KR102179070B1 - Method and apparatus for selectively heating and curing fiber reinforced conductive plastic using direct Joule heating - Google Patents

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Abstract

줄열 직접 가열을 이용한 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 반죽 상태의 전도성 섬유 복합재를 수선 대상물의 손상 영역에 원하는 모양과 크기로 바르고, 선택적 가열 경화 장치가 그 전도성 섬유 복합재를 누르면서 그 손상 영역 위를 이동하여 상면을 평탄화 한다. 선택적 가열 경화 장치의 두 전극을 평탄화 된 전도성 섬유 복합재에 전기적으로 접촉시킨 상태에서, 소정 크기의 전압을 인가하여 전도성 섬유 복합재에서 주울 열이 발생되도록 한다. 온도센서가 실시간으로 측정한 전도성 섬유 복합재의 온도에 기초하여, 제어부가 주울 열에 의해 전도성 섬유 복합재가 미리 설정된 경화 온도 범위 내로 가열되도록 전압의 인가를 제어한다. 이를 통해 전도성 섬유 복합재를 수선 대상물의 손상 영역에 융착 경화시킬 수 있다. 본 발명을 이용하면, 손상 부위의 크기, 모양 또는 형태에 상관없이 여러 가지 손상 케이스에 탄력적으로 대응하여 손상 부위의 수리가 가능하다. Disclosed are a method for selectively heating and curing a conductive fiber composite material using direct Joule heating and an apparatus therefor. The dough-formed conductive fiber composite is applied to the damaged area of the object to be repaired in a desired shape and size, and the selective heating curing device moves over the damaged area while pressing the conductive fiber composite to flatten the upper surface. With the two electrodes of the selective heating curing device in electrical contact with the planarized conductive fiber composite, a voltage of a predetermined size is applied to generate Joule heat in the conductive fiber composite. Based on the temperature of the conductive fiber composite material measured by the temperature sensor in real time, the controller controls the application of voltage so that the conductive fiber composite material is heated within a preset curing temperature range by Joule heat. Through this, the conductive fiber composite can be fusion-cured to the damaged area of the object to be repaired. Using the present invention, it is possible to repair the damaged part by responding flexibly to various damage cases regardless of the size, shape, or shape of the damaged part.

Description

줄열 직접 가열을 이용한 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 방법 및 이를 위한 장치{Method and apparatus for selectively heating and curing fiber reinforced conductive plastic using direct Joule heating}TECHNICAL FIELD The method and apparatus for selectively heating and curing fiber reinforced conductive plastic using direct Joule heating.

본 발명은 섬유 복합재를 경화시키는 기술 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섬유강화 플라스틱과 같은 경량화 소재로 만든 물체의 손상 부위에 전도성 섬유 복합재를 가열시켜 융착 경화시키는 방식으로 손상 부위를 수리하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to the field of technology for curing fiber composites, and more particularly, to a technology for repairing damaged areas by heating a conductive fiber composite material to a damaged area of an object made of a lightweight material such as fiber-reinforced plastic. About.

항공기 운용비의 주된 비용은 연료비가 차지한다. 항공 연료비는 항공기 동체의 무게와 직결된다. 운항에 따른 소모 연료량이 많아지면 그에 따라 이산화탄소 배출량도 늘어난다. 이산화탄소 배출량을 줄이기 위한 환경 규제로 날이 갈수록 강화되고 있다. 항공기 운항에 따른 연료 소비량을 줄이기 위한 노력이 필요하다. 항공기 운항에 따른 연료비를 절감하기 위해서는 항공+기 자체의 무게를 줄일 필요가 있다. 이를 위한 한 가지 방안으로서, 최근에는 탄소섬유강화 플라스틱 등 섬유와 중합체로 이루어진 섬유 기반 복합재 기술을 항공기 동체 제작에 적용하여 가벼운 항공기, 고효율 엔진 등을 개발하기 위한 노력들이 이루어지고 있다. 항공기용 섬유 기반 복합재 구조의 수요와 적용이 날로 증가하고 있다. 이러한 경향은 항공기 제작에만 그치지 않고, 자동차 등 다른 운송수단의 제작에도 나타나고 있습니다.The main cost of operating an aircraft is fuel costs. Aviation fuel costs are directly related to the weight of the aircraft's fuselage. As the amount of fuel consumed increases accordingly, carbon dioxide emissions increase accordingly. Environmental regulations to reduce carbon dioxide emissions are being strengthened day by day. Efforts are needed to reduce the amount of fuel consumed by aircraft operation. It is necessary to reduce the weight of the aviation + aircraft itself in order to reduce the fuel cost associated with aircraft operation. As one solution for this, in recent years, efforts have been made to develop lightweight aircraft, high-efficiency engines, etc. by applying fiber-based composite technology made of fibers and polymers such as carbon fiber reinforced plastics to aircraft fuselage manufacturing. The demand and application of fiber-based composite structures for aircraft is increasing day by day. This trend is not only seen in the manufacture of aircraft, but also appears in the manufacture of other vehicles such as automobiles.

그런데 섬유 기반 복합재의 경우, 성형 및 수리 전문기술이 부족하고 그런 수리기술에 대한 연구 개발도 부족한 상황이다. 파손 및 결함이 있는 섬유 기반 복합재의 수리는 대부분 작업자의 손으로 직접 이루어진다. 그렇기 때문에 작업 시간이 오래 걸려 작업 효율성이 낮고, 작업자의 실수(human error)도 발생하며, 작업자들 간의 수리 기술의 차이로 인해 수리 품질이 고르지 못한 문제가 있다.However, in the case of fiber-based composites, molding and repair expertise is insufficient, and research and development on such repair techniques is also insufficient. Repair of broken and defective fiber-based composites is mostly done by hand. Therefore, work efficiency is low due to a long working time, human error occurs, and there is a problem of uneven repair quality due to differences in repair techniques among workers.

이런 문제점들을 해결하기 위해, 섬유 기반 복합재의 손상을 수리하는 데 걸리는 시간을 절감하고, 작업자 실수를 줄이기 위한 자동 수리 기술의 개발이 요구되고 있다. In order to solve these problems, it is required to develop an automatic repair technology to reduce the time taken to repair damage to the fiber-based composite material and reduce operator errors.

일본 특허공개 제2014-195990호 (발명의 명칭: 발열체로서 사용되는 금속 매트릭스 복합재)Japanese Patent Publication No. 2014-195990 (Name of invention: metal matrix composite used as a heating element)

본 발명은 탄소섬유강화 플라스틱 등 섬유와 중합체로 이루어진 전도성 섬유 기반 복합재에 전압을 걸어 가열을 통해 경화되는 특성을 이용하여, 섬유기반 복합재의 파손 또는 손상 부위를 신속하고 정확하게 수리할 수 있는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 것이다.The present invention applies a voltage to a conductive fiber-based composite material made of fibers and polymers such as carbon fiber reinforced plastic, and is cured through heating, a method capable of quickly and accurately repairing a damaged or damaged part of a fiber-based composite, and the same It is to provide a device for.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제들에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-described problems, and may be variously expanded without departing from the spirit and scope of the present invention.

상기 본 발명의 일 목적을 실현하기 위한 실시예들에 따른 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 장치는 제1 전극판, 제2 전극판, 전원공급부, 지지부, 가압부, 온도센서, 그리고 제어부를 포함한다. 상기 제2 전극판은 상기 제1 전극판과 소정 간격 이격되어 마주보도록 배치된다. 상기 전원공급부는 상기 제1 및 제2 전극판에 소정 크기의 전압을 인가하도록 구성된다. 상기 지지부는 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판을 서로 간에 소정 간격이 유지되도록 지지해준다. 상기 가압부는 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이에 수직하방으로 슬라이딩 가능하게 개재되어 아래쪽으로 압력을 가할 수 있도록 구성된다. 상기 온도센서는 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이에 위치할 가열 대상물의 온도를 측정하여 상기 제어부에 제공한다. 상기 제어부는 상기 온도센서가 측정한 가열 대상물의 온도 정보에 기초하여 상기 가열 대상물의 온도가 경화 온도 범위 내로 유지되도록 상기 전원공급부의 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판에 대한 전원 공급을 제어한다. 상기 선택적 가열 경화 장치는 상기 가열 대상물에 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판을 접촉시킨 상태에서 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이에 전압을 걸어 상기 가열 대상물을 주울 가열함과 동시에 상기 가압부가 눌러줌으로써 상기 가열 대상물이 수리 대상물의 원하는 손상 영역에 선택적으로 융착 경화되게 할 수 있다. 상기 가열 대상물은 전도성 섬유 복합재이다.The selective heating and curing apparatus of a conductive fiber composite according to embodiments for realizing one object of the present invention includes a first electrode plate, a second electrode plate, a power supply unit, a support unit, a pressing unit, a temperature sensor, and a control unit. . The second electrode plate is disposed to face the first electrode plate at a predetermined interval. The power supply unit is configured to apply a voltage of a predetermined size to the first and second electrode plates. The support part supports the first electrode plate and the second electrode plate so that a predetermined distance is maintained therebetween. The pressing part is interposed between the first electrode plate and the second electrode plate so as to be slid vertically downward so as to apply pressure downward. The temperature sensor measures the temperature of the object to be heated to be positioned between the first electrode plate and the second electrode plate and provides it to the control unit. The control unit controls the power supply to the first electrode plate and the second electrode plate of the power supply unit so that the temperature of the heating object is maintained within a curing temperature range based on temperature information of the heating object measured by the temperature sensor. do. The selective heating and curing apparatus applies a voltage between the first electrode plate and the second electrode plate in a state in which the first electrode plate and the second electrode plate are in contact with the heating object to joule heating the heating object; At the same time, by pressing the pressing unit, the object to be heated may be selectively fused and hardened to a desired damaged area of the object to be repaired. The heating object is a conductive fiber composite.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판은 가열대상인 전도성 섬유 복합재의 표면에 동시에 접촉할 수 있도록 저부 레벨이 동일한 것일 수 있다.In example embodiments, the first electrode plate and the second electrode plate may have the same bottom level so that they can simultaneously contact the surface of the conductive fiber composite material to be heated.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 지지부는 상기 제1 전극판과 접합되어 상기 제1 전극판을 지지하는 제1 전극지지판; 상기 제2 전극판과 접합되어 상기 제2 전극판을 지지하는 제2 전극지지판; 및 상기 제1 전극지지판과 상기 제2 전극지지판을 상기 소정 간격을 유지하도록 기계적으로 연결시키면서 지지해주는 지지결합부재를 포함할 수 있다.In example embodiments, the support part may include: a first electrode support plate bonded to the first electrode plate to support the first electrode plate; A second electrode support plate bonded to the second electrode plate to support the second electrode plate; And a support coupling member that mechanically connects and supports the first electrode support plate and the second electrode support plate to maintain the predetermined distance.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 가압부는 일측 단부가 상기 지지부에 지지되고 타측 단부가 아래쪽 방향으로 향하는 탄성력을 제공하도록 배치된 탄성부재; 및 상기 제1 전극지지판과 상기 제2 전극지지판 사이에 수직방향으로 활주 가능하게 개재되고, 상면이 상기 탄성부재의 타측과 맞닿아 상기 탄성력에 의해 아래쪽 방향으로 압력을 가하도록 구성된 가압 블록을 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the pressing unit may include an elastic member having one end supported by the support and the other end disposed to provide an elastic force directed downward; And a pressing block interposed between the first electrode support plate and the second electrode support plate so as to be slidable in a vertical direction, and having an upper surface in contact with the other side of the elastic member to apply pressure in a downward direction by the elastic force. I can.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 전극지지판과 상기 제2 전극지지판의 서로 마주보는 각각의 측면에는 수직방향으로 연장된 가이드 홈이 마련되고, 상기 가압 블록의 상기 제1 전극지지판 및 상기 제2 전극지지판과 마주보는 양 측면에는 상기 가이드 홈과 활주 가능하게 맞물려 상기 가압 블록의 수직방향 이동을 가이드해 주는 가이드 레일이 각각 마련될 수 있다.In example embodiments, a guide groove extending in a vertical direction is provided on each side of the first electrode support plate and the second electrode support plate facing each other, and the first electrode support plate and the first electrode support plate of the pressing block 2 Guide rails may be provided on both side surfaces facing the electrode support plate so as to be slidably engaged with the guide groove to guide the vertical movement of the pressing block.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 선택적 가열 경화 장치는 상기 지지부의 일측에 결합되어 수평 방향으로 연장되어 사용자가 손으로 잡고 힘을 가할 수 있도록 구성된 손잡이부를 더 포함할 수 있다.In example embodiments, the selective heating and curing apparatus may further include a handle coupled to one side of the support and extending in a horizontal direction so that a user can hold and apply a force by hand.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 선택적 가열 경화 장치는 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 중 적어도 하나의 저면부에서 멀어지는 제1방향으로 동일한 레벨로 연장되는 저면과, 상기 저면에서 위로 가면서 상기 제1방향과 반대방향으로 경사진 경사면과, 상기 지지부에 의해 지지되는 배면부를 포함하며, 상기 제1방향으로 움직이면서 상기 경사면에 의해 반죽 상태의 상기 전도성 섬유 복합재를 긁어내어 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이로 진입하는 전도성 섬유 복합재의 상면을 평탄화 시키도록 구성된 스크래퍼(scrapper)를 더 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the selective heating and curing apparatus includes a bottom surface extending at the same level in a first direction away from a bottom portion of at least one of the first electrode plate and the second electrode plate, and while going upward from the bottom surface. It includes an inclined surface inclined in a direction opposite to the first direction, and a rear surface supported by the support, and while moving in the first direction, the conductive fiber composite material in a dough state is scraped off by the inclined surface, and the first electrode plate and A scraper configured to planarize the upper surface of the conductive fiber composite material entering between the second electrode plates may be further included.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 선택적 가열 경화 장치는 상기 지지부와 일체로 결합되고 사용자가 손으로 잡고 힘을 가하여 상기 선택적 가열 경화 장치가 상기 전도성 섬유 복합재 위를 누르면서 이동할 수 있도록 구성된 손잡이부를 더 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the selective heating curing device further includes a handle unit integrally coupled with the support part and configured to move the selective heating curing device while pressing on the conductive fiber composite by applying a force held by the user. can do.

한편, 상기 본 발명의 일 목적을 실현하기 위한 실시예들에 따른 줄열 가열 방식을 사용한 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 방법은, 반죽 상태의 전도성 섬유 복합재를 수선 대상물의 손상 영역에 원하는 모양과 크기로 바르는 단계; 선택적 가열 경화 장치가 상기 전도성 섬유 복합재 위에 올려진 상태에서 상기 전도성 섬유 복합재를 누르면서 상기 손상 영역 위를 이동하여 상기 전도성 섬유 복합재의 상면을 평탄화 하는 단계, 여기서 상기 선택적 가열 경화 장치는 두 전극부재를 통해 전압을 인가할 수 있고, 제어부가 온도센서를 통해 온도를 실시간으로 측정하여 상기 전압의 인가 여부를 제어할 수 있으며, 아래로 압력을 가할 수 있는 가압수단이 마련되며; 상기 선택적 가열 경화 장치의 상기 두 전극부재를 평탄화 된 상기 전도성 섬유 복합재에 전기적으로 접촉시킨 상태에서, 상기 두 전극부재에 소정 크기의 전압을 인가하여 상기 두 전극부재 사이에 위치하는 상기 전도성 섬유 복합재에서 주울 열이 발생되도록 하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 온도센서가 실시간으로 측정한 상기 전도성 섬유 복합재의 온도에 기초하여, 상기 주울 열에 의해 상기 전도성 섬유 복합재가 미리 설정된 경화 온도 범위 내로 가열되도록 상기 전압의 인가를 제어하여 상기 전도성 섬유 복합재를 상기 수선 대상물의 상기 손상 영역에 융착 경화시키는 단계를 포함한다. On the other hand, in the selective heating and curing method of the conductive fiber composite material using the Joule heat heating method according to embodiments for realizing one object of the present invention, the conductive fiber composite material in a dough state is in a desired shape and size in the damaged area of the repair object Applying step; Step of flattening the upper surface of the conductive fiber composite material by moving over the damaged area while pressing the conductive fiber composite material while the selective heat curing device is placed on the conductive fiber composite material, wherein the selective heat curing device is provided through two electrode members. A voltage can be applied, the controller can control whether or not the voltage is applied by measuring the temperature in real time through a temperature sensor, and a pressurizing means for applying a pressure down is provided; In the conductive fiber composite material located between the two electrode members by applying a voltage of a predetermined size to the two electrode members in a state in which the two electrode members of the selective heating and curing device are in electrical contact with the planarized conductive fiber composite material Allowing Joule heat to be generated; And the control unit controls the application of the voltage so that the conductive fiber composite material is heated within a preset curing temperature range by the Joule heat based on the temperature of the conductive fiber composite material measured in real time by the temperature sensor. And fusion-hardening the damaged area of the repair object.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 '융착 경화시키는 단계'는 상기 온도센서가 상기 전도성 섬유 복합재의 온도를 검출하여 상기 제어부에 실시간으로 제공하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 온도센서가 제공하는 온도에 기초하여 상기 두 전극에 대한 전압 인가를 제어하여 상기 전도성 섬유 복합재를 상기 경화 온도 범위 내에서 가열되게 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the'fusion-curing step' may include: the temperature sensor detecting the temperature of the conductive fiber composite material and providing it to the control unit in real time; And controlling, by the control unit, controlling voltage application to the two electrodes based on a temperature provided by the temperature sensor to heat the conductive fiber composite material within the curing temperature range.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 선택적 가열 경화 방법은 상기 제어부가 가열되는 상기 전도성 섬유 복합재의 온도가 상기 경화 온도 범위 내로 진입하였을 때 사용자가 그 사실을 알 수 있도록 알람신호로 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the selective heating curing method further includes providing an alarm signal so that the user can know when the temperature of the conductive fiber composite material heated by the control unit enters the curing temperature range. Can include.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 선택적 가열 경화 방법은 상기 두 전극부재의 적어도 하부 부분을 전도성 필름으로 감싸서 반죽 상태의 상기 전도성 섬유 복합재와 상기 두 전극부재의 직접 접촉을 차단하면서도 상기 전도성 필름을 통해 간접적으로 상기 전도성 섬유 복합재와 전기 접촉을 이루어 가열되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.In example embodiments, the selective heating and curing method is performed by covering at least a lower portion of the two electrode members with a conductive film to block direct contact between the conductive fiber composite material and the two electrode members in a kneaded state. It may further include the step of indirectly making electrical contact with the conductive fiber composite to be heated.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 전도성 섬유 복합재는 탄소섬유와 중합체로 이루어진 탄소섬유강화 플라스틱과 경화제를 혼합한 열경화성 탄소섬유강화 플라스틱일 수 있다.In example embodiments, the conductive fiber composite material may be a thermosetting carbon fiber-reinforced plastic obtained by mixing a carbon fiber-reinforced plastic made of carbon fiber and a polymer and a curing agent.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 전도성 섬유 복합재의 주재(primary material)인 상기 탄소섬유와 보조재인 '상기 중합체 + 상기 경화제'의 혼합비는 50~70중량% 대 50~30중량%일 수 있다.In example embodiments, a mixing ratio of the carbon fiber as a primary material of the conductive fiber composite and the'polymer + the curing agent' as an auxiliary material may be 50 to 70% by weight versus 50 to 30% by weight.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 선택적 가열 경화 방법은 상기 전도성 섬유 복합재가 가열 되는 동안, 상기 두 전극 사이에 위치하는 상기 가압수단이 상기 전도성 섬유 복합재를 위에서 아래로 눌러주어 손상 영역의 표면에 견고하게 융착될 수 있도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, in the selective heat-curing method, while the conductive fiber composite material is heated, the pressing means positioned between the two electrodes presses the conductive fiber composite material from top to bottom to be firmly applied to the surface of the damaged area. It may further include the step of allowing it to be fused together.

수선 대상물의 손상 부위의 크기, 모양 또는 형태는 매우 다양할 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 전도성 섬유 복합재(200)를 반죽 상태로 만들어서 임의의 크기와 모양의 손상 부위를 원하는 모양과 크기, 두께로 도포하고, 선택적 가열 경화 장치의 두 전극판을 이동시키면서 경화시킬 수 있다. 섬유기반 전도성 복합재의 손상된 부위가 다양한 모양과 크기를 가질 수 있는데, 본 발명을 이용하면, 손상 부위의 크기, 모양 또는 형태에 상관없이 여러 가지 손상 케이스에 탄력적으로 대응하여 손상 부위의 수리가 가능하다. The size, shape, or shape of the damaged area of the object to be repaired can vary widely. According to exemplary embodiments of the present invention, the conductive fiber composite material 200 is made into a kneaded state, and the damaged area of an arbitrary size and shape is applied to a desired shape, size, and thickness, and two electrode plates of the selective heating and curing device are applied. It can be cured while moving. Damaged parts of the fiber-based conductive composite may have various shapes and sizes, and using the present invention, it is possible to repair damaged parts by responding flexibly to various damage cases regardless of the size, shape, or shape of the damaged part. .

본 발명에 따르면, 실제로 탄소강화 섬유를 주재로 이용한 중합체는 5V 정도의 낮은 전압을 가하여 수 초 만에 경화시킬 수 있다. 따라서 본 발명을 이용하면 매우 낮은 에너지를 소모하면서 효과적인 손상 부위 수리가 가능하다. According to the present invention, a polymer using carbon-reinforced fibers as a main material can be cured in seconds by applying a voltage as low as 5V. Therefore, by using the present invention, it is possible to effectively repair damaged areas while consuming very low energy.

본 발명에 따르면, 종래에 비해서 손상 부위의 수리 및 경화에 걸리는 시간이 매우 짧다.According to the present invention, the time taken to repair and harden the damaged area is very short compared to the prior art.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전도성 섬유 복합재의 가열 온도 제어를 위한 선택적 가열 경화 장치의 구성을 예시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열에 의한 경화방법의 수행 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 따라 전도성 섬유 복합재를 선택적으로 가열하여 경화시키는 순차적인 작업 과정을 예시한다.1 is a view showing the configuration of a selective heating curing apparatus for a conductive fiber composite according to an embodiment of the present invention.
2 illustrates the configuration of a selective heating curing device for controlling the heating temperature of a conductive fiber composite according to an embodiment of the present invention.
3 is a flow chart showing a procedure of performing a curing method by selective heating of a conductive fiber composite according to an embodiment of the present invention.
4A to 4E illustrate a sequential working process of selectively heating and curing a conductive fiber composite according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance. In addition, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 즉, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural or functional descriptions have been exemplified only for the purpose of describing the embodiments of the present invention. The embodiments of the present invention may be implemented in various forms and should not be construed as being limited to the embodiments described in the text. That is, the present invention can be modified in various ways and can have various forms, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form of disclosure, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same elements in the drawings, and duplicate descriptions for the same elements are omitted.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 전도성 섬유 복합재(200)의 선택적 가열 경화장치(100)의 구성을 예시한다. 1 illustrates the configuration of a selective heating curing apparatus 100 for a conductive fiber composite material 200 according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 선택적 가열 경화장치(100)는 제1 전극판(110a)과 제2 전극판(110b)을 포함할 수 있다. 제2 전극판(110b)은 제1 전극판(110a)과 소정 간격(W) 이격되어 마주보도록 배치될 수 있다. 제1 전극판(110a)과 제2 전극판(110b)은 소정의 넓이를 갖는 도전성이 우수한 금속 판재로 구성될 수 있다. 제1 전극판(110a)과 제2 전극판(110b)은 가열대상인 전도성 섬유 복합재(200)의 표면에 동시에 접촉할 수 있도록 저부 레벨이 동일한 것일 수 있다. 제1 전극판(110a)과 제2 전극판(110b)은 적어도 하부 모서리 또는 하면이 균일한 높이를 가지면서 소정의 폭을 갖도록 연장된 형태, 예컨대 사각형 판재 형태일 수 있다. Referring to FIG. 1, the selective heating curing apparatus 100 may include a first electrode plate 110a and a second electrode plate 110b. The second electrode plate 110b may be disposed to face the first electrode plate 110a by being spaced apart from the first electrode plate 110a by a predetermined distance W. The first electrode plate 110a and the second electrode plate 110b may be formed of a metal plate having a predetermined area and excellent in conductivity. The first electrode plate 110a and the second electrode plate 110b may have the same bottom level so that they can simultaneously contact the surface of the conductive fiber composite material 200 to be heated. The first electrode plate 110a and the second electrode plate 110b may have at least a lower edge or a lower surface extending to have a predetermined width while having a uniform height, for example, a rectangular plate shape.

예시적인 실시예에 따르면, 선택적 가열 경화장치(100)는 제1 전극판(110a)과 제2 전극판(110b)을 서로 간에 소정 간격이 유지되도록 지지해주는 지지부를 포함할 수 있다. 이 지지부는 제1 전극지지판(120a), 제2 전극지지판(120b), 그리고 지지결합부재(122)를 포함할 수 있다. 제1 전극지지판(120a)은 제1 전극판(110a)과 접합되어 그 제1 전극판(110a)을 지지해줄 수 있다. 제2 전극지지판(120b)은 제2 전극판(110b)과 접합되어 그 제2 전극판(110b)을 지지해줄 수 있다. 지지결합부재(122)는 제1 전극지지판(120a)과 제2 전극지지판(120b)을 견고하게 기계적으로 결합시켜준다. 이에 의해, 제1 및 제2 전극판(110a, 110b)의 간격(W)이 유지될 수 있다. According to an exemplary embodiment, the selective heating and curing apparatus 100 may include a support portion for supporting the first electrode plate 110a and the second electrode plate 110b so that a predetermined distance is maintained therebetween. The support portion may include a first electrode support plate 120a, a second electrode support plate 120b, and a support coupling member 122. The first electrode support plate 120a may be bonded to the first electrode plate 110a to support the first electrode plate 110a. The second electrode support plate 120b may be bonded to the second electrode plate 110b to support the second electrode plate 110b. The support coupling member 122 mechanically couples the first electrode support plate 120a and the second electrode support plate 120b to each other. Accordingly, the gap W between the first and second electrode plates 110a and 110b may be maintained.

예시적인 실시예에 따르면, 선택적 가열 경화장치(100)는 제1 및 제2 전극판(110a, 110b)에 소정 크기의 전압을 인가하도록 구성된 전원공급부(150)를 포함할 수 있다. 전원공급부(150)는 가열대상인 전도성 섬유 복합재(200)에 전류를 흐르게 하고, 그에 따라 주울 열이 발생되는 것에 의해 그 전도성 섬유 복합재(200)가 스스로 가열되도록 하는 데 필요한 전력을 공급할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the selective heating and curing apparatus 100 may include a power supply unit 150 configured to apply a voltage of a predetermined size to the first and second electrode plates 110a and 110b. The power supply unit 150 may supply electric power required to allow the conductive fiber composite 200 to be heated by itself by allowing an electric current to flow through the conductive fiber composite 200 to be heated, and Joule heat is generated accordingly.

예시적인 실시예에 따르면, 선택적 가열 경화장치(100)는 가압부를 더 포함할 수 있다. 가압부는 제1 전극판(110a)과 제2 전극판(110b) 사이에 수직하방으로 슬라이딩 가능하게 개재되어 아래쪽으로 압력을 가할 수 있도록 구성될 수 있다.According to an exemplary embodiment, the selective heating and curing apparatus 100 may further include a pressing unit. The pressing unit may be configured to be slidably interposed between the first electrode plate 110a and the second electrode plate 110b so as to apply pressure downward.

예시적인 실시예에 따르면, 가압부는 탄성부재(135)와 가압 블록(130)을 포함할 수 있다. 탄성부재(135)는 지지부의 지지결합부재(122)와 가압 블록(130) 사이에 재재될 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 탄성부재(135)는 일측 단부가 지지결합부재(122)에 지지되고 타측 탄부가 아래쪽 방향으로 향하는 탄성력을 제공하도록 배치될 수 있다. 가압 블록(130)은 제1 전극지지판(120a)과 제2 전극지지판(120b) 사이에 수직방향으로 활주 가능하게 개재되어, 상면이 탄성부재(135)의 타측과 맞닿아 탄성부재(135)가 제공하는 탄성력에 의해 아래쪽 방향으로 압력을 가하도록 구성될 수 있다. According to an exemplary embodiment, the pressing unit may include an elastic member 135 and a pressing block 130. The elastic member 135 may be relocated between the support coupling member 122 and the pressing block 130 of the support. According to an exemplary embodiment, the elastic member 135 may be arranged such that one end of the elastic member 135 is supported by the support coupling member 122 and the other end of the elastic member 135 provides an elastic force directed downward. The pressing block 130 is interposed between the first electrode support plate 120a and the second electrode support plate 120b so as to be slidable in a vertical direction, and the upper surface contacts the other side of the elastic member 135 so that the elastic member 135 It may be configured to apply pressure in the downward direction by the elastic force provided.

제1 전극지지판(120a) 및 제2 전극지지판(120b)과 가압 블록(130)의 서로 맞보면 면에는 가압 블록(130)이 활주 가능하게 움직일 수 있는 가이드 부재가 마련될 수 있다. 예컨대, 제1 전극지지판(120a) 및 제2 전극지지판(120b)의 서로 마주보는 각각의 측면에는 수직방향으로 연장된 가이드 홈(132)이 마련될 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 가압 블록(130)의 제1 및 제2 전극지지판(120a, 120b)과 마주보는 양 측면에는 가이드 홈(132)과 활주 가능하게 맞물려 가압 블록(130)의 수직방향 이동을 가이드해 주는 가이드 레일(121)이 각각 마련될 수 있다.When the first electrode support plate 120a and the second electrode support plate 120b and the pressure block 130 face each other, a guide member through which the pressure block 130 can slide may be provided. For example, a guide groove 132 extending in a vertical direction may be provided on each side surface of the first electrode support plate 120a and the second electrode support plate 120b facing each other. According to an exemplary embodiment, the pressing block 130 moves in the vertical direction by slidably engaging the guide groove 132 on both sides of the pressing block 130 facing the first and second electrode support plates 120a and 120b. Guide rails 121 may be provided to guide each.

예시적인 실시예에 따르면, 선택적 가열 경화장치(100)는 상기 지지부, 보다 구체적으로는 지지결합부재(122)의 일측에 결합되어 수평 방향으로 연장되어 사용자가 손으로 잡고 힘을 가할 수 있도록 구성된 손잡이부(124)를 더 포함할 수 있다. 사용자는 손잡이부(124)를 잡고서 아래로 힘을 가하면서 밀어서 선택적 가열 경화 장치(100)가 손상 부위(260) 위를 이동하면서 전도성 복합재(200)를 위에서 누르면서 압박할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the selective heating curing device 100 is coupled to the support part, more specifically, to one side of the support coupling member 122 and extends in the horizontal direction so that the user can hold it by hand and apply force. It may further include a unit 124. The user may hold the handle part 124 and push it down while applying a force downward, so that the selective heating curing device 100 moves over the damaged area 260 and presses the conductive composite material 200 while pressing it from above.

예시적인 실시예에 따르면, 선택적 가열 경화장치(100)는 스크래퍼(125)를 포함할 수 있다. 스크래퍼(125)는 제1 전극판(110a)과 제2 전극판(110b) 중 적어도 하나의 저면부에서 멀어지는 제1방향으로 동일한 레벨로 연장되는 저면(125a)과, 그 저면(125a)에서 위로 가면서 상기 제1방향과 반대방향으로(즉, 전극판 쪽으로) 경사진 경사면(125b)과, 두 전극지지판(120a, 120b) 중 적어도 어느 하나에 의해 지지되는 배면부(125c)를 포함하여 측방에서 보았을 때 대략 삼각형 모양을 이루는 형태로 구성될 수 있다. 스크래퍼(125)는 손상 부위(260)에 여유 있게 부가된 반죽 상태의 전도성 섬유 복합재(200)에 대하여 상기 제1 방향으로 전진하면서 경사면(125b)으로 위로 볼록한 부분을 긁어내어 평탄화 시켜줄 수 있다. 그에 따라, 스크래퍼(125) 밑을 통과한 전도성 섬유 복합재(200)는 제1 전극판(110a)과 제2 전극판(110b) 사이에서 거의 일정한 높이를 갖는 평편한 표면일 수 있다. According to an exemplary embodiment, the selective heating curing apparatus 100 may include a scraper 125. The scraper 125 includes a bottom surface 125a extending at the same level in a first direction away from the bottom of at least one of the first electrode plate 110a and the second electrode plate 110b, and upward from the bottom surface 125a. As it goes, including the inclined surface 125b inclined in a direction opposite to the first direction (that is, toward the electrode plate) and a rear surface part 125c supported by at least one of the two electrode support plates 120a and 120b, it must have been viewed from the side. When it can be configured in a shape that forms an approximately triangular shape. The scraper 125 may be flattened by scraping the convex portion upward with the inclined surface 125b while advancing in the first direction with respect to the kneaded conductive fiber composite material 200 that has been added to the damaged area 260 with a margin. Accordingly, the conductive fiber composite material 200 passing under the scraper 125 may be a flat surface having a substantially constant height between the first electrode plate 110a and the second electrode plate 110b.

예시적인 실시예에 따르면, 선택적 가열 경화장치(100)는 온도센서(140)와 제어부(160)를 포함할 수 있다. According to an exemplary embodiment, the selective heating curing apparatus 100 may include a temperature sensor 140 and a control unit 160.

온도센서(140)는 제1 전극판(110a)과 제2 전극판(110b) 사이에 위치할 가열 대상물인 전도성 섬유 복합재(200)의 온도를 측정하기 위한 것이다. 실시예에 따르면, 온도센서(140)는 예컨대 가압 블록(140)의 저부에 매립된 형태로 설치될 수 있다. 가압블록(140)의 저면에는 온도센서(140)까지 통하는 통공이 마련되거나, 또는 온도센서(140)가 가압블록(140)의 저면의 일부를 형성하는 형태로 온도센서(140)가 설치될 수도 있다.The temperature sensor 140 is for measuring the temperature of the conductive fiber composite material 200 that is a heating object to be positioned between the first electrode plate 110a and the second electrode plate 110b. According to the embodiment, the temperature sensor 140 may be installed in a form embedded in the bottom of the pressing block 140, for example. The bottom of the pressure block 140 may be provided with a hole through the temperature sensor 140, or the temperature sensor 140 may be installed in a form in which the temperature sensor 140 forms a part of the bottom of the pressure block 140 have.

실시예에 따르면, 제어부(160)는 온도센서(140)가 측정한 전도성 섬유 복합재(200)의 온도 정보를 제공받을 수 있다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전도성 섬유 복합재의 가열 온도 제어를 위한 선택적 가열 경화 장치의 구성을 예시한다. 도 2를 더 참조하면, 제어부(160)는 제어기(165)와 스위칭부(167)를 포함할 수 있다. 스위칭부(167)는 전원공급부(150)에 의한 전원 공급선로를 차단하거나 연결할 수 있는 릴레이로 구성될 수 있다. 제어기(165)는 프로그램을 저장하고, 그 저장된 프로그램을 불러와서 실행하여 여기서 설명하는 여러 가지 제어동작을 수행할 수 있는 수단, 예컨대 마이크로프로세서와 같은 연산처리장치와 그 주변회로로 구성될 수 있다. 제어기(165)는 온도센서(140)와 연결되어 그로부터 측정 온도를 제공받고, 스위칭부(167)와 연결되어 온/오프 스위칭 제어신호를 제공할 수 있다. 제어기(165)는 가열대상인 전도성 섬유 복합재(200)에 흐르는 전류량 측정을 위한 전류 센서(155)에 연결되어 전류량 정보도 획득할 수 있다. 여기서, 상기 프로그램은 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다.According to an embodiment, the controller 160 may receive temperature information of the conductive fiber composite material 200 measured by the temperature sensor 140. 2 illustrates the configuration of a selective heating curing device for controlling the heating temperature of a conductive fiber composite according to an embodiment of the present invention. Referring further to FIG. 2, the control unit 160 may include a controller 165 and a switching unit 167. The switching unit 167 may be configured as a relay capable of blocking or connecting a power supply line by the power supply unit 150. The controller 165 may be configured with a means for storing a program, fetching and executing the stored program, and performing various control operations described herein, for example, an operation processing device such as a microprocessor, and peripheral circuits thereof. The controller 165 may be connected to the temperature sensor 140 to receive the measured temperature therefrom, and may be connected to the switching unit 167 to provide an on/off switching control signal. The controller 165 is connected to the current sensor 155 for measuring the amount of current flowing through the conductive fiber composite material 200 to be heated to obtain current amount information. Here, the program may include a computer program, a code, an instruction, or a combination of one or more of them, and configure the processing device to operate as desired or independently or in combination ( collectively) can command processing units. Software and/or data may be interpreted by a processing device or to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device. , Or may be permanently or temporarily embodyed in a transmitted signal wave.

제어기(165)는 전도성 섬유 복합재(200)의 온도를 실시간으로 측정하는 온도센서(140)로부터 전도성 섬유 복합재(200)의 온도 신호를 제공받을 수 있다. 제어기(165)는 온도센서(140)로부터 제공되는 온도 정보에 기초하여 그 전도성 섬유 복합재(200)의 온도가 전도성 섬유 복합재(200)의 경화 온도 범위에 최대한 신속하게 도달할 수 있도록 가열하고, 그 경화 온도 범위에 도달한 후에는 그 경화 온도 범위 내로 유지되도록 전원공급부(150)의 제1 전극판(110a)과 제2 전극판(110b)에 대한 전원 공급을 제어할 수 있다. 이러한 제어를 위한 프로그램이 제어기(165)에 내장될 수 있다. The controller 165 may receive a temperature signal of the conductive fiber composite 200 from the temperature sensor 140 measuring the temperature of the conductive fiber composite 200 in real time. The controller 165 heats the conductive fiber composite material 200 so that the temperature of the conductive fiber composite material 200 reaches the curing temperature range of the conductive fiber composite material 200 as quickly as possible based on the temperature information provided from the temperature sensor 140. After reaching the curing temperature range, the power supply to the first electrode plate 110a and the second electrode plate 110b of the power supply unit 150 may be controlled to be maintained within the curing temperature range. A program for such control may be embedded in the controller 165.

위와 같은 구성을 갖는 선택적 가열 경화 장치(100)에 의하면, 가열 대상물인 전도성 섬유 복합재(200)에 제1 전극판(110a)과 제2 전극판(110b)을 접촉시킨 상태에서 그 제1 전극판(110a)과 제2 전극판(110b) 사이에 전압을 걸어 전도성 섬유 복합재(200)를 주울 가열함과 동시에 가압부가 이동하면서 그 전도성 섬유 복합재(200)를 눌러줌으로써 전도성 섬유 복합재(200)가 수리 대상물(250)의 원하는 손상 영역(260)에 선택적으로 융착 경화되게 할 수 있다. According to the selective heating and curing apparatus 100 having the above configuration, the first electrode plate 110a and the second electrode plate 110b are in contact with the conductive fiber composite material 200 as a heating object. The conductive fiber composite 200 is repaired by applying a voltage between the (110a) and the second electrode plate 110b to joule heating the conductive fiber composite 200 and pressing the conductive fiber composite 200 while moving the pressing unit. It may be selectively fusion-hardened to the desired damaged area 260 of the object 250.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열에 의한 경화방법의 수행 절차를 나타낸다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 전도성 섬유 복합재를 선택적으로 가열하여 경화시키는 순차적인 작업 과정을 예시한다. 도 3과 도 4를 참조하면서 수선 대상물(250)의 손상 부위(260)를 전도성 섬유 복합재(200)로 수선하는 방법을 설명하기로 한다. 3 shows a procedure of performing a curing method by selective heating of a conductive fiber composite according to an embodiment of the present invention. 4 illustrates a sequential process of curing by selectively heating a conductive fiber composite according to an embodiment of the present invention. A method of repairing the damaged portion 260 of the repair object 250 with the conductive fiber composite material 200 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

예시적인 실시예에 따르면, 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 방법은 줄열 가열 방식을 사용한다. 먼저, 가열 경화 재료로 전도성 섬유 복합재를 사용할 수 있다. 전도성 섬유 복재는 반죽 상태로 준비될 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 전도성 섬유 복합재(200)는 수선 대상물(250)과 실질적으로 동일한 재료로 만들 수 있다. 전도성 섬유 복합재(200)는 탄소섬유와 중합체로 이루어진 탄소섬유강화 플라스틱과 경화제를 혼합한 열경화성 탄소섬유강화 플라스틱일 수 있다. 전도성 섬유(예컨대 탄소 섬유)가 주재(primary material)로 사용되고, 중합체 및 경화제(mixed epoxy 또는 플라스틱)가 보조재로 사용될 수 있다. 전도성 섬유 복합재(200)에서 주재인 전도성 섬유(탄소 섬유)의 혼합비율은 50~70중량% 일 수 있다. 전도성 섬유(탄소 섬유)의 혼합비가 50중량%보다 낮은 경우, 보조재인 중합체 및 경화제의 경화에 많은 열을 필요로 하기 때문에 가열 경화에 오랜 시간이 걸리거니(그에 따라 전력 소모량도 많아짐) 경화가 되지 않을 수도 있다. 경화가 되더라도 그 경화된 전도성 섬유 복합재의 강성이 원하는 수준으로 얻어지지 않을 수 있다. 전도성 섬유(탄소 섬유)의 혼합비가 70중량%보다 높은 경우, 중합체 및 경화제가 전도성 섬유 속으로 충분히 함침되기 어렵다. 이 경우에도 전도성 섬유 복합재의 강성에 부적합한 재료가 만들어지게 된다. 중합체와 경화제간의 혼합비율은 대략 65~85중량% : 35~15중량% 정도일 수 있다. According to an exemplary embodiment, the method for selectively heating and curing the conductive fiber composite material uses a Joule heating method. First, a conductive fiber composite may be used as a heat curing material. The conductive fiber fabric can be prepared in a dough state. According to an exemplary embodiment, the conductive fiber composite material 200 may be made of substantially the same material as the object to be repaired 250. The conductive fiber composite material 200 may be a thermosetting carbon fiber-reinforced plastic obtained by mixing a carbon fiber-reinforced plastic made of carbon fiber and a polymer and a curing agent. Conductive fibers (such as carbon fibers) can be used as the primary material, and polymers and hardeners (mixed epoxy or plastics) can be used as auxiliary materials. The mixing ratio of the conductive fibers (carbon fibers) as the main material in the conductive fiber composite material 200 may be 50 to 70% by weight. If the mixing ratio of the conductive fibers (carbon fibers) is lower than 50% by weight, it takes a long time to heat curing because it requires a lot of heat to cure the auxiliary polymer and the curing agent (and accordingly, the power consumption increases) and the curing is not possible. May not. Even if cured, the rigidity of the cured conductive fiber composite may not be obtained to the desired level. When the mixing ratio of the conductive fibers (carbon fibers) is higher than 70% by weight, it is difficult to sufficiently impregnate the polymer and the curing agent into the conductive fibers. Even in this case, a material unsuitable for the rigidity of the conductive fiber composite material is made. The mixing ratio between the polymer and the curing agent may be about 65 to 85% by weight: about 35 to 15% by weight.

도 4a는 수선 대상물(250)이 손상된 상태를 예시한다. 수선 대상물의 손상 영역의 모양과 크기는 다양할 수 있다. 반죽 상태의 전도성 섬유 복합재(200)를 이용하면, 수선 대상물(250)의 다양한 모양과 크기의 손상부위(260)에 탄력적으로 발라서 그 손상부위(260)를 용이하게 메울 수 있다. 4A illustrates a state in which the repair object 250 is damaged. The shape and size of the damaged area of the object to be repaired may vary. When the conductive fiber composite material 200 in the dough state is used, the damaged area 260 can be easily filled by applying elastically to the damaged area 260 of various shapes and sizes of the repair object 250.

반죽 상태의 전도성 섬유 복합재(200)가 준비되면, 도 4b에 도시된 것처럼 그 전도성 섬유 복합재(200)를 수선 대상물(250)의 손상 부위(260)에 원하는 모양과 크기로 바를 수 있다(S10 단계). 손상 부위(260)에 전도성 섬유 복합재(200)를 바를 때 충분히 많이 발라서 손상 부위(260) 주변부보다는 더 높이 돌출되게 바를 수 있다. When the conductive fiber composite material 200 in the dough state is prepared, the conductive fiber composite material 200 may be applied to the damaged area 260 of the repair object 250 in a desired shape and size as shown in FIG. 4B (step S10). ). When applying the conductive fiber composite material 200 to the damaged area 260, a sufficient amount can be applied to protrude higher than the periphery of the damaged area 260.

수선 대상물(250)의 손상 부위(260)에 전도성 섬유 복합재(200)를 충분히 바른 상태에서, 도 4c 및 도 4d에 도시된 것처럼 선택적 가열 경화 장치(100)를 전도성 섬유 복합재(200) 위에 올려놓고 그 손상 영역 위를 이동하면서 전도성 섬유 복합재(200)를 위에서 아래로 눌러줄 수 있다. 이에 의해 전도성 섬유 복합재(200)를 평탄화할 수 있다(S30 단계). In a state where the conductive fiber composite 200 is sufficiently applied to the damaged portion 260 of the repair object 250, the selective heating curing device 100 is placed on the conductive fiber composite 200 as shown in FIGS. 4C and 4D. The conductive fiber composite 200 may be pressed from top to bottom while moving over the damaged area. Accordingly, the conductive fiber composite material 200 may be flattened (step S30).

이 평탄화를 위해, 원하는 높이 이상으로 돌출된 상태로 발라진 전도성 섬유 복합재(200)를 긁어낼 필요가 있다. 선택적 가열 경화 장치(100)의 스크래퍼(125)를 이용하여 전도성 섬유 복합재(200) 상면을 평편하게 긁어내어 평탄화시킬 수 있다. 전도성 섬유 복합재(200)는 반죽 상태이다. 선택적 가열 경화 장치(100)의 스크래퍼의 저면(125a)을 원하는 높이에 위치시킨 채 수평방향으로 이동시키면 그 저면(125a)보다 높이 솟아있는 전도성 섬유 복합재(200) 부분은 그 스크래퍼(125)의 경사면(125b)에 의해 깎여 나가게 된다. 그에 따라, 스크래퍼(125)의 저면(125a)이 지나간 전도성 섬유 복합재(200)는 상면이 평편하게 될 수 있다.For this planarization, it is necessary to scrape off the coated conductive fiber composite material 200 while protruding to a desired height or more. The upper surface of the conductive fiber composite material 200 may be flatly scraped using the scraper 125 of the selective heating curing device 100 to be planarized. The conductive fiber composite 200 is in a dough state. When the bottom surface 125a of the scraper of the selective heating and curing device 100 is moved horizontally while being positioned at a desired height, the portion of the conductive fiber composite 200 rising higher than the bottom surface 125a is the inclined surface of the scraper 125 It will be cut off by (125b). Accordingly, the upper surface of the conductive fiber composite material 200 through which the bottom surface 125a of the scraper 125 has passed may be flat.

이러한 평탄화 작업 과정에서, 전도성 섬유 복합재(200)가 스크래퍼(125)와 전극판(110a, 110b), 전극지지판(120a, 120b) 등의 하부에 묻을 수 있고, 시간이 지나면서 경화될 수 있다. 그런 상태에서는 다음번의 작업에 지장을 줄 수 있다. 이런 점을 고려하여, 예시적인 실시예에 따르면, 스크래퍼(125), 전극판(110a, 110b), 전극지지판(120a, 120b) 등은 필요할 때마다 교환해서 사용할 수 있도록 교체 가능한 구조로 만들 수 있다. 예컨대 스크래퍼(125), 전극판(110a, 110b), 전극지지판(120a, 120b) 등을 하부와 상부로 분리하여 서로 결합하고, 필요시 사용한 하부를 새로운 하부로 교체할 수 있는 구조로 만들 수 있다. In this planarization process, the conductive fiber composite material 200 may be buried under the scraper 125, the electrode plates 110a and 110b, and the electrode support plates 120a and 120b, and may be hardened over time. In such a state, it may interfere with the next work. In consideration of this point, according to an exemplary embodiment, the scraper 125, the electrode plates 110a and 110b, the electrode support plates 120a and 120b, etc. may be made in a structure that can be replaced so that they can be replaced whenever necessary. . For example, the scraper 125, the electrode plates 110a and 110b, and the electrode support plates 120a and 120b may be separated into a lower portion and an upper portion to be combined with each other, and the lower portion used when necessary may be replaced with a new lower portion. .

예시적인 실시예에 따르면, 두 전극판(110a, 110b)의 하부를 전도성 필름(210)으로 감싼 상태로 평탄화 작업을 수행할 수 있다(S20단계). 전도성 필름(210)은 평탄화 작업을 수행할 때마다 새것으로 교체할 수 있는 일회용일 수 있다. 반죽 상태의 전도성 섬유 복합재(200)가 평탄화 작업 과정에서 전도성 필름(210)에만 묻고 두 전극판(110a, 110b)에는 묻지 않으므로, 작업 후 그 전도성 필름(210)만 교체하면 되므로 간편하다. According to an exemplary embodiment, the planarization operation may be performed while the lower portions of the two electrode plates 110a and 110b are wrapped with the conductive film 210 (step S20). The conductive film 210 may be disposable, which can be replaced with a new one whenever the planarization operation is performed. Since the conductive fiber composite material 200 in the dough state is applied only to the conductive film 210 and not to the two electrode plates 110a and 110b in the planarization process, it is easy to replace only the conductive film 210 after work.

한편, 도 4d에 도시된 것처럼, 이런 전도성 섬유 복합재(200)의 평탄화 작업과 병행하여, 선택적 가열 경화 장치(100)의 제1 전극판(110a)과 제2 전극판(110b)을 전도성 섬유 복합재(200)에 접촉시킨 상태에서 제1 전극판(110a)과 제2 전극판(110b) 사이에 소정의 전압을 인가해준다. 이에 의해 그 두 전극 사이에 위치하는 전도성 섬유 복합재(200)에는 전류가 흐를 수 있다. 그에 따라 전도성 섬유 복합재(200)에서 주울 열이 발생될 수 있다(S40 단계). On the other hand, as shown in Figure 4d, in parallel with the planarization of the conductive fiber composite material 200, the first electrode plate 110a and the second electrode plate 110b of the selective heating and curing device 100 is a conductive fiber composite material. A predetermined voltage is applied between the first electrode plate 110a and the second electrode plate 110b while contacting 200. As a result, a current may flow through the conductive fiber composite material 200 positioned between the two electrodes. Accordingly, Joule heat may be generated in the conductive fiber composite material 200 (step S40).

S40 단계의 가열 작업은 선택적 가열 경화 장치(100)를 전도성 섬유 복합재(200)가 발려진 손상 부위(260) 전체 영역에 걸쳐 이동시키면서 수행할 수 있다. 그리고 그 가열 작업을 수행하는 동안, 제어부(160)는 온도센서(140)로부터 가열되는 전도성 섬유 복합재(200)의 온도를 실시간으로 제공받을 수 있다. 전도성 섬유 복합재(200)를 경화시킬 수 있는 온도 범위는 미리 알 수 있으므로, 제어부(160)의 제어 프로그램에 그 경화 온도 범위를 미리 설정해둘 수 있다. 제어부(160)는 주울 열에 의해 전도성 섬유 복합재(200)가 미리 설정된 경화 온도 범위 내로 가열되도록 두 전극판(100a, 110b)에 인가되는 전압을 제어할 수 있다(S50, S60 단계). The heating operation of step S40 may be performed while moving the selective heating and curing device 100 over the entire area of the damaged area 260 on which the conductive fiber composite material 200 is applied. And while performing the heating operation, the control unit 160 may receive the temperature of the conductive fiber composite 200 heated from the temperature sensor 140 in real time. Since the temperature range in which the conductive fiber composite material 200 can be cured can be known in advance, the curing temperature range may be set in advance in the control program of the controller 160. The controller 160 may control the voltage applied to the two electrode plates 100a and 110b so that the conductive fiber composite 200 is heated within a preset curing temperature range by Joule heat (steps S50 and S60).

예시적인 실시예에 있어서, 제어부(160)가 두 전극판(110a, 110b)에 인가하는 전압은 PWM 신호 형태일 수 있다. 제어부(160)는 PWM 신호의 주파수를 변경함으로써 전도성 섬유 복합재(200)에 공급하는 전력량을 제어할 수 있다. 예컨대 제어부(160)는 전도성 섬유 복합재(200)의 온도가 경화 온도 범위의 하한값에 가까워졌을 때 또는 하한값과 같아질 때 PWM 신호의 주파수를 줄여 공급 전력량을 줄일 수 있다. 예컨대 초기 가열 단계에서는 공급 전압의 PWM 신호를 제1 주파수로 구성하다가, 전도성 섬유 복합재(200)의 온도가 상승하여 더 이상의 온도 상승을 피하기 위해서는 상기 PWM 신호의 주파수를 상기 제1 주파수보다 더 낮은 주파수로 변경할 수 있다. 이러한 전압 신호의 주파수 제어를 통해 전도성 섬유 복합재(200)가 미리 설정된 경화 온도 범위 내에서 가열되도록 제어할 수 있다.In an exemplary embodiment, a voltage applied by the controller 160 to the two electrode plates 110a and 110b may be in the form of a PWM signal. The controller 160 may control the amount of power supplied to the conductive fiber composite material 200 by changing the frequency of the PWM signal. For example, the control unit 160 may reduce the amount of power supplied by reducing the frequency of the PWM signal when the temperature of the conductive fiber composite material 200 approaches the lower limit value of the curing temperature range or equals the lower limit value. For example, in the initial heating step, the PWM signal of the supply voltage is configured as the first frequency, and the frequency of the PWM signal is lower than the first frequency in order to avoid further temperature rise due to the increase in the temperature of the conductive fiber composite 200. Can be changed to. Through frequency control of the voltage signal, the conductive fiber composite 200 may be controlled to be heated within a preset curing temperature range.

이 때, 제어부(160)는 가열되는 전도성 섬유 복합재(200)의 온도가 경화 온도 범위 내로 진입하였을 때 사용자가 그 사실을 알 수 있도록 제어부(160)에 연결되는 알람부(비도시)에 소정의 알람신호로 제공할 수도 있다. At this time, the control unit 160 provides a predetermined alarm to an alarm unit (not shown) connected to the control unit 160 so that the user can know when the temperature of the conductive fiber composite material 200 to be heated enters the curing temperature range. It can also be provided as a signal.

이와 같은 온도 제어를 통해 경화 온도 범위 내로 가열된 전도성 섬유 복합재(200)는 수선 대상물(250)의 손상 부위(260) 표면에 융착 경화될 수 있다(S70 단계). 이와 같은 전도성 섬유 복합재(200)가 가열되는 동안, 가압 블록(130)은 탄성부재(135)의 탄성력에 의해 제1 전극판(110a)과 제2 전극판(110b) 사이에 위치하는 전도성 섬유 복합재(200)를 위에서 아래로 눌러줄 수 있다. 그 압력에 의해, 전도성 섬유 복합재(200)는 손상 부위(260) 표면에 견고하게 융착될 수 있다. 아울러 도 4e에 도시된 것처럼, 융착 경화된 전도성 섬유 복합재(200)의 상면은 그 주변의 수선 대상물(250)의 손상되지 않은 부위의 표면과 같은 높이로 연장된 스무스한 표면을 형성할 수 있다. The conductive fiber composite material 200 heated within the curing temperature range through such temperature control may be fusion-cured on the surface of the damaged portion 260 of the object to be repaired 250 (step S70). While the conductive fiber composite material 200 is heated, the pressing block 130 is a conductive fiber composite material positioned between the first electrode plate 110a and the second electrode plate 110b by the elastic force of the elastic member 135 You can press (200) from top to bottom. By the pressure, the conductive fiber composite material 200 may be firmly fused to the surface of the damaged area 260. In addition, as shown in FIG. 4E, the upper surface of the fusion-hardened conductive fiber composite material 200 may form a smooth surface extending to the same height as the surface of the undamaged portion of the surrounding repair object 250.

본 발명에 따르면, 반죽 상태의 전도성 섬유 복합재(200)를 손상 부위를 수선하는 원재료로 사용하므로 손상 부위의 크기, 모양 또는 형태에 상관없이 다양하고 탄력적으로 적용될 수 있다. According to the present invention, since the conductive fiber composite material 200 in the dough state is used as a raw material for repairing the damaged area, it can be applied variously and flexibly regardless of the size, shape or shape of the damaged area.

실제로 탄소강화 섬유에 경화제를 혼합한 중합체에 5V 정도의 낮은 전압을 가했을 때 그 중합체가 수 초만에 경화되는 것을 실험을 통해 확인할 수 있다. 이처럼, 본 발명의 가열 경화 방법을 이용하면 매우 낮은 에너지를 소모하면서 손상 부위를 효과적으로 수선할 수 있다.In fact, it can be confirmed through an experiment that when a low voltage of about 5V is applied to a polymer in which a curing agent is mixed with a carbon-reinforced fiber, the polymer is cured in seconds. As such, when the heat curing method of the present invention is used, it is possible to effectively repair the damaged area while consuming very low energy.

본 발명은 섬유강화 플라스틱과 같은 재질로 만든 물건, 물체, 장치, 운송수단 등이 파손되거나, 손상되었을 때, 그 손상 부위를 수리하는 데 널리 활용될 수 있다.The present invention can be widely used to repair damaged or damaged objects, objects, devices, transportation means, etc. made of a material such as fiber-reinforced plastic.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Although the embodiments have been described by the limited drawings as described above, those skilled in the art will variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as a system, structure, device, circuit, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and those equivalent to the claims also fall within the scope of the claims to be described later.

100: 선택적 가열 경화 장치
110a, 110b: 제1 전극판, 제2 전극판
120a, 120b: 제1 전극지지판, 제2 전극지지판
122: 지지결합부재 124: 손잡이부
125: 스크래퍼 125b: 스크래퍼 경사면
130: 가압 블록 135: 탄성부재
140: 온도센서 150: 전원공급부
160: 제어부 210: 일회용 전도성 필름100: optional heat curing device
110a, 110b: first electrode plate, second electrode plate
120a, 120b: first electrode support plate, second electrode support plate
122: support coupling member 124: handle portion
125: scraper 125b: scraper slope
130: pressure block 135: elastic member
140: temperature sensor 150: power supply
160: control unit 210: disposable conductive film

Claims (15)

제1 전극판;
상기 제1 전극판과 소정 간격 이격되어 마주보도록 배치된 제2 전극판;
상기 제1 및 제2 전극판에 소정 크기의 전압을 인가하도록 구성된 전원공급부;
상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판을 서로 간에 소정 간격이 유지되도록 지지해주는 지지부;
상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이에 수직하방으로 슬라이딩 가능하게 개재되어 아래쪽으로 압력을 가할 수 있도록 구성되는 가압부;
상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이에 위치할 가열 대상물의 온도를 측정하기 위한 온도센서; 및
상기 온도센서가 측정한 가열대상물의 온도 정보에 기초하여 상기 가열 대상물의 온도가 경화 온도 범위 내로 유지되도록 상기 전원공급부의 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판에 대한 전원 공급을 제어하는 제어부를 포함하여,
상기 가열 대상물에 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판을 접촉시킨 상태에서 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이에 전압을 걸어 상기 가열 대상물을 주울 가열함과 동시에 상기 가압부가 눌러줌으로써 상기 가열 대상물이 수리 대상물의 원하는 손상 영역에 선택적으로 융착 경화될 수 있게 하고,
상기 가열 대상물은 전도성 섬유 복합재인 것을 특징으로 하는 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 장치.A first electrode plate;
A second electrode plate disposed to face the first electrode plate and spaced apart by a predetermined distance;
A power supply unit configured to apply a voltage of a predetermined size to the first and second electrode plates;
A support part supporting the first electrode plate and the second electrode plate so that a predetermined distance is maintained therebetween;
A pressing unit configured to be slidably interposed between the first electrode plate and the second electrode plate so as to apply pressure downward;
A temperature sensor for measuring a temperature of an object to be heated between the first electrode plate and the second electrode plate; And
A control unit controlling power supply to the first electrode plate and the second electrode plate of the power supply unit so that the temperature of the heating object is maintained within a curing temperature range based on temperature information of the heating object measured by the temperature sensor. including,
By applying a voltage between the first electrode plate and the second electrode plate in a state in which the first electrode plate and the second electrode plate are in contact with the object to be heated to joule heating the object to be heated and simultaneously pressing the pressing unit Allows the heating object to be selectively fusion-hardened to a desired damaged area of the repair object,
The heating object is a conductive fiber composite selective heating curing device, characterized in that the conductive fiber composite. 제1항에 있어서, 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판은 가열대상인 전도성 섬유 복합재의 표면에 동시에 접촉할 수 있도록 저부 레벨이 동일한 것을 특징으로 하는 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 장치.The selective heating and curing apparatus for a conductive fiber composite according to claim 1, wherein the first electrode plate and the second electrode plate have the same bottom level so that they can simultaneously contact the surface of the conductive fiber composite material to be heated. 제1항에 있어서, 상기 지지부는 상기 제1 전극판과 접합되어 상기 제1 전극판을 지지하는 제1 전극지지판; 상기 제2 전극판과 접합되어 상기 제2 전극판을 지지하는 제2 전극지지판; 및 상기 제1 전극지지판과 상기 제2 전극지지판을 상기 소정 간격을 유지하도록 기계적으로 연결시키면서 지지해주는 지지결합부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 장치.The apparatus of claim 1, wherein the support part comprises: a first electrode support plate bonded to the first electrode plate to support the first electrode plate; A second electrode support plate bonded to the second electrode plate to support the second electrode plate; And a support coupling member that mechanically connects and supports the first electrode support plate and the second electrode support plate to maintain the predetermined distance. 제3항에 있어서, 상기 가압부는 일측 단부가 상기 지지부에 지지되고 타측 단부가 아래쪽 방향으로 향하는 탄성력을 제공하도록 배치된 탄성부재; 및 상기 제1 전극지지판과 상기 제2 전극지지판 사이에 수직방향으로 활주 가능하게 개재되고, 상면이 상기 탄성부재의 타측과 맞닿아 상기 탄성력에 의해 아래쪽 방향으로 압력을 가하도록 구성된 가압 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 장치.4. The apparatus of claim 3, wherein the pressing part comprises: an elastic member having one end supported by the support part and the other end disposed to provide an elastic force directed downward; And a pressing block interposed between the first electrode support plate and the second electrode support plate so as to be slidable in a vertical direction, and having an upper surface in contact with the other side of the elastic member to apply pressure in a downward direction by the elastic force. Selective heat curing device of a conductive fiber composite, characterized in that. 제4항에 있어서, 상기 제1 전극지지판과 상기 제2 전극지지판의 서로 마주보는 각각의 측면에는 수직방향으로 연장된 가이드 홈이 마련되고, 상기 가압 블록의 상기 제1 전극지지판 및 상기 제2 전극지지판과 마주보는 양 측면에는 상기 가이드 홈과 활주 가능하게 맞물려 상기 가압 블록의 수직방향 이동을 가이드해 주는 가이드 레일이 각각 마련된 것을 특징으로 하는 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 장치.The method of claim 4, wherein a guide groove extending in a vertical direction is provided on each side of the first electrode support plate and the second electrode support plate facing each other, and the first electrode support plate and the second electrode of the pressing block Selective heating and curing apparatus for conductive fiber composites, characterized in that guide rails are provided on both sides facing the support plate so as to be slidably engaged with the guide groove to guide the vertical movement of the pressing block. 제1항에 있어서, 상기 지지부의 일측에 결합되어 수평 방향으로 연장되어 사용자가 손으로 잡고 힘을 가할 수 있도록 구성된 손잡이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 장치.The selective heating and curing apparatus of claim 1, further comprising a handle coupled to one side of the support and extending in a horizontal direction so that a user can hold and apply force by hand. 제1항에 있어서, 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 중 적어도 하나의 저면부에서 멀어지는 제1방향으로 동일한 레벨로 연장되는 저면과, 상기 저면에서 위로 가면서 상기 제1방향과 반대방향으로 경사진 경사면과, 상기 지지부에 의해 지지되는 배면부를 포함하며, 상기 제1방향으로 움직이면서 상기 경사면에 의해 반죽 상태의 상기 전도성 섬유 복합재를 긁어내어 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이로 진입하는 전도성 섬유 복합재의 상면을 평탄화 시키도록 구성된 스크래퍼를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 장치.The method of claim 1, further comprising: a bottom surface extending at the same level in a first direction away from the bottom of at least one of the first electrode plate and the second electrode plate, and in a direction opposite to the first direction while going upward from the bottom surface. Including an inclined inclined surface and a rear surface supported by the support, moving in the first direction, scraping off the kneaded conductive fiber composite material by the inclined surface to enter between the first electrode plate and the second electrode plate A device for selective heating and curing of a conductive fiber composite, further comprising a scraper configured to planarize the upper surface of the conductive fiber composite. 제1항에 있어서, 상기 지지부와 일체로 결합되고 사용자가 손으로 잡고 힘을 가하여 상기 선택적 가열 경화 장치가 상기 전도성 섬유 복합재 위를 누르면서 이동할 수 있도록 구성된 손잡이부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 장치.The conductive fiber composite material according to claim 1, further comprising a handle unit integrally coupled with the support part and configured to move the selective heating and curing device while pressing on the conductive fiber composite material by holding and applying force by a user. Selective heating curing device. 반죽 상태의 전도성 섬유 복합재를 수선 대상물의 손상 영역에 원하는 모양과 크기로 바르는 단계;
선택적 가열 경화 장치가 상기 전도성 섬유 복합재 위에 올려진 상태에서 상기 전도성 섬유 복합재를 누르면서 상기 손상 영역 위를 이동하여 상기 전도성 섬유 복합재의 상면을 평탄화 하는 단계, 여기서 상기 선택적 가열 경화 장치는 두 전극부재를 통해 전압을 인가할 수 있고, 제어부가 온도센서를 통해 온도를 실시간으로 측정하여 상기 전압의 인가 여부를 제어할 수 있으며, 아래로 압력을 가할 수 있는 가압수단이 마련되며;
상기 선택적 가열 경화 장치의 상기 두 전극부재를 평탄화 된 상기 전도성 섬유 복합재에 전기적으로 접촉시킨 상태에서, 상기 두 전극부재에 소정 크기의 전압을 인가하여 상기 두 전극부재 사이에 위치하는 상기 전도성 섬유 복합재에서 주울 열이 발생되도록 하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 온도센서가 실시간으로 측정한 상기 전도성 섬유 복합재의 온도에 기초하여, 상기 주울 열에 의해 상기 전도성 섬유 복합재가 미리 설정된 경화 온도 범위 내로 가열되도록 상기 전압의 인가를 제어하여 상기 전도성 섬유 복합재를 상기 수선 대상물의 상기 손상 영역에 융착 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 줄열 가열 방식을 사용한 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 방법. Applying a dough-formed conductive fiber composite to the damaged area of the object to be repaired in a desired shape and size;
Step of flattening the upper surface of the conductive fiber composite material by moving over the damaged area while pressing the conductive fiber composite material while the selective heat curing device is placed on the conductive fiber composite material, wherein the selective heat curing device is provided through two electrode members. A voltage can be applied, the control unit can control whether or not the voltage is applied by measuring the temperature in real time through a temperature sensor, and a pressurizing means for applying a pressure down is provided;
In the conductive fiber composite material located between the two electrode members by applying a voltage of a predetermined size to the two electrode members in a state in which the two electrode members of the selective heating and curing device are in electrical contact with the planarized conductive fiber composite material Allowing Joule heat to be generated; And
Based on the temperature of the conductive fiber composite material measured by the temperature sensor in real time, the control unit controls the application of the voltage so that the conductive fiber composite material is heated within a preset curing temperature range by the Joule heat, thereby controlling the application of the conductive fiber composite material. Selective heating and curing method of a conductive fiber composite material using a Joule heat heating method comprising the step of fusion-curing the damaged area of the repair object. 제9항에 있어서, 상기 '융착 경화시키는 단계'는 상기 온도센서가 상기 전도성 섬유 복합재의 온도를 검출하여 상기 제어부에 실시간으로 제공하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 온도센서가 제공하는 온도에 기초하여 상기 두 전극부재에 대한 전압 인가를 제어하여 상기 전도성 섬유 복합재를 상기 경화 온도 범위 내에서 가열되게 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 줄열 가열 방식을 사용한 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 방법. The method of claim 9, wherein the'fusion-curing step' comprises: the temperature sensor detecting the temperature of the conductive fiber composite material and providing it to the control unit in real time; And controlling, by the control unit, controlling voltage application to the two electrode members based on a temperature provided by the temperature sensor to heat the conductive fiber composite material within the curing temperature range. A method of selective heat curing of conductive fiber composites using a heating method. 제9항에 있어서, 상기 제어부가 가열되는 상기 전도성 섬유 복합재의 온도가 상기 경화 온도 범위 내로 진입하였을 때 사용자가 그 사실을 알 수 있도록 알람신호로 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 줄열 가열 방식을 사용한 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 방법. The Joule heating method according to claim 9, further comprising the step of providing an alarm signal so that a user can know when the temperature of the conductive fiber composite material heated by the control unit enters the curing temperature range. Selective heat curing method of conductive fiber composites using a method. 제9항에 있어서, 상기 두 전극부재의 적어도 하부 부분을 전도성 필름으로 감싸서 반죽 상태의 상기 전도성 섬유 복합재와 상기 두 전극부재의 직접 접촉을 차단하면서도 상기 전도성 필름을 통해 간접적으로 상기 전도성 섬유 복합재와 전기 접촉을 이루어 가열되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 줄열 가열 방식을 사용한 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 방법. The method of claim 9, wherein the conductive fiber composite material and the conductive fiber composite material indirectly through the conductive film while blocking direct contact between the conductive fiber composite material and the two electrode members in a kneaded state by wrapping at least a lower portion of the two electrode members with a conductive film. Selective heating and curing method of a conductive fiber composite material using a Joule heating method, characterized in that it further comprises the step of making contact to be heated. 제9항에 있어서, 상기 전도성 섬유 복합재는 탄소섬유와 중합체로 이루어진 탄소섬유강화 플라스틱과 경화제를 혼합한 열경화성 탄소섬유강화 플라스틱인 것을 특징으로 하는 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 방법. The method of claim 9, wherein the conductive fiber composite material is a thermosetting carbon fiber reinforced plastic obtained by mixing a carbon fiber reinforced plastic made of carbon fiber and a polymer and a curing agent. 제13항에 있어서, 상기 전도성 섬유 복합재의 주재(primary material)인 상기 탄소섬유와 보조재인 '상기 중합체 + 상기 경화제'의 혼합비는 50~70중량% 대 50~30중량%인 것을 특징으로 하는 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 방법. The conductive according to claim 13, wherein a mixing ratio of the carbon fiber as a primary material of the conductive fiber composite and the'polymer + the hardener' as an auxiliary material is 50 to 70% by weight versus 50 to 30% by weight. A method of selective heat curing of fiber composites. 제9항에 있어서, 상기 전도성 섬유 복합재가 가열 되는 동안, 상기 두 전극 사이에 위치하는 상기 가압수단이 상기 전도성 섬유 복합재를 위에서 아래로 눌러주어 손상 영역의 표면에 견고하게 융착될 수 있도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 방법. The method of claim 9, wherein while the conductive fiber composite material is heated, the pressing means positioned between the two electrodes presses the conductive fiber composite material from top to bottom so that the conductive fiber composite material is firmly fused to the surface of the damaged area. Selective heating curing method of a conductive fiber composite, characterized in that it further comprises.
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