쉬층(130)의 단위 면적당 중량이 20 g/m2 미만인 경우 메쉬층의 효과가 나타나지 않으며, 40 g/m2 초과인 경우 표면 불량 및 굴곡강도 저하 등의 문제를 가진다.In addition, the weight per unit area of the mesh layer 130 is preferably 20 to 40 g/m 2 . At this time, when the weight per unit area of the mesh layer 130 is less than 20 g/m 2 , the effect of the mesh layer does not appear, and when it exceeds 40 g/m 2 , surface defects and bending strength decrease.

또한, 메쉬층(130)은 메쉬 또는 매트 형태인 것이 바람직하다.In addition, the mesh layer 130 is preferably in the form of a mesh or mat.

본 발명의 일 실시예에 따른 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체는 외표면에 직경 1 mm 미만의 핀홀이 1 m2 단위면적당 20개 이하로 존재하는 것이 바람직하다. 이때, 핀홀 개수가 20개 초과인 경우 구조체의 외표면에 불균일이 발생하고 기계적 물성이 저하된다.Preferably, the CFRP foam core sandwich structure according to an embodiment of the present invention has 20 or less pinholes with a diameter of less than 1 mm per 1 m 2 unit area on the outer surface. At this time, when the number of pinholes exceeds 20, unevenness occurs on the outer surface of the structure and mechanical properties are deteriorated.

또한, CFRP 폼코어 샌드위치 구조체의 굴곡강도는 200 MPa 이상인 것이 바람직하다. 이때, 굴곡강도가 200 MPa 미만인 경우 강화섬유의 보강 효과가 적어지는 문제를 가진다.In addition, the flexural strength of the CFRP foam core sandwich structure is preferably 200 MPa or more. At this time, when the flexural strength is less than 200 MPa, the reinforcing effect of the reinforcing fibers is reduced.

또한, CFRP 폼코어 샌드위치 구조체의 외표면 표면거칠기(Ra)는 2.0 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이때, 표면거칠기(Ra)가 2.0 ㎛ 초과인 경우, 기계적 물성이 저하된다.In addition, the surface roughness (Ra) of the outer surface of the CFRP foam core sandwich structure is preferably 2.0 μm or less. At this time, when the surface roughness (Ra) exceeds 2.0 μm, mechanical properties are deteriorated.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.2 is a flowchart showing a method of manufacturing a CFRP foam core sandwich structure according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체의 제조방법은 하부 금형 내부에 제2 프리프레그, 메쉬층 및 제1 프리프레그를 순차적으로 적층하는 제1 단계(S201); 제1 프리프레그 상에 폼코어를 적층하는 제2 단계(S202); 폼코어 상에 제1 프리프레그, 메쉬층 및 제2 프리프레그를 순차적으로 적층하는 제3 단계(S203), 상부 금형을 치합한 후 프레스 성형하는 제4 단계(S204) 및 탈형 및 가공하는 제5 단계(S205)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a method of manufacturing a CFRP foam core sandwich structure according to an embodiment of the present invention includes a first step (S201) of sequentially stacking a second prepreg, a mesh layer, and a first prepreg inside a lower mold; A second step (S202) of laminating a foam core on the first prepreg; A third step (S203) of sequentially stacking the first prepreg, the mesh layer, and the second prepreg on the foam core, a fourth step (S204) of press molding after meshing the upper mold, and a fifth step (S205) of demolding and processing.

제1 단계(S201)를 수행하기 이전에 프리프레그가 금형 내부에서 쉽게 이탈될 수 있도록 금형 내부에 이형처리를 하는 단계를 추가적으로 수행할 수 있다. 금형 내부에 제1 프리프레그를 적층하기 이전에 금형 내부 표면을 이형제로 도포한다. 이때, 금형 표면을 균일하고 매끈하게 만들 수 있도록, 고상이 아닌 액상의 이형제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이형제가 도포된 표면을 융과 같은 직조물로 닦아 내어 마감하는 것이 바람직하다. 이형제가 표면에 균일하고 매끈하게 도포되지 않으면 금형 표면에 이형제의 얼룩이 남고 이는 성형 후 성형품의 표면 얼룩으로 전사될 수 있으며, 금형 표면에 과도하게 남아 있는 이형제에 의해서 프리프레그 적층시 금형 표면과의 접착력이 떨어질 수 있다. Before performing the first step (S201), a step of releasing the inside of the mold so that the prepreg can be easily separated from the inside of the mold may be additionally performed. Prior to laminating the first prepreg inside the mold, the inner surface of the mold is coated with a release agent. At this time, it is preferable to use a liquid release agent rather than a solid one to make the surface of the mold uniform and smooth. In addition, it is preferable to finish by wiping the surface to which the release agent is applied with a woven material such as wool. If the release agent is not uniformly and smoothly applied to the surface, stains of the release agent remain on the surface of the mold, which may be transferred to the surface of the molded product after molding, and the adhesive force with the mold surface may decrease when the prepreg is laminated due to the release agent remaining excessively on the mold surface.

먼저, 하부 금형 내부에 제2 프리프레그, 메쉬층 및 제1 프리프레그를 순차적으로 적층하는 제1 단계(S201)에서는 하부 금형의 내부 캐비티에 제2 프리프레그를 먼저 적층한 후 제2 프리프레그 상에 메쉬층을 적층하고 다음으로 제1 프리프레그를 적층하여 하부 다층 어셈블리를 형성한다. 이때, 제1 프리프레그 및 제2 프리프레그는 필요로 하는 두께 및 강도를 형성하기 위하여 하나 이상 적층할 수 있다.First, in the first step of sequentially stacking the second prepreg, the mesh layer, and the first prepreg inside the lower mold (S201), the second prepreg is first laminated in the inner cavity of the lower mold, and then the mesh layer is laminated on the second prepreg. Next, the first prepreg is laminated to form a lower multi-layer assembly. At this time, one or more of the first prepreg and the second prepreg may be stacked to form a required thickness and strength.

이때, 적층된 제1 프리프레그와 메쉬층 및 제2 프리프레그와 메쉬층 그리고 제2 프리프레그와 금형 표면 간의 계면에는 기포가 남지 않도록 적층하는 것이 바람직하다. 특히, 제2 프리프레그와 금형 표면간 계면에 남은 기포는 외관 불량의 원인이 될 수 있으므로 기포 제거가 더욱 중요하다.At this time, it is preferable to laminate the laminated first prepreg and the mesh layer, the second prepreg and the mesh layer, and the interface between the second prepreg and the mold surface so that no air bubbles remain. In particular, air bubbles remaining at the interface between the second prepreg and the surface of the mold may cause appearance defects, so air bubble removal is more important.

다음으로, 제1 프리프레그 상에 폼코어를 적층하는 제2 단계(S202)에서는 제1 단계(S201)에서 형성된 다층 어셈블리의 제1 프리프레그 상에 폼코어를 적층한다. 이때, 폼코어는 사전에 필요한 두께로 성형되어 금형 내부에 적층될 수 있으며, 프레스 성형과정에서 폼코어가 압축되는 것을 고려한 두께로 성형되어 적층될 수 있다.Next, in the second step of laminating the foam core on the first prepreg (S202), the foam core is laminated on the first prepreg of the multilayer assembly formed in the first step (S201). At this time, the foam core may be formed to a required thickness in advance and laminated inside the mold, and may be molded to a thickness considering the compression of the foam core during the press molding process and laminated.

다음으로, 폼코어 상에 제1 프리프레그, 메쉬층 및 제2 프리프레그를 순차적으로 적층하는 제3 단계(S203)에서는 폼코어 상부에 제1 프리프레그를 적층하고, 제1 프리프레그 상에 메쉬층을 적층한 후, 제2 프리프레그를 적층하여 상부 다층 어셈블리를 형성한다.Next, in the third step of sequentially stacking the first prepreg, the mesh layer, and the second prepreg on the foam core (S203), the first prepreg is stacked on the foam core, the mesh layer is stacked on the first prepreg, and then the second prepreg is stacked to form an upper multi-layer assembly.

다음으로, 후술하는 S204 단계를 수행하기 이전에, 치합된 금형을 50 내지 100℃의 온도에서 예열하는 단계를 더 수행할 수 있다. 이는 프리프레그에 함침되어 있는 매트릭스 수지의 점도를 낮추어 흐름성을 좋게 하기 위한 것으로 이러한 예열 공정을 통해 샌드위치 구조체의 외관을 우수하게 하여 성능 향상을 도모할 수 있다. 이때, 예열 온도가 50℃ 미만에서는 매트릭스 수지 점도 하강 효과가 낮아 수지 흐름성이 향상되지 않으며, 100℃ 이상에서는 매트릭스 수지의 흐름성은 극대화되지만 경화가 진행되어 외관 문제를 야기할 수 있다.Next, before performing step S204 described later, a step of preheating the meshed mold at a temperature of 50 to 100° C. may be further performed. This is to improve the flowability by lowering the viscosity of the matrix resin impregnated in the prepreg, and through this preheating process, it is possible to improve the performance by improving the appearance of the sandwich structure. At this time, when the preheating temperature is less than 50 ° C, the effect of lowering the viscosity of the matrix resin is low, and the flowability of the resin is not improved.

다음으로, 상부 금형을 치합한 후 프레스 성형하는 제4 단계(S204)에서는 상부 금형을 하부 금형과 치합한 후 기 설정된 온도 및 압력으로 프레스 성형을 수행한다. 이때, 가해지는 열과 압력에 의해 제1 프리프레그 및 제2 프리프레그의 매트릭스 수지가 융해되면서 설계된 형태와 두께로 압축되어 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체를 형성한다.Next, in a fourth step (S204) of press molding after meshing the upper mold, press molding is performed at a predetermined temperature and pressure after meshing the upper mold with the lower mold. At this time, the matrix resin of the first prepreg and the second prepreg is melted by the applied heat and pressure and compressed to a designed shape and thickness to form a CFRP foam core sandwich structure.

이때 성형 금형에 가해지는 온도(프레스의 온도)는 100 내지 180℃ 온도에서 수행되는 것이 바람직하며, 가압 시간은 30 분 내지 2 시간 인 것이 바람직하다. 가압 온도가 100℃ 미만인 경우 금형 내부에 위치한 제1 프리프레그 및 제2 프리프레그층의 미경화로 인해 성형 불량 및 물성 저하의 문제가 발생하며, 가압 온도가 180℃를 초과하는 경우 프로펠러 금형 내부의 폼코어, 제1 프리프레그 및 제2 프리프레그에 과도한 온도로 인한 수지 열화의 문제가 발생한다.At this time, the temperature applied to the forming mold (press temperature) is preferably performed at a temperature of 100 to 180 ° C, and the pressing time is preferably 30 minutes to 2 hours. If the pressing temperature is less than 100 ° C, problems of molding defects and physical property degradation occur due to uncuring of the first prepreg and the second prepreg layer located inside the mold, and if the pressing temperature exceeds 180 ° C, the foam core inside the propeller mold, The problem of resin deterioration due to excessive temperature occurs in the first prepreg and the second prepreg.

또한, 성형 금형에 가해지는 가압 압력(프레스의 가압 압력)은 0.5 내지 5 MPa인 것이 바람직하다. 이때, 가압 압력이 0.5 MPa 미만인 경우 낮은 압력으로 인해 금형 내부에 안치된 프리프레그가 충분히 가압되지 못하여 표면 미함침 혹은 제1 프리프레그 및 제2 프리프레그와 메쉬층 사이의 층간 접착력이 저하되는 문제가 있으며, 가압 압력이 5 MPa를 초과하는 경우 과도한 압력으로 인해 금형이 변형되거나 그로 인한 샌드위치 구조체의 단면 형상이 변형되는는 문제가 발생한다. Further, it is preferable that the pressing pressure applied to the molding die (pressing pressure of the press) is 0.5 to 5 MPa. At this time, when the pressurization pressure is less than 0.5 MPa, the prepreg placed inside the mold is not sufficiently pressurized due to the low pressure, and there is a problem that the surface is not impregnated or the interlayer adhesion between the first prepreg and the second prepreg and the mesh layer is lowered. If the pressurization pressure exceeds 5 MPa, the mold is deformed due to excessive pressure or the resulting cross-sectional shape of the sandwich structure is deformed.

다음으로, 탈형 및 가공하는 제5 단계(S205)에서는 금형이 매트릭스 수지의 유리전이온도 이하로 냉각된 후에 탈형하는 것이 바람직하다. 유리전이온도 이상에서 탈형시 폼코어의 압축반발력으로 인해 샌드위치 구조체의 단면이 부풀어 올라 성능이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 제5 단계(S205)에서는 트리밍 단계를 수행하여, 샌드위치 구조체 형상 외부로 삐져나온 수지 혹은 탄소섬유의 버(burr)를 제거하는 등의 가공을 통해 마무리 작업을 수행한다.Next, in the fifth step of demolding and processing (S205), it is preferable to demold after the mold is cooled below the glass transition temperature of the matrix resin. When demolding above the glass transition temperature, the cross-section of the sandwich structure swells due to the compressive repulsive force of the foam core, which may cause a problem in that performance deteriorates. In addition, in the fifth step (S205), a trimming step is performed, and a finishing operation is performed through processing such as removing burrs of the resin or carbon fiber protruding out of the sandwich structure shape.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 본 실시예는 본 설명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. This embodiment is intended to explain the present description in more detail, and the scope of the present invention is not limited to the embodiment.

[실시예][Example]

[실시예 1][Example 1]

하부 금형 내부에 두께 0.15 mm 인 에폭시 수지가 함침된 일방향 프리프레그(UD), 두께 0.1 mm 인 탄소섬유 메쉬 및 두께 0.3 mm 인 에폭시 수지가 함침된 직물 프리프레그를 순서대로 적층하였다. 다음으로 직물 프리프레그 상에 두께 5.5 mm인 폴리우레탄 폼재를 적층한 다음, 폼재 상에 상술한 직물 프리프레그, 탄소섬유 메쉬 및 일방향 프리프레그(UD)를 순서대로 적층하였다. 이때, 메쉬층의 단위 면적당 중량은 20 g/m2인 것을 사용하였으며, 프리프레그와 동일한 면적을 사용하였다.A unidirectional prepreg (UD) impregnated with epoxy resin with a thickness of 0.15 mm, a carbon fiber mesh with a thickness of 0.1 mm, and a fabric prepreg impregnated with an epoxy resin with a thickness of 0.3 mm were sequentially laminated inside the lower mold. Next, a polyurethane foam material having a thickness of 5.5 mm was laminated on the fabric prepreg, and then the above-described fabric prepreg, carbon fiber mesh, and unidirectional prepreg (UD) were sequentially laminated on the foam material. At this time, the weight per unit area of the mesh layer was 20 g/m 2 , and the same area as that of the prepreg was used.

다음으로, 상부 금형을 치합한 후 120℃ 온도에서 2 MPa의 압력으로 2 시간 동안 가압하여 프레스 성형한 후, 금형을 25℃로 냉각한 후 샌드위치 구조체를 금형에서 탈형한 후 트리밍 작업을 통한 후가공을 진행하여 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체를 제조하였다.Next, after aligning the upper mold, press molding was performed by pressurizing at a temperature of 120 ° C. at a pressure of 2 MPa for 2 hours, cooling the mold to 25 ° C., demolding the sandwich structure from the mold, and then performing post-processing through trimming to prepare a CFRP foam core sandwich structure.

[실시예 2][Example 2]

메쉬층을 단위 면적당 중량이 40 g/m2인 것을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체를 제조하였다.A CFRP foam core sandwich structure was prepared in the same manner as in Example 1, except that the mesh layer having a weight per unit area of 40 g/m 2 was used.

[비교예][Comparative Example]

[비교예 1][Comparative Example 1]

메쉬층을 단위 면적당 중량이 10 g/m2인 것을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체를 제조하였다.A CFRP foam core sandwich structure was prepared in the same manner as in Example 1, except that the mesh layer having a weight per unit area of 10 g/m 2 was used.

[비교예 2][Comparative Example 2]

메쉬층을 단위 면적당 중량이 50 g/m2인 것을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체를 제조하였다.A CFRP foam core sandwich structure was prepared in the same manner as in Example 1, except that the mesh layer having a weight per unit area of 50 g/m 2 was used.

실시예 1 및 2와 비교예 1 및 2에서 제조된 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체에 대하여, 하기 실험예를 통해 물성을 평가하여, 그 결과를 표 1에 나타냈다.For the CFRP foam core sandwich structures prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, physical properties were evaluated through the following experimental examples, and the results are shown in Table 1.

[실험예][Experimental example]

(1) 표면거칠기(Ra) 측정(1) Measurement of surface roughness (Ra)

3차원 표면 형상 측정기(KOSAKA, SE-600K)를 이용하여 샌드위치 구조체 표면의 조도(Ra) 값을 측정하였다.The roughness (Ra) value of the surface of the sandwich structure was measured using a three-dimensional surface shape measuring instrument (KOSAKA, SE-600K).

(2) 굴곡강도 측정(2) Measurement of flexural strength

ASTM_D790에 의거하여 굴곡강도를 측정하였다.Flexural strength was measured according to ASTM_D790.

(3) 핀홀 개수 측정(3) Measuring the number of pinholes

바닥이 흑색인 평가판 위에 올려 놓고 형광등 하에서 샌드위치 구조체 표면에 직경 1 mm 미만의 핀홀 개수를 겉보기(육안 관찰)로 확인하고, 1m2 단위 면적 당 개수를 기록하였다.It was placed on a black-bottomed evaluation plate, and the number of pinholes having a diameter of less than 1 mm was visually confirmed (visual observation) on the surface of the sandwich structure under fluorescent light, and the number per 1 m 2 unit area was recorded.

표면거칠기
(㎛)
surface roughness
(μm)
굴곡강도
(MPa)
flexural strength
(MPa)
핀홀 개수number of pinholes
실시예 1Example 1 0.210.21 245245 22 실시예 2Example 2 0.300.30 230230 33 비교예 1Comparative Example 1 2.22.2 205205 3030 비교예 2Comparative Example 2 1.81.8 192192 2525

표 1에 기재된 바와 같이, 본 발명의 구성에 따른 실시예 1 및 2는 표면거칠기, 굴곡강도 및 핀홀 개수가 모두 본 발명의 구성을 만족하는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체는 상기 물성을 모두 만족함으로써 핀홀과 표면 불균일 문제를 해결하여 구조체의 외관을 개선하고 결함을 제거할 수 있다.As described in Table 1, it can be seen that Examples 1 and 2 according to the configuration of the present invention satisfy the configuration of the present invention in terms of surface roughness, flexural strength, and number of pinholes. As such, the CFRP foam core sandwich structure according to an embodiment of the present invention can solve the problem of pinholes and surface irregularities by satisfying all of the above physical properties, thereby improving the appearance of the structure and removing defects.

반면에, 비교예 1은 표면거칠기 및 핀홀 개수가 본원발명에서 요구되는 물성을 만족하지 못하는 것으로, 표면불균일이 심하고 핀홀 발생이 많은 것을 알 수 있다.On the other hand, in Comparative Example 1, the surface roughness and the number of pinholes do not satisfy the physical properties required in the present invention, and it can be seen that the surface unevenness is severe and the number of pinholes is high.

또한, 비교예 2는 굴곡강도 및 핀홀 개수가 본원발명에서 요구되는 물성을 만족하지 못하는 것으로, 낮은 굴곡강도와 많은 핀홀 발생으로 인해 기계적 강도 저하가 발생하는 것을 알 수 있다.In Comparative Example 2, the flexural strength and the number of pinholes do not satisfy the physical properties required in the present invention, and it can be seen that mechanical strength is lowered due to low flexural strength and many pinholes.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also within the scope of the present invention.

110: 폼코어
120: 제1 프리프레그
130: 메쉬층
140: 제2 프리프레그
110: foam core
120: first prepreg
130: mesh layer
140: second prepreg

Claims (10)

폼코어; 및
상기 폼코어의 상부면 및 하부면에 제1 프리프레그, 메쉬층 및 제2 프리프레그가 순서대로 적층되며,
상기 메쉬층의 면적은 상기 제1 프리프레그 및 상기 제2 프리프레그 면적 이하인, CFRP 폼코어 샌드위치 구조체.
foam core; and
A first prepreg, a mesh layer, and a second prepreg are sequentially stacked on the upper and lower surfaces of the foam core,
The area of the mesh layer is less than or equal to the area of the first prepreg and the second prepreg, CFRP foam core sandwich structure.
제1항에 있어서,
상기 메쉬층의 단위 면적당 중량은 20 내지 40 g/m2인, CFRP 폼코어 샌드위치 구조체.
According to claim 1,
The weight per unit area of the mesh layer is 20 to 40 g / m 2 , CFRP foam core sandwich structure.
제1항에 있어서,
상기 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체의 외표면에 직경 1 mm 미만의 핀홀이 1m2 단위면적당 20개 이하로 존재하는, CFRP 폼코어 샌드위치 구조체.
According to claim 1,
A CFRP foam core sandwich structure in which there are 20 or less pinholes with a diameter of less than 1 mm on the outer surface of the CFRP foam core sandwich structure per 1 m 2 unit area.
제1항에 있어서,
상기 메쉬층은 PET, 유리섬유 및 탄소섬유 중 적어도 하나를 포함하는, CFRP 폼코어 샌드위치 구조체.
According to claim 1,
The mesh layer comprises at least one of PET, glass fiber and carbon fiber, CFRP foam core sandwich structure.
제1항에 있어서,
상기 메쉬층은 메쉬 또는 매트 형태인, CFRP 폼코어 샌드위치 구조체.
According to claim 1,
The mesh layer is a mesh or mat form, CFRP foam core sandwich structure.
제1항에 있어서,
상기 제1 프리프레그는 직물 프리프레그이고,
상기 제2 프리프레그는 일방향(UD) 프리프레그인, CFRP 폼코어 샌드위치 구조체.
According to claim 1,
The first prepreg is a fabric prepreg,
The second prepreg is a unidirectional (UD) prepreg, a CFRP foam core sandwich structure.
제1항에 있어서,
상기 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체의 굴곡강도는 200 MPa 이상인, CFRP 폼코어 샌드위치 구조체.
According to claim 1,
The CFRP foam core sandwich structure has a flexural strength of 200 MPa or more.
제1항에 있어서,
상기 CFRP 폼코어 샌드위치 구조체의 표면거칠기(Ra)가 2.0 ㎛ 이하인, CFRP 폼코어 샌드위치 구조체.
According to claim 1,
The surface roughness (Ra) of the CFRP foam core sandwich structure is 2.0 μm or less, the CFRP foam core sandwich structure.
제1항에 있어서,
상기 제1 프리프레그 및 상기 제2 프리프레그는 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐에스터 수지 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 수지를 포함하는, CFRP 폼코어 샌드위치 구조체.
According to claim 1,
The first prepreg and the second prepreg include at least one resin selected from an epoxy resin, a polyester resin, and a vinyl ester resin.
하부 금형 내부에 제2 프리프레그, 메쉬층 및 제1 프리프레그를 순차적으로 적층하는 제1 단계;
제1 프리프레그 상에 폼코어를 적층하는 제2 단계;
상기 폼코어 상에 제1 프리프레그, 메쉬층 및 제2 프리프레그를 순차적으로 적층하는 제3 단계;
상부 금형을 치합한 후 프레스 성형하는 제4 단계; 및
탈형 및 가공하는 제5 단계;
를 포함하는, CFRP 폼코어 샌드위치 구조체의 제조방법.
A first step of sequentially stacking a second prepreg, a mesh layer, and a first prepreg inside a lower mold;
A second step of laminating a foam core on the first prepreg;
A third step of sequentially stacking a first prepreg, a mesh layer, and a second prepreg on the foam core;
A fourth step of press molding after meshing the upper mold; and
A fifth step of demolding and processing;
A method for manufacturing a CFRP foam core sandwich structure comprising a.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102672422B1 (en) * 2023-08-28 2024-06-07 미르이엔지 주식회사 Choke protection cover for ship and offshore structures

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110076269A (en) 2009-12-29 2011-07-06 에스케이케미칼주식회사 Method for producing sandwich composition article
JP2016079337A (en) * 2014-10-21 2016-05-16 東レ株式会社 Carbon fiber-reinforced plastic and method for producing the same
KR102274173B1 (en) * 2020-07-15 2021-07-08 한국항공우주산업 주식회사 Co curing method of composite material through reinforcement and its composite material
KR102320344B1 (en) * 2020-08-21 2021-11-02 도레이첨단소재 주식회사 Fiber reinforced plastic propellers for unmanned aerial vehicle using foam material and menufacturing method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110076269A (en) 2009-12-29 2011-07-06 에스케이케미칼주식회사 Method for producing sandwich composition article
JP2016079337A (en) * 2014-10-21 2016-05-16 東レ株式会社 Carbon fiber-reinforced plastic and method for producing the same
KR102274173B1 (en) * 2020-07-15 2021-07-08 한국항공우주산업 주식회사 Co curing method of composite material through reinforcement and its composite material
KR102320344B1 (en) * 2020-08-21 2021-11-02 도레이첨단소재 주식회사 Fiber reinforced plastic propellers for unmanned aerial vehicle using foam material and menufacturing method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102672422B1 (en) * 2023-08-28 2024-06-07 미르이엔지 주식회사 Choke protection cover for ship and offshore structures

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