KR20240021329A - 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴은 섬유가 길이방향으로 이송되는 섬유가이드부와 상기 섬유가이드부의 끝단에 길이방향으로 연결되어 복합재의 내측 멀티셀 구조를 형성하기 위한 멘드릴부와 상기 섬유가 내부에 투입되고 외부에서 주입된 수지가 상기 섬유에 함침되는 함침부와 상기 섬유에 함침된 상기 수지가 경화되는 경화부 및 상기 경화부에서 경화되어 제작된 복합재를 폴링 및 절단하는 부가공정부를 포함하고, 상기 주입부는 상기 함침부의 상면에서 상기 함침홈으로 상기 수지를 주입하기 위한 제1 주입부와 상기 함침부의 하부면에서 상기 함침홈으로 상기 수지를 주입하기 위한 제2 주입부 및 상기 멘드릴부의 양 측면을 따라 마련되어 상기 함침홈으로 상기 수지를 주입하기 위한 제3 주입부를 포함하고, 상기 함침홈 내부에 상기 멘드릴부가 삽입되어 상기 함침홈과 상기 멘드릴부 사이에 상기 섬유에 상기 수지를 함침하기 위한 함침공간이 형성되며, 상기 함침공간은 길이방향을 따라 단면이 확장되는 확장부와 길이방향을 따라 단면이 축소되는 축소부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 주입부를 구비하고, 함침공간 내부에 수지를 주입하며, 함침공간 내부의 단면이 확장부와 축소부에 의해 확장 및 수축하여 수지가 받는 압력이 변화되어 함침성이 향상된 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴에 관한 것이다.
복합소재의 인발성형은 주로 건축자재 보강재로 양산이 되고 있으며 Open Bath 타입으로 구성되어 있으나, Open Bath 타입의 성형 방식은 레진이 외부에 노출되어 품질의 재현성이나, 작업 환경적으로 불리한 성형 방식이다.
현재 자동차 부품 생산에서 사용되는 인발성형은 Close Bath 타입에 Resin Injection 공법으로 외부 노출없이 안정적인 제품 생산 방법의 연구개발이 진행되고 있으며, 주로 해외의 선진 장비를 구매하여 생산되고 있다.
따라서, 품질의 안정성 확보를 토한 품질과 원가경쟁력을 동시에 만족 할 수 있는 복합소재 인발성형 기술에 대한 연구개발이 필요한 실정이다.
그러나, 종래의 인발성형 기술은 단방향에서 수지를 주입하고, 함침부 내부 공간이 일정하여 함침성이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 복수의 주입부를 구비하고, 함침공간 내부에 수지를 주입하며, 함침공간 내부의 단면이 확장부와 축소부에 의해 확장 및 수축하여 수지가 받는 압력이 변화되어 함침성이 향상된 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴을 제공하는데 있다.
상기와 같은 기술적인 문제점을 해결하기 위하여,
본 발명에 의한 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴은 섬유가 길이방향으로 이송되는 섬유가이드부와 상기 섬유가이드부의 끝단에 길이방향으로 연결되어 복합재의 내측 멀티셀 구조를 형성하기 위한 멘드릴부와 상기 섬유가 내부에 투입되고 외부에서 주입된 수지가 상기 섬유에 함침되는 함침부와 상기 섬유에 함침된 상기 수지가 경화되는 경화부 및 상기 경화부에서 경화되어 제작된 복합재를 폴링 및 절단하는 부가공정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는 상기 함침부는 상기 수지가 주입되기 위한 복수의 주입부와 복수의 냉각 유로를 포함하여 상기 수지의 경화를 방지하기 위한 냉각부 및 내부에 상기 멘드릴부가 삽입되고 상기 수지가 주입되어 상기 섬유에 상기 수지를 함침시키기 위해 외측이 길이방향으로 S자 형태로 내부 단면이 확장 및 축소되도록 마련되는 함침홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는 상기 주입부는 상기 함침부의 상면에서 상기 함침홈으로 상기 수지를 주입하기 위한 제1 주입부와 상기 함침부의 하부면에서 상기 함침홈으로 상기 수지를 주입하기 위한 제2 주입부 및 상기 멘드릴부의 양 측면을 따라 마련되어 상기 함침홈으로 상기 수지를 주입하기 위한 제3 주입부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는 상기 멘드릴부는 외측이 길이방향으로 S자 형태로 단면이 축소 및 확장되도록 마련되는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는 상기 함침홈 내부에 상기 멘드릴부가 삽입되어 상기 함침홈과 상기 멘드릴부 사이에 상기 섬유에 상기 수지를 함침하기 위한 함침공간이 형성되며, 상기 함침공간은 길이방향을 따라 단면이 확장되는 확장부와 길이방향을 따라 단면이 축소되는 축소부를 포함하며, 상기 확장부와 상기 축소부를 각각 n개 포함하여 단면이 길이방향으로 확장과 축소를 각각 n번 반복하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는 상기 확장부는 단면 기울기의 절대값이 상기 축소부 단면 기울기의 절대값의 두 배인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는 상기 주입부는 상기 함침부의 상면에 상기 제1 주입부와 길이방향으로 이격되어 상기 함침홈으로 상기 수지를 주입하기 위한 제4 주입부 및 상기 함침부의 하부면에 상기 제2 주입부와 길이방향으로 이격되어 상기 함침홈으로 상기 수지를 주입하기 위한 제5 주입부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는 상기 섬유는 탄소섬유, 유리섬유 및 아라미드 섬유 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는 상기 수지는 열경화성 수지인 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
복수의 주입부를 구비하고, 함침공간 내부에 수지를 주입하며, 함침공간 내부의 단면이 확장부와 축소부에 의해 확장 및 수축하여 수지가 받는 압력이 변화되어 함침성이 향상된 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴을 제공할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴의 섬유가이드부, 멘드릴부, 함침부 및 경화부를 도시한 사시도와 부분확대도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 주입부를 추가로 구비한 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴의 함침부를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴의 섬유가이드부, 멘드릴부, 함침부 및 경화부를 도시한 평면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴의 섬유가이드부, 멘드릴부, 함침부 및 경화부를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴의 섬유가이드부, 멘드릴부, 함침부 및 경화부를 도시한 부분단면도.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴의 섬유가이드부 및 멘드릴부를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴의 섬유가이드부, 멘드릴부, 함침부 및 경화부를 도시한 사시도와 부분확대도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 주입부를 추가로 구비한 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴의 함침부를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴의 섬유가이드부, 멘드릴부, 함침부 및 경화부를 도시한 평면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴의 섬유가이드부, 멘드릴부, 함침부 및 경화부를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴의 섬유가이드부, 멘드릴부, 함침부 및 경화부를 도시한 부분단면도.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴의 섬유가이드부 및 멘드릴부를 도시한 사시도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴을 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴은 섬유가 길이방향으로 이송되는 섬유가이드부(10)와 상기 섬유가이드부(10)의 끝단에 길이방향으로 연결되어 복합재(1)의 내측 멀티셀 구조를 형성하기 위한 멘드릴부(20)와 상기 섬유가 내부에 투입되고 외부에서 주입된 수지(2)가 상기 섬유에 함침되는 함침부(30)와 상기 섬유에 함침된 상기 수지(2)가 경화되는 경화부(40) 및 상기 경화부(40)에서 경화되어 제작된 복합재(1)를 폴링 및 절단하는 부가공정부(50)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 섬유는 탄소섬유, 유리섬유 및 아라미드 섬유 중 어느 하나이고, 상기 수지(2)는 열경화성 수지일 수 있다.
따라서, 상기 경화부(40)는 상기 함침부(30)에서 상기 섬유에 함침된 상기 수지(2)에 열을 가해 경화시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴의 섬유가이드부, 멘드릴부, 함침부 및 경화부를 도시한 사시도와 부분확대도이다.
도 2를 참조하면, 상기 수지(2)가 주입되기 위한 복수의 주입부(31)와 복수의 냉각 유로를 포함하여 상기 수지의 경화를 방지하기 위한 냉각부(32) 및 내부에 상기 멘드릴부(20)가 삽입되고 상기 수지(2)가 주입되어 상기 섬유에 상기 수지(2)를 함침시키기 위해 외측이 길이방향으로 S자 형태로 내부 단면이 확장 및 축소되도록 마련되는 함침홈(33)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 수지(2)는 열경화성 수지로 상기 함침부(30)에서 상기 섬유로 함침되기전에 경화되는 경우 함침성이 낮아 복합재의 품질이 저하 될 수 있다.
따라서, 상기 냉각부(32)가 상기 수지(2)를 냉각하여 상기 수지(2)가 상기 섬유에 함침이 이루어 진 후 상기 경화부(40)에서 상기 수지(2)가 경화도도록 하여 복합재의 품질을 향상시키는 효과가 있다.
그리고, 상기 주입부(31)는 상기 함침부(30)의 상면에서 상기 함침홈(33)으로 상기 수지(2)를 주입하기 위한 제1 주입부(31_1)와 상기 함침부(30)의 하부면에서 상기 함침홈(33)으로 상기 수지(2)를 주입하기 위한 제2 주입부(31_2) 및 상기 멘드릴부(20)의 양 측면을 따라 마련되어 상기 함침홈(33)으로 상기 수지(2)를 주입하기 위한 제3 주입부(31_3)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제3 주입부(31_3)는 상기 멘드릴부(20)를 따라 상기 함침홈(33) 내부로 상기 수지(2)를 주입하여 멀티셀 구조를 형성하는 경우 복합재 내부구조의 함침성을 향상하는 효과가 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 주입부를 추가로 구비한 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴의 함침부를 도시한 사시도이다.
도 3을 참조하면, 상기 주입부(31)는 함침성을 향상하기 위해 상기 함침부(30)의 상면에 상기 제1 주입부(31_1)와 길이방향으로 이격되어 상기 함침홈(33)으로 상기 수지(2)를 주입하기 위한 제4 주입부(31_4) 및 상기 함침부(30)의 하부면에 상기 제2 주입부(31_2)와 길이방향으로 이격되어 상기 함침홈(33)으로 상기 수지(2)를 주입하기 위한 제5 주입부(31_5)를 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴의 섬유가이드부, 멘드릴부, 함침부 및 경화부를 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴의 섬유가이드부, 멘드릴부, 함침부 및 경화부를 도시한 단면도이고 , 도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴의 섬유가이드부, 멘드릴부, 함침부 및 경화부를 도시한 부분단면도이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴의 섬유가이드부 및 멘드릴부를 도시한 사시도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 상기 멘드릴부(20)는 외측이 길이방향으로 S자 형태로 단면이 축소 및 확장되도록 마련될 수 있다.
그리고, 상기 함침홈(33) 내부에 상기 멘드릴부(20)가 삽입되어 상기 함침홈(33)과 상기 멘드릴부(20) 사이에 상기 섬유에 상기 수지(2)를 함침하기 위한 함침공간(34)이 형성되며, 상기 함침공간(34)은 길이방향을 따라 단면이 확장되는 확장부(35)와 길이방향을 따라 단면이 축소되는 축소부(36)를 포함하며, 상기 확장부(35)와 상기 축소부(36)를 각각 n개 포함하여 단면이 길이방향으로 확장과 축소를 각각 n번 반복할 수 있다.
또한, 상기 확장부(35)는 단면 기울기의 절대값이 상기 축소부(36) 단면 기울기의 절대값의 두 배일 수 있다.
따라서, 상기 함침홈(33)으로 주입된 상기 수지(2)는 상기 함침공간(34)에서 길이방향으로 이동하면서 상기 확장부(35)와 상기 축소부(36)의 형상에 의해 압력의 변화가 발생하고, 이때 발생된 압력의 변화로 멀티셀 구조의 복합재를 구성하는 함침성이 향상되는 효과가 있다.
1: 복합재
2: 수지
10: 섬유가이드부 20: 멘드릴부
30: 함침부 31: 주입부
31_1: 제1 주입부 31_2: 제2 주입부
31_3: 제3 주입부 31_4: 제4 주입부
31_5: 제5 주입부 32: 냉각부
33: 함침홈 34: 함침공간
35: 확장부 36: 축소부
40: 경화부 50: 부가공정부
10: 섬유가이드부 20: 멘드릴부
30: 함침부 31: 주입부
31_1: 제1 주입부 31_2: 제2 주입부
31_3: 제3 주입부 31_4: 제4 주입부
31_5: 제5 주입부 32: 냉각부
33: 함침홈 34: 함침공간
35: 확장부 36: 축소부
40: 경화부 50: 부가공정부
Claims (9)
- 섬유가 길이방향으로 이송되는 섬유가이드부(10);
상기 섬유가이드부(10)의 끝단에 길이방향으로 연결되어 복합재(1)의 내측 멀티셀 구조를 형성하기 위한 멘드릴부(20);
상기 섬유가 내부에 투입되고 외부에서 주입된 수지(2)가 상기 섬유에 함침되는 함침부(30);
상기 섬유에 함침된 상기 수지(2)가 경화되는 경화부(40); 및
상기 경화부(40)에서 경화되어 제작된 복합재(1)를 폴링 및 절단하는 부가공정부(50)를 포함하는 것을
특징으로 하는 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴.
- 제 1항에 있어서,
상기 함침부(30)는
상기 수지(2)가 주입되기 위한 복수의 주입부(31);
복수의 냉각 유로를 포함하여 상기 수지의 경화를 방지하기 위한 냉각부(32); 및
내부에 상기 멘드릴부(20)가 삽입되고 상기 수지(2)가 주입되어 상기 섬유에 상기 수지(2)를 함침시키기 위해 외측이 길이방향으로 S자 형태로 내부 단면이 확장 및 축소되도록 마련되는 함침홈(33)을 포함하는 것을
특징으로 하는 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴.
- 제 2항에 있어서,
상기 주입부(31)는
상기 함침부(30)의 상면에서 상기 함침홈(33)으로 상기 수지(2)를 주입하기 위한 제1 주입부(31_1);
상기 함침부(30)의 하부면에서 상기 함침홈(33)으로 상기 수지(2)를 주입하기 위한 제2 주입부(31_2); 및
상기 멘드릴부(20)의 양 측면을 따라 마련되어 상기 함침홈(33)으로 상기 수지(2)를 주입하기 위한 제3 주입부(31_3)를 포함하는 것을
특징으로 하는 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴.
- 제 2항에 있어서,
상기 멘드릴부(20)는
외측이 길이방향으로 S자 형태로 단면이 축소 및 확장되도록 마련되는 것을
특징으로 하는 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴.
- 제 2항 또는 제 4항에 있어서,
상기 함침홈(33) 내부에 상기 멘드릴부(20)가 삽입되어 상기 함침홈(33)과 상기 멘드릴부(20) 사이에 상기 섬유에 상기 수지(2)를 함침하기 위한 함침공간(34)이 형성되며,
상기 함침공간(34)은
길이방향을 따라 단면이 확장되는 확장부(35)와 길이방향을 따라 단면이 축소되는 축소부(36)를 포함하며,
상기 확장부(35)와 상기 축소부(36)를 각각 n개 포함하여 단면이 길이방향으로 확장과 축소를 각각 n번 반복하는 것을
특징으로 하는 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴.
- 제 5항에 있어서,
상기 확장부(35)는
단면 기울기의 절대값이 상기 축소부(36) 단면 기울기의 절대값의 두 배인 것을
특징으로 하는 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴.
- 제 3항에 있어서,
상기 주입부(31)는
상기 함침부(30)의 상면에 상기 제1 주입부(31_1)와 길이방향으로 이격되어 상기 함침홈(33)으로 상기 수지(2)를 주입하기 위한 제4 주입부(31_4); 및
상기 함침부(30)의 하부면에 상기 제2 주입부(31_2)와 길이방향으로 이격되어 상기 함침홈(33)으로 상기 수지(2)를 주입하기 위한 제5 주입부(31_5)를 더 포함하는 것을
특징으로 하는 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴.
- 제 1항에 있어서,
상기 섬유는
탄소섬유, 유리섬유 및 아라미드 섬유 중 어느 하나인 것을
특징으로 하는 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴.
- 제 1항에 있어서,
상기 수지(2)는
열경화성 수지인 것을
특징으로 하는 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220099141A KR20240021329A (ko) | 2022-08-09 | 2022-08-09 | 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220099141A KR20240021329A (ko) | 2022-08-09 | 2022-08-09 | 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240021329A true KR20240021329A (ko) | 2024-02-19 |
Family
ID=90055871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220099141A KR20240021329A (ko) | 2022-08-09 | 2022-08-09 | 멀티셀 구조의 복합재 인발 부품 성형 툴 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240021329A (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101813842B1 (ko) | 2017-10-16 | 2018-01-02 | 하대환 | 속경화성 이액형 폴리우레탄 수지를 사용하는 친환경 인발제품 성형시스템 및 제품 |
| KR20190127777A (ko) | 2017-03-31 | 2019-11-13 | 크라우스마파이 테크놀로지스 게엠베하 | 섬유 보강식 플라스틱 프로파일들, 특히 플라스틱 로드들을 제조하기 위한 인발 성형 시스템을 위한 사출 박스 |
| KR102162009B1 (ko) | 2020-01-17 | 2020-10-07 | 하대환 | 친환경 인발제품 성형시스템 |
-
2022
- 2022-08-09 KR KR1020220099141A patent/KR20240021329A/ko unknown
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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