KR102312120B1 - Forming apparatus and method for fiber reinforced composite material having complicate cross-sectional shape - Google Patents

Forming apparatus and method for fiber reinforced composite material having complicate cross-sectional shape Download PDF

Info

Publication number
KR102312120B1
KR102312120B1 KR1020200124026A KR20200124026A KR102312120B1 KR 102312120 B1 KR102312120 B1 KR 102312120B1 KR 1020200124026 A KR1020200124026 A KR 1020200124026A KR 20200124026 A KR20200124026 A KR 20200124026A KR 102312120 B1 KR102312120 B1 KR 102312120B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mold
fiber
reinforced composite
composite material
preform
Prior art date
Application number
KR1020200124026A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
최국진
김학일
민병열
손진우
안민수
윤만석
이현정
황태용
Original Assignee
현대제철 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대제철 주식회사 filed Critical 현대제철 주식회사
Priority to KR1020200124026A priority Critical patent/KR102312120B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102312120B1 publication Critical patent/KR102312120B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/10—Isostatic pressing, i.e. using non-rigid pressure-exerting members against rigid parts or dies
    • B29C43/12—Isostatic pressing, i.e. using non-rigid pressure-exerting members against rigid parts or dies using bags surrounding the moulding material or using membranes contacting the moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/3642—Bags, bleeder sheets or cauls for isostatic pressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/56—Compression moulding under special conditions, e.g. vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B29C70/342—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using isostatic pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B29C70/345—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using matched moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C2043/3602—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles with means for positioning, fastening or clamping the material to be formed or preforms inside the mould

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

The present invention relates to a forming device and method of a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section that allow a lightweight material such as an aviation material, etc. with an H-shaped cross-section to be firmly formed by using a fiber-reinforced composite material even with an up-and-down unidirectional press and comprises: a first mold having a cavity in which at least a portion of which can accommodate a preform made of a fiber-reinforced composite material; a second mold formed in a shape corresponding to the first mold to be combined with the first mold; and at least one flexible mold installed in at least a portion of the cavity and installed in contact with the preform to press at least a portion of the preform by the press pressure of the first mold and the second mold.

Description

복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치 및 방법{Forming apparatus and method for fiber reinforced composite material having complicate cross-sectional shape}Forming apparatus and method for fiber reinforced composite material having complicate cross-sectional shape

본 발명은 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상하 단방향 프레스로도 H형 단면의 항공 소재 등의 경량 소재를 섬유강화 복합소재를 이용하여 견고하게 성형할 수 있게 하는 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for forming a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section, and more particularly, by using a fiber-reinforced composite material, a lightweight material such as an aviation material having an H-shaped cross-section is firmly formed even by an up-and-down unidirectional press. It relates to an apparatus and method for forming a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section that makes it possible.

복합소재는 보강재와 기지재가 혼합되어 구성된 소재로서, 단독의 재료로는 얻을 수 없는 특성을 지닌 소재이다. 그 중 섬유강화 복합소재는 보강재가 섬유의 형태를 가지며 보강섬유의 종류에 따라 탄소섬유(CFRP), 유리섬유(GFRP), 아라미드 등이 있다. 여기에 사용되는 기지재는 에폭시, 폴리에스터, 비닐에스터 등의 열경화성 수지와 폴리프로필렌, 나일론 등 열가소성 수지가 있다.A composite material is a material composed of a mixture of a reinforcing material and a base material, and is a material with properties that cannot be obtained with a single material. Among them, fiber-reinforced composite materials have a reinforcing material in the form of fibers, and depending on the type of reinforcing fiber, there are carbon fiber (CFRP), glass fiber (GFRP), aramid, and the like. Base materials used here include thermosetting resins such as epoxy, polyester, and vinyl ester, and thermoplastic resins such as polypropylene and nylon.

섬유강화 복합소재는 제품을 만들기 위해 다양한 제조 공법이 있지만, 프리프레그(Prepreg)라는 중간재를 널리 사용하여 제작하고 있다. 프리프레그는 탄소섬유나 유리섬유와 같은 섬유 강화재에 열경화성 혹은 열가소성 수지를 침투시킨 복합재 중간단계의 소재로 이를 다양한 섬유 방향으로 배열한 후 적층하여 형틀에서 열과 압력을 가하여 부품을 성형할 수 있다.There are various manufacturing methods for fiber-reinforced composite materials, but they are manufactured by using an intermediate material called prepreg widely. A prepreg is a composite material in which a thermosetting or thermoplastic resin is impregnated into a fiber reinforcement such as carbon fiber or glass fiber.

프리프레그를 이용하여 항공 소재에 적용되는 초경량 보 등 H형 단면을 갖는 복합재 보 구조물을 제작하기 위해서는 H형 단면에 상하좌우에서 압력을 가하기 위해 일반적으로 오토클레이브 장비를 이용한 진공백 공법이 널리 사용된다.In order to manufacture composite beam structures with H-shaped cross-sections such as ultra-light beams applied to aviation materials using prepregs, vacuum bag method using autoclave equipment is widely used to apply pressure to the H-shaped cross-section from up, down, left and right. .

그러나, 이러한 종래의 공법은 제조 공정이 복잡하고 생산 시간이 매우 오래 걸리기 때문에 생산성 측면에서 개선이 필요하다.However, this conventional method requires improvement in terms of productivity because the manufacturing process is complicated and the production time is very long.

또한, 오토클레이브가 아닌 압축 성형 공정을 이용하여 H형 단면 구조물을 제작하기 위해서는 상하좌우 총 4개의 금형을 이용하여 액츄에이터로 4방향으로 가압하는 장비를 이용하여 제작해야 한다.In addition, in order to manufacture an H-shaped cross-section structure using a compression molding process rather than an autoclave, a total of four molds, up, down, left, and right, must be used to press in 4 directions with an actuator.

그러나, 이러한 종래의 방식에서는 H형 단면 구조물인 경우, 상하 금형이 단방향으로 움직이는 대부분의 범용 프레스 장비를 적용할 수 없었던 문제점들이 있었다.However, in this conventional method, in the case of an H-shaped cross-section structure, there were problems that most general-purpose press equipment in which the upper and lower molds move in one direction could not be applied.

한국특허출원번호 제10-2008-7003648Korean Patent Application No. 10-2008-7003648

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, H형 단면 등 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재라 하더라도 상하 금형이 단방향으로 움직이는 대부분의 범용 프레스 장비를 이용하여 매우 견고하게 성형할 수 있고, 경화 시간이 수시간 소요되는 오토클레이브를 이용한 진공백 성형 공법에 비해서 수분 내지 수십분 이내로 신속하게 제품을 경화할 수 있어서 생산성을 크게 향상시킬 수 있게 하는 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is intended to solve various problems including the above problems, and even a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section such as an H-shaped cross-section is formed very firmly using most general-purpose press equipment in which the upper and lower molds move in one direction. A fiber-reinforced composite material having a complex cross-section that enables rapid product curing within minutes to several tens of minutes compared to the vacuum bag forming method using an autoclave, which takes several hours to cure, greatly improving productivity. An object of the present invention is to provide a molding apparatus and method. However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereto.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치는, 적어도 일부분이 섬유강화 복합소재로 이루어진 예비 성형체를 수용할 수 있는 캐비티가 내부에 형성되는 제 1 금형; 상기 제 1 금형과 형합될 수 있도록 상기 제 1 금형과 대응되는 형상으로 형성되는 제 2 금형; 및 상기 캐비티의 적어도 일부분에 설치되고, 상기 제 1 금형과 상기 제 2 금형의 프레스 압력에 의해 상기 예비 성형체의 적어도 일부분을 가압할 수 있도록 상기 예비 성형체와 접촉되게 설치되는 적어도 하나의 유연 몰드;를 포함할 수 있다.A molding apparatus of a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section according to the spirit of the present invention for solving the above problems, at least a portion of a first mold in which a cavity capable of accommodating a preform made of a fiber-reinforced composite material is formed therein ; a second mold formed in a shape corresponding to the first mold to be molded with the first mold; and at least one flexible mold installed in at least a portion of the cavity and installed in contact with the preform to press at least a portion of the preform by the press pressure of the first mold and the second mold. may include

또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 금형은 상기 예비 성형체의 하방에 설치되는 하형이고, 상기 제 2 금형은 상기 예비 성형체의 상방에 설치되는 상형일 수 있다.Further, according to the present invention, the first mold may be a lower mold installed below the green body, and the second mold may be an upper mold installed above the green body.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 예비 성형체는 단면이 H 형상이고, 적어도 일부분이 섬유강화 복합소재로 이루어질 수 있다.In addition, according to the present invention, the preform has an H-shaped cross-section, and at least a portion may be made of a fiber-reinforced composite material.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 예비 성형체는, 섬유 강화 복합소재로 이루어지는 좌측 수직부재; 섬유 강화 복합소재로 이루어지는 우측 수직부재; 섬유 강화 복합소재로 이루어지고, 상기 좌측 수직부재와 상기 우측 수직부재가 서로 연결될 수 있도록 상기 좌측 수직부재와 상기 우측 수직부재 사이의 상부에 설치되는 전체적으로 U형상인 상부 수평부재; 섬유 강화 복합소재로 이루어지고, 상기 좌측 수직부재와 상기 우측 수직부재가 서로 연결될 수 있도록 상기 좌측 수직부재와 상기 우측 수직부재 사이의 하부에 설치되는 전체적으로 역U형상인 하부 수평부재; 상기 좌측 수직부재와 상기 상부 수평부재 및 상기 하부 수평부재 사이의 빈 공간에 설치되는 좌측 채움부재; 및 상기 우측 수직부재와 상기 상부 수평부재 및 상기 하부 수평부재 사이의 빈 공간에 설치되는 우측 채움부재;를 포함할 수 있다.In addition, according to the present invention, the preform includes: a left vertical member made of a fiber-reinforced composite material; a right vertical member made of a fiber-reinforced composite material; an upper horizontal member made of a fiber-reinforced composite material and installed in an upper portion between the left vertical member and the right vertical member so that the left vertical member and the right vertical member can be connected to each other; A lower horizontal member made of a fiber-reinforced composite material and installed in a lower portion between the left vertical member and the right vertical member so that the left vertical member and the right vertical member can be connected to each other. a left filling member installed in an empty space between the left vertical member and the upper horizontal member and the lower horizontal member; and a right filling member installed in an empty space between the right vertical member and the upper horizontal member and the lower horizontal member.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 유연 몰드는, 상기 예비 성형체를 가압할 수 있도록 내부에 압력 전달 매체로 충전되고, 유연 재질의 외피로 둘러싸여진 탄성 포켓백일 수 있다.In addition, according to the present invention, the flexible mold may be an elastic pocket bag filled with a pressure transmitting medium therein so as to press the preform, and surrounded by an outer shell of a flexible material.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 유연 몰드는, 상기 예비 성형체의 좌측면을 제 1 가압력으로 가압할 수 있도록 제 1 가압면이 형성되고, 상하 방향의 프레스 압력을 상기 제 1 가압력으로 변환할 수 있도록 제 1 경사면이 형성되는 제 1 포켓백; 및 상기 예비 성형체의 우측면을 제 2 가압력으로 가압할 수 있도록 제 2 가압면이 형성되고, 상하 방향의 프레스 압력을 상기 제 2 가압력으로 변환할 수 있도록 제 2 경사면이 형성되는 제 2 포켓백;을 포함할 수 있다.In addition, according to the present invention, the flexible mold, the first pressing surface is formed so as to press the left side of the preform with the first pressing force, so as to convert the press pressure in the vertical direction to the first pressing force a first pocket bag having a first inclined surface formed thereon; and a second pocket bag on which a second pressing surface is formed to press the right side of the preform with a second pressing force, and a second inclined surface is formed to convert the press pressure in the vertical direction to the second pressing force; may include

또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 포켓백의 상기 제 1 가압면에 제 1 보강판이 설치되고, 상기 제 2 포켓백의 상기 제 2 가압면에 제 2 보강판이 설치될 수 있다.In addition, according to the present invention, a first reinforcing plate may be installed on the first pressing surface of the first pocket bag, and a second reinforcing plate may be installed on the second pressing surface of the second pocket bag.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 캐비티에 잔류하는 공기를 배출시켜서 내부에 진공압을 형성할 수 있도록 상기 제 1 금형 또는 상기 제 2 금형에 실링 부재가 설치되고, 상기 캐비티와 연결되는 진공 라인이 설치될 수 있다.In addition, according to the present invention, a sealing member is installed in the first mold or the second mold to discharge the air remaining in the cavity to form a vacuum pressure therein, and a vacuum line connected to the cavity is installed can be

또한, 본 발명에 따르면, 상기 캐비티에 압력 전달 매체를 공급하는 압력 전달 매체 공급관이 설치될 수 있다.In addition, according to the present invention, a pressure transmission medium supply pipe for supplying the pressure transmission medium to the cavity may be installed.

한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 방법은, (a) 제 1 금형의 캐비티에 적어도 일부분이 섬유강화 복합소재로 이루어진 예비 성형체를 수용하는 단계; (b) 상기 예비 성형체와 접촉되도록 상기 캐비티에 유연 몰드를 설치하는 단계; 및 (c) 상기 제 1 금형과 대응되는 형상으로 형성되는 제 2 금형을 이용하여 상기 제 1 금형과 상기 제 2 금형의 프레스 압력에 의해 상기 유연 몰드가 상기 예비 성형체의 적어도 일부분을 가압할 수 있도록 상기 제 1 금형과 상기 제 2 금형을 형합하는 단계;를 포함할 수 있다.On the other hand, the molding method of a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section according to the spirit of the present invention for solving the above problems, (a) at least a portion of the cavity of the first mold containing a preform made of a fiber-reinforced composite material step; (b) installing a flexible mold in the cavity to be in contact with the green body; and (c) using a second mold formed in a shape corresponding to the first mold so that the flexible mold can press at least a portion of the preform by the press pressure of the first mold and the second mold It may include; molding the first mold and the second mold.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, H형 단면 등 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재라 하더라도 상하 금형이 단방향으로 움직이는 대부분의 범용 프레스 장비를 이용하여 매우 견고하게 성형할 수 있고, 경화 시간이 수시간 소요되는 오토클레이브를 이용한 진공백 성형 공법에 비해서 수분 내지 수십분 이내로 신속하게 제품을 경화할 수 있어서 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to some embodiments of the present invention made as described above, even a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section such as an H-shaped cross-section can be formed very firmly using most general-purpose press equipment in which the upper and lower molds move in one direction, Compared to the vacuum bag forming method using an autoclave, which takes several hours to cure, the product can be cured quickly within a few minutes to several tens of minutes, thereby greatly improving productivity. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치에 수용되는 예비 성형체의 일례를 나타내는 분해 단면도이다.
도 2는 도 1의 예비 성형체의 조합 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치의 형개 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치의 유연 몰드 삽입 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 4의 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치의 형합 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 6의 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치의 유연 몰드를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 방법을 나타내는 순서도이다.1 is an exploded cross-sectional view illustrating an example of a preform accommodated in an apparatus for forming a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section according to some embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a combination of the green body of FIG. 1 .
3 is a cross-sectional view showing a mold-opening state of a molding apparatus for a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section according to some embodiments of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a flexible mold insertion state of the molding apparatus of the fiber-reinforced composite material having a complex cross section of FIG.
5 is a cross-sectional view showing a molded state of the molding apparatus of the fiber-reinforced composite material having a complex cross-section of FIG.
6 is a cross-sectional view showing an apparatus for forming a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section according to some other embodiments of the present invention.
7 is a cross-sectional view showing a flexible mold of the molding apparatus of the fiber-reinforced composite material having a complex cross-section of FIG.
8 is a flowchart illustrating a method of forming a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section according to some embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, several preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.Examples of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is as follows It is not limited to an Example. Rather, these embodiments are provided so as to more fully and complete the present disclosure, and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. In addition, in the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated for convenience and clarity of description.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings schematically illustrating ideal embodiments of the present invention. In the drawings, variations of the illustrated shape can be expected, for example depending on manufacturing technology and/or tolerances. Accordingly, embodiments of the inventive concept should not be construed as limited to the specific shape of the region shown in the present specification, but should include, for example, changes in shape caused by manufacturing.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치(100)에 수용되는 예비 성형체(1)의 일례를 나타내는 분해 단면도이고, 도 2는 도 1의 예비 성형체(1)의 조합 단면도이다.1 is an exploded cross-sectional view showing an example of a preform 1 accommodated in a molding apparatus 100 of a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section according to some embodiments of the present invention, and FIG. 2 is the preform of FIG. 1 . It is a cross-sectional view of the combination of (1).

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치(100)는 단면의 형상인 H형인 예비 성형체(1)를 성형하는 장치로서, 예컨대, 상기 예비 성형체(1)는, 섬유 강화 복합소재로 이루어지는 좌측 수직부재(1-1)와, 섬유 강화 복합소재로 이루어지는 우측 수직부재(1-2)와, 섬유 강화 복합소재로 이루어지고, 상기 좌측 수직부재(1-1)와 상기 우측 수직부재(1-2)가 서로 연결될 수 있도록 상기 좌측 수직부재(1-1)와 상기 우측 수직부재(1-2) 사이의 상부에 설치되는 전체적으로 U형상인 상부 수평부재(1-3)와, 섬유 강화 복합소재로 이루어지고, 상기 좌측 수직부재(1-1)와 상기 우측 수직부재(1-2)가 서로 연결될 수 있도록 상기 좌측 수직부재(1-1)와 상기 우측 수직부재(1-2) 사이의 하부에 설치되는 전체적으로 역U형상인 하부 수평부재(1-4)와, 상기 좌측 수직부재(1-1)와 상기 상부 수평부재(1-3) 및 상기 하부 수평부재(1-4) 사이의 빈 공간에 설치되는 좌측 채움부재(1-5) 및 상기 우측 수직부재(1-2)와 상기 상부 수평부재(1-3) 및 상기 하부 수평부재(1-4) 사이의 빈 공간에 설치되는 우측 채움부재(1-6)를 포함할 수 있다.First, as shown in FIG. 1, the molding apparatus 100 of a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section according to some embodiments of the present invention is an apparatus for molding a preform 1 having an H-shaped cross-section. For example, the preform 1 is made of a left vertical member 1-1 made of a fiber-reinforced composite material, a right vertical member 1-2 made of a fiber-reinforced composite material, and a fiber-reinforced composite material, , installed in the upper portion between the left vertical member 1-1 and the right vertical member 1-2 so that the left vertical member 1-1 and the right vertical member 1-2 can be connected to each other The left vertical member is made of an upper horizontal member 1-3 having an overall U-shape, and a fiber-reinforced composite material, and the left vertical member 1-1 and the right vertical member 1-2 can be connected to each other. A lower horizontal member 1-4 having an inverted U shape as a whole is installed between (1-1) and the right vertical member 1-2, and the left vertical member 1-1 and the upper horizontal member (1-3) and the left filling member (1-5) installed in the empty space between the lower horizontal member (1-4) and the right vertical member (1-2) and the upper horizontal member (1-3) and a right filling member (1-6) installed in the empty space between the lower horizontal members (1-4).

따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 예비 성형체(1)는, 각각 형틀에서 열과 압력을 받아 프리프레그와 보강 섬유가 반복적으로 적층되는 상기 좌측 수직부재(1-1)와, 상기 우측 수직부재(1-2)와, 상기 상부 수평부재(1-3)와, 상기 하부 수평부재(1-4)와, 상기 좌측 채움부재(1-5) 및 상기 우측 채움부재(1-6)를 합하여 전체적으로 H형 단면으로 형성될 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 2 , the preform 1 includes the left vertical member 1-1 and the right vertical member, in which prepregs and reinforcing fibers are repeatedly laminated by receiving heat and pressure from the mold, respectively. (1-2), the upper horizontal member (1-3), the lower horizontal member (1-4), the left filling member (1-5) and the right filling member (1-6) are combined It may be formed in an H-shaped cross-section as a whole.

여기서, 상기 프리프레그는 수분 이내에 경화되는 속경화성(fast cure) 수지가 적용된 제품을 이용할 수 있고, 상기 보강섬유는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 등이 적용되고 기지재는 에폭시, 페놀계, 비닐에스터, 폴리에스터, 비스말레이미드(BMI) 등의 열경화성 수지가 적용될 수 있다.Here, the prepreg may use a product to which a fast cure resin that is cured within minutes is applied, and the reinforcing fiber is carbon fiber, glass fiber, aramid, etc., and the base material is epoxy, phenolic, vinyl ester, A thermosetting resin such as polyester or bismaleimide (BMI) may be applied.

이 때, 상기 상부 수평부재(1-3)나 상기 하부 수평 부재(1-4)는 U자 형상의 캐비티를 갖는 별도의 금형에서 압력 또는 열을 가하여 U자 또는 역U자 형태로 예비 제조될 수 있고, 이들 부재들을 적층 또는 성형하는 과정에서 일회용 또는 재사용이 가능한 진공백을 이용하여 적층물을 예비 압착할 수 있고, 상기 좌측 채움부재(1-5) 및 상기 우측 채움부재(1-6)는 일방향 섬유를 갖는 프리프레그를 이용하여 구멍 또는 상하 롤러 사이를 통과시켜서 삼각형 형태로 압출 성형할 수 있다.At this time, the upper horizontal member 1-3 or the lower horizontal member 1-4 may be pre-manufactured in a U-shape or inverted U-shape by applying pressure or heat in a separate mold having a U-shaped cavity. In the process of stacking or molding these members, the laminate can be pre-compressed using a disposable or reusable vacuum bag, and the left filling member 1-5 and the right filling member 1-6 can be used. can be extruded into a triangular shape by passing between holes or upper and lower rollers using a prepreg having unidirectional fibers.

도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치(100)의 형개 상태를 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a mold-opening state of the molding apparatus 100 for a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section according to some embodiments of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치(100)는, 적어도 일부분이 섬유강화 복합소재로 이루어진 예비 성형체(1)를 수용할 수 있는 캐비티가 내부에 형성되는 제 1 금형(10)과, 상기 제 1 금형(10)과 형합될 수 있도록 상기 제 1 금형(10)과 대응되는 형상으로 형성되는 제 2 금형(20) 및 상기 캐비티의 적어도 일부분에 설치되고, 상기 제 1 금형(10)과 상기 제 2 금형(20)의 프레스 압력에 의해 상기 예비 성형체(1)의 적어도 일부분을 가압할 수 있도록 상기 예비 성형체(1)와 접촉되게 설치되는 적어도 하나의 유연 몰드(30)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3 , the molding apparatus 100 of a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section according to some embodiments of the present invention may accommodate a preform 1 at least partially made of a fiber-reinforced composite material. A first mold 10 having a cavity formed therein, a second mold 20 formed in a shape corresponding to the first mold 10 so as to be molded with the first mold 10, and the It is installed in at least a part of the cavity and is in contact with the green body 1 so that at least a part of the green body 1 can be pressed by the press pressure of the first mold 10 and the second mold 20 . It may include at least one flexible mold 30 to be installed.

더욱 구체적으로 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 금형(10)은 상기 예비 성형체(1)의 하방에 설치되는 하형이고, 상기 제 2 금형(20)은 상기 예비 성형체(1)의 상방에 설치되는 상형일 수 있다.More specifically, for example, as shown in FIG. 3 , the first mold 10 is a lower mold installed below the preform 1 , and the second mold 20 is the preform 1 . ) may be an upper mold installed above the

여기서, 상기 제 1 금형(10) 및 상기 제 2 금형(20)은 금속 또는 강화 플라스틱 재질로 이루어질 수 있고, 범용적으로 널리 이용되는 상하 단방향 프레스에 설치될 수 있는 상하 금형 조합일 수 있다.Here, the first mold 10 and the second mold 20 may be made of a metal or reinforced plastic material, and may be a combination of upper and lower molds that can be installed in a universally widely used up and down unidirectional press.

예컨대, 상기 제 1 금형(10) 및 상기 제 2 금형(20)은 상기 예비 성형체(1)를 경화하거나 성형할 수 있도록 예를 들어서, 섭씨 100도 내지 200도 범위 내에서 일정한 온도를 유지할 수 있도록 히터나 열교환 장치 등이 설치될 수 있고, 이러한 상기 금형의 온도는 기지재의 종류, 부품의 크기, 형상 등에 따라 달라질 수 있다.For example, the first mold 10 and the second mold 20 may harden or mold the preform 1, for example, to maintain a constant temperature within a range of 100 to 200 degrees Celsius. A heater or a heat exchange device may be installed, and the temperature of the mold may vary depending on the type of the base material, the size and shape of the part, and the like.

또한, 여기서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 예비 성형체(1)는 단면이 H 형상이고, 적어도 일부분이 섬유강화 복합소재로 이루어질 수 있다.In addition, as shown in FIGS. 1 to 3 , the preform 1 may have an H-shaped cross-section, and at least a portion may be made of a fiber-reinforced composite material.

그러나, 이러한 상기 예비 성형체(1)는 단면이 H 형상인 것에만 반드시 국한되지 않는 것으로서, 이외에도, 단면이 I형이나 L형 등 다양한 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 예비 성형체가 모두 적용될 수 있다.However, the preform 1 is not necessarily limited to only having an H-shaped cross-section, and in addition, all preforms of fiber-reinforced composite materials having various complex cross-sections such as I-shaped or L-shaped cross-sections can be applied. .

또한, 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 유연 몰드(30)는, 상기 예비 성형체(1)를 가압할 수 있도록 내부에 압력 전달 매체(31)로 충전되고, 유연 재질의 외피(32)로 둘러싸여진 탄성 포켓백일 수 있다.In addition, for example, as shown in FIG. 3 , the flexible mold 30 is filled with a pressure transmission medium 31 therein so as to press the preform 1 , and a flexible material shell 32 . It may be an elastic pocket bag surrounded by

여기서, 상기 압력 전달 매체(31)는 금형의 최고 온도에서도 증발되지 않도록 끓는 점이 금형의 최고 온도 이상이고, 압력 전달이 용이하도록 비압축성 액체일 수 있다. 또한, 압력 전달이 충분하게 이루어질 수 있도록 상기 압력 전달 매체(31)의 양은 100 퍼센트를 기준으로 10 퍼센트 범위 내에서 가감할 수 있다.Here, the pressure transmission medium 31 may have a boiling point greater than or equal to the maximum temperature of the mold so as not to evaporate even at the highest temperature of the mold, and may be an incompressible liquid to facilitate pressure transmission. In addition, the amount of the pressure transmission medium 31 may be increased or decreased within a range of 10 percent based on 100 percent so that the pressure transmission may be sufficiently performed.

또한, 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 유연 몰드(30)는, 상기 예비 성형체(1)의 양측면을 가압 및 가열하기 위해서 제 1 포켓백(30-1) 및 제 2 포켓백(30-2)으로 이루어질 수 있다.In addition, for example, as shown in FIG. 3 , the flexible mold 30 has a first pocket bag 30-1 and a second pocket bag 30 in order to press and heat both sides of the preform 1 . -2) can be achieved.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 금형(10)과 상기 제 2 금형(20)이 개방된 형개 상태에서, 먼저, 상기 예비 성형체(1)를 캐비티 공간의 일부분에 위치시키고, 이어서, 상기 유연 몰드(30)를 준비할 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 3 , in the mold-opening state in which the first mold 10 and the second mold 20 are opened, first, the preform 1 is positioned in a part of the cavity space, and then , the flexible mold 30 may be prepared.

도 4는 도 3의 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치(100)의 유연 몰드(30)의 삽입 상태를 나타내는 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing the insertion state of the flexible mold 30 of the molding apparatus 100 of the fiber-reinforced composite material having a complex cross section of FIG.

이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 유연 몰드(30)를 상기 캐비티 공간의 나머지 부분에 상기 예비 성형체(1)와 접촉되도록 삽입할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 4 , the flexible mold 30 may be inserted into the remaining portion of the cavity space so as to be in contact with the preform 1 .

도 5는 도 4의 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치(100)의 형합 상태를 나타내는 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a molded state of the molding apparatus 100 of the fiber-reinforced composite material having a complex cross-section of FIG.

이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 금형(10)과 상기 제 2 금형(20)를 형합하여 단방향 프레스(미도시)가 상기 제 1 금형(10)과 상기 제 2 금형(20)에 상하 방향의 프레스 압력(P1)(P2)을 인가할 수 있다.Then, as shown in FIG. 5 , the first mold 10 and the second mold 20 are molded to form a unidirectional press (not shown) by the first mold 10 and the second mold 20 . Press pressures P1 and P2 in the vertical direction may be applied to the .

이 때, 상기 제 1 포켓백(30-1)의 제 1 가압면(A1)은 상하 방향의 프레스 압력(P1)(P2)을 상기 제 1 가압력(F1)으로 변환할 수 있는 제 1 경사면(C1)을 이용하여 상기 예비 성형체(1)의 좌측면을 제 1 가압력(F1)으로 가압할 수 있다.At this time, the first pressing surface A1 of the first pocket bag 30-1 is a first inclined surface ( C1) may be used to press the left side of the preform 1 with the first pressing force F1.

또한, 이 때, 상기 제 2 포켓백(30-2)의 제 2 가압면(A2) 역시, 상하 방향의 프레스 압력(P1)(P2)을 상기 제 2 가압력(F2)으로 변환할 수 있는 제 2 경사면(C2)을 이용하여 상기 예비 성형체(1)의 후측면을 제 2 가압력(F2)으로 가압할 수 있다.In addition, at this time, the second pressing surface (A2) of the second pocket bag (30-2) is also a second pressing force (F2) capable of converting the vertical pressing pressure (P1) (P2) to the second pressing force (F2). The second pressing force F2 may press the rear side of the preform 1 by using the second inclined surface C2 .

따라서, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 상기 유연 몰드(30)를 이용하여 프레스의 상하 방향의 프레스 압력(P1)(P2)을 상기 제 1 가압력(F1)과 상기 제 2 가압력(F2)으로 변환함으로써 상기 예비 성형체(1)의 좌우 측면을 견고하게 경화 및 성형할 수 있다.Therefore, as shown in Figures 3 to 5, according to the present invention, the first pressing force (F1) and the press pressure (P1) (P2) in the vertical direction of the press by using the flexible mold (30) By converting to the second pressing force F2, the left and right side surfaces of the green body 1 can be hardened and molded.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치(100)는, 상기 캐비티에 잔류하는 공기를 배출시켜서 내부에 진공압을 형성할 수 있도록 상기 제 1 금형(10) 또는 상기 제 2 금형(20)에 실링 부재(S)가 설치되고, 상기 캐비티와 연결되는 진공 라인(V)이 설치될 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 5 , the forming apparatus 100 of a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section according to some embodiments of the present invention discharges the air remaining in the cavity to form a vacuum pressure therein. A sealing member S may be installed in the first mold 10 or the second mold 20 so that a vacuum line V connected to the cavity may be installed.

또한, 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 캐비티에 압력 전달 매체를 공급하는 압력 전달 매체 공급관(SP)이 설치될 수 있다.Also, for example, as shown in FIG. 5 , a pressure transmission medium supply pipe SP for supplying a pressure transmission medium to the cavity may be installed.

따라서, 상기 진공 라인(V)을 이용하여 상기 금형들 내부에 불필요한 에어 포켓을 제거할 수 있고, 상기 압력 전달 매체 공급관(SP)을 이용하여 부족한 압력을 하이드로 포밍의 원리를 이용하여 더욱 보강할 수 있다.Therefore, unnecessary air pockets inside the molds can be removed by using the vacuum line V, and the insufficient pressure can be further reinforced using the principle of hydroforming using the pressure transmission medium supply pipe SP. have.

그러므로, H형 단면 등 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재라 하더라도 상하 금형이 단방향으로 움직이는 대부분의 범용 프레스 장비를 이용하여 매우 견고하게 성형할 수 있고, 경화 시간이 수시간 소요되는 오토클레이브를 이용한 진공백 성형 공법에 비해서 수분 내지 수십분 이내로 신속하게 제품을 경화할 수 있어서 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.Therefore, even a fiber-reinforced composite material with a complex cross section such as an H-shaped cross section can be formed very firmly using most general-purpose press equipment in which the upper and lower molds move in one direction. Compared to the blank molding method, the product can be cured quickly within a few minutes to several tens of minutes, so productivity can be greatly improved.

도 6은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치(200)를 나타내는 단면도이고, 도 7은 도 6의 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치(200)의 유연 몰드(30)를 나타내는 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing an apparatus 200 for forming a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section according to some other embodiments of the present invention, and FIG. 7 is a forming apparatus of a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section of FIG. 6 ( 200) is a cross-sectional view showing the flexible mold 30.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치(200)는, 상기 제 1 포켓백(30-1)의 상기 제 1 가압면(A1)에 제 1 보강판(MP1)이 설치되고, 상기 제 2 포켓백(30-2)의 상기 제 2 가압면(A2)에 제 2 보강판(MP2)이 설치될 수 있다. 여기서, 이러한 상기 보강판들은 금속 재질 또는 강화 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.6 and 7, the molding apparatus 200 of a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section according to some other embodiments of the present invention is the first of the first pocket bag 30-1. A first reinforcing plate MP1 may be installed on one pressing surface A1, and a second reinforcing plate MP2 may be installed on the second pressing surface A2 of the second pocket bag 30-2. . Here, the reinforcing plates may be made of a metal material or a reinforced plastic material.

따라서, 상기 보강판들을 이용하여 상기 제 1 가압력(F1)과 상기 제 2 가압력(F2)을 더욱 균일하게 분산시키거나 더욱 강화하여 보강할 수 있다.Accordingly, the first pressing force F1 and the second pressing force F2 may be more uniformly dispersed or reinforced by further strengthening the first pressing force F1 and the second pressing force F2 using the reinforcing plates.

도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 방법을 나타내는 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a method of forming a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section according to some embodiments of the present invention.

도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 방법은, (a) 제 1 금형(10)의 캐비티에 적어도 일부분이 섬유강화 복합소재로 이루어진 예비 성형체(1)를 수용하는 단계와, (b) 상기 예비 성형체(1)와 접촉되도록 상기 캐비티에 유연 몰드(30)를 설치하는 단계 및 (c) 상기 제 1 금형(10)과 대응되는 형상으로 형성되는 제 2 금형(20)을 이용하여 상기 제 1 금형(10)과 상기 제 2 금형(20)의 프레스 압력에 의해 상기 유연 몰드(30)가 상기 예비 성형체(1)의 적어도 일부분을 가압할 수 있도록 상기 제 1 금형(10)과 상기 제 2 금형(20)을 형합하는 단계를 포함할 수 있다.1 to 8, in the molding method of a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section according to some embodiments of the present invention, (a) at least a portion of the cavity of the first mold 10 is fiber-reinforced Accommodating a preform (1) made of a composite material, (b) installing a flexible mold 30 in the cavity so as to be in contact with the preform (1), and (c) the first mold (10) By using the second mold 20 formed in a shape corresponding to the first mold 10 and the second mold 20 by the press pressure of the flexible mold 30 is It may include molding the first mold 10 and the second mold 20 so as to press at least a part of the mold.

그러므로, 다양한 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재라 하더라도 상하 금형이 단방향으로 움직이는 대부분의 범용 프레스 장비를 이용하여 매우 견고하게 성형할 수 있다.Therefore, even fiber-reinforced composite materials having various complex cross sections can be formed very firmly using most general-purpose press equipment in which the upper and lower molds move in one direction.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 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.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is merely exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

1: 예비 성형체
1-1: 좌측 수직부재
1-2: 우측 수직부재
1-3: 상부 수평부재
1-4: 하부 수평부재
1-5: 좌측 채움부재
1-6: 우측 채움부재
10: 제 1 금형
20: 제 2 금형
30: 유연 몰드
31: 압력 전달 매체
32: 외피
30-1: 제 1 포켓백
30-2: 제 2 포켓백
F1: 제 1 가압력
F2: 제 2 가압력
A1: 제 1 가압면
A2: 제 2 가압면
P1, P2: 프레스 압력
C1: 제 1 경사면
C2: 제 2 경사면
MP1: 제 1 보강판
MP2: 제 2 보강판
S: 실링 부재
V: 진공 라인
SP: 압력 전달 매체 공급관
100, 200: 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치1: Preform
1-1: left vertical member
1-2: right vertical member
1-3: upper horizontal member
1-4: lower horizontal member
1-5: left filling member
1-6: right filling member
10: first mold
20: second mold
30: flexible mold
31: pressure transmission medium
32: integument
30-1: first pocket bag
30-2: second pocket bag
F1: first pressing force
F2: second pressing force
A1: 1st pressing surface
A2: second pressing surface
P1, P2: press pressure
C1: first slope
C2: second slope
MP1: first reinforcing plate
MP2: second reinforcing plate
S: sealing member
V: vacuum line
SP: pressure transmission medium supply pipe
100, 200: molding device for fiber-reinforced composite material having a complex cross-section

Claims (10)

적어도 일부분이 섬유강화 복합소재로 이루어진 예비 성형체를 수용할 수 있는 캐비티가 내부에 형성되는 제 1 금형;
상기 제 1 금형과 형합될 수 있도록 상기 제 1 금형과 대응되는 형상으로 형성되는 제 2 금형; 및
상기 캐비티의 적어도 일부분에 설치되고, 상기 제 1 금형과 상기 제 2 금형의 프레스 압력에 의해 상기 예비 성형체의 적어도 일부분을 가압할 수 있도록 상기 예비 성형체와 접촉되게 설치되는 적어도 하나의 유연 몰드;를 포함하고,
상기 예비 성형체는 단면이 H 형상이고, 적어도 일부분이 섬유강화 복합소재로 이루어지고,
상기 예비 성형체는,
섬유 강화 복합소재로 이루어지는 좌측 수직부재;
섬유 강화 복합소재로 이루어지는 우측 수직부재;
섬유 강화 복합소재로 이루어지고, 상기 좌측 수직부재와 상기 우측 수직부재가 서로 연결될 수 있도록 상기 좌측 수직부재와 상기 우측 수직부재 사이의 상부에 설치되는 전체적으로 U형상인 상부 수평부재;
섬유 강화 복합소재로 이루어지고, 상기 좌측 수직부재와 상기 우측 수직부재가 서로 연결될 수 있도록 상기 좌측 수직부재와 상기 우측 수직부재 사이의 하부에 설치되는 전체적으로 역U형상인 하부 수평부재;
상기 좌측 수직부재와 상기 상부 수평부재 및 상기 하부 수평부재 사이의 빈 공간에 설치되는 좌측 채움부재; 및
상기 우측 수직부재와 상기 상부 수평부재 및 상기 하부 수평부재 사이의 빈 공간에 설치되는 우측 채움부재;
를 포함하는, 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치.a first mold having a cavity in which at least a portion of which can accommodate a preform made of a fiber-reinforced composite material;
a second mold formed in a shape corresponding to the first mold to be molded with the first mold; and
At least one flexible mold installed in at least a portion of the cavity and installed in contact with the preform to press at least a portion of the preform by the press pressure of the first mold and the second mold. do,
The preform has an H-shaped cross-section, and at least a portion is made of a fiber-reinforced composite material,
The preform is
A left vertical member made of a fiber-reinforced composite material;
a right vertical member made of a fiber-reinforced composite material;
an upper horizontal member made of a fiber-reinforced composite material and installed in an upper portion between the left vertical member and the right vertical member so that the left vertical member and the right vertical member can be connected to each other;
A lower horizontal member made of a fiber-reinforced composite material and installed in a lower portion between the left vertical member and the right vertical member so that the left vertical member and the right vertical member can be connected to each other.
a left filling member installed in an empty space between the left vertical member and the upper horizontal member and the lower horizontal member; and
a right filling member installed in an empty space between the right vertical member and the upper horizontal member and the lower horizontal member;
A molding apparatus of a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section, comprising a. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 금형은 상기 예비 성형체의 하방에 설치되는 하형이고,
상기 제 2 금형은 상기 예비 성형체의 상방에 설치되는 상형인, 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치.The method of claim 1,
The first mold is a lower mold installed below the preform,
The second mold is an upper mold installed above the preform, a molding apparatus for a fiber-reinforced composite material having a complex cross section. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 유연 몰드는,
상기 예비 성형체를 가압할 수 있도록 내부에 압력 전달 매체로 충전되고, 유연 재질의 외피로 둘러싸여진 탄성 포켓백인, 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치.The method of claim 1,
The flexible mold,
A fiber-reinforced composite material molding apparatus having a complex cross-section, which is an elastic pocket bag filled with a pressure transmitting medium inside to pressurize the preform and surrounded by a flexible material. 제 5 항에 있어서,
상기 유연 몰드는,
상기 예비 성형체의 좌측면을 제 1 가압력으로 가압할 수 있도록 제 1 가압면이 형성되고, 상하 방향의 프레스 압력을 상기 제 1 가압력으로 변환할 수 있도록 제 1 경사면이 형성되는 제 1 포켓백; 및
상기 예비 성형체의 우측면을 제 2 가압력으로 가압할 수 있도록 제 2 가압면이 형성되고, 상하 방향의 프레스 압력을 상기 제 2 가압력으로 변환할 수 있도록 제 2 경사면이 형성되는 제 2 포켓백;
을 포함하는, 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치.6. The method of claim 5,
The flexible mold,
a first pocket bag on which a first pressing surface is formed to press the left side of the preform with a first pressing force, and a first inclined surface is formed to convert the press pressure in the vertical direction to the first pressing force; and
a second pocket bag on which a second pressing surface is formed to press the right side of the preform with a second pressing force, and a second inclined surface is formed to convert the press pressure in the vertical direction to the second pressing force;
A molding apparatus of a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section, comprising a. 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 포켓백의 상기 제 1 가압면에 제 1 보강판이 설치되고,
상기 제 2 포켓백의 상기 제 2 가압면에 제 2 보강판이 설치되는, 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치.7. The method of claim 6,
A first reinforcing plate is installed on the first pressing surface of the first pocket bag,
A molding apparatus for a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section, in which a second reinforcing plate is installed on the second pressing surface of the second pocket bag. 제 1 항에 있어서,
상기 캐비티에 잔류하는 공기를 배출시켜서 내부에 진공압을 형성할 수 있도록 상기 제 1 금형 또는 상기 제 2 금형에 실링 부재가 설치되고, 상기 캐비티와 연결되는 진공 라인이 설치되는, 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치.The method of claim 1,
A sealing member is installed in the first mold or the second mold to discharge the air remaining in the cavity to form a vacuum pressure therein, and a vacuum line connected to the cavity is installed, a fiber having a complex cross section Forming device for reinforced composite materials. 제 1 항에 있어서,
상기 캐비티에 압력 전달 매체를 공급하는 압력 전달 매체 공급관이 설치되는, 복잡 단면을 갖는 섬유강화 복합소재의 성형 장치.The method of claim 1,
A molding apparatus of a fiber-reinforced composite material having a complex cross-section, in which a pressure transmission medium supply pipe for supplying a pressure transmission medium to the cavity is installed. 삭제delete
KR1020200124026A 2020-09-24 2020-09-24 Forming apparatus and method for fiber reinforced composite material having complicate cross-sectional shape KR102312120B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200124026A KR102312120B1 (en) 2020-09-24 2020-09-24 Forming apparatus and method for fiber reinforced composite material having complicate cross-sectional shape

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200124026A KR102312120B1 (en) 2020-09-24 2020-09-24 Forming apparatus and method for fiber reinforced composite material having complicate cross-sectional shape

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102312120B1 true KR102312120B1 (en) 2021-10-14

Family

ID=78116082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200124026A KR102312120B1 (en) 2020-09-24 2020-09-24 Forming apparatus and method for fiber reinforced composite material having complicate cross-sectional shape

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102312120B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230077507A (en) * 2021-11-25 2023-06-01 현대제철 주식회사 Press forming mold

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003094514A (en) * 2001-09-21 2003-04-03 Tokai Kogyo Co Ltd Resin molded article and method for manufacturing the same
KR100672006B1 (en) 2005-08-03 2007-01-19 길병옥 Manufacturing method of shape steel using waste materials and shape steel produced by the method
KR101061304B1 (en) * 2010-07-27 2011-08-31 김현수 Tensioning device equipped with a slide mold

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003094514A (en) * 2001-09-21 2003-04-03 Tokai Kogyo Co Ltd Resin molded article and method for manufacturing the same
KR100672006B1 (en) 2005-08-03 2007-01-19 길병옥 Manufacturing method of shape steel using waste materials and shape steel produced by the method
KR101061304B1 (en) * 2010-07-27 2011-08-31 김현수 Tensioning device equipped with a slide mold

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230077507A (en) * 2021-11-25 2023-06-01 현대제철 주식회사 Press forming mold
KR102618778B1 (en) * 2021-11-25 2023-12-29 현대제철 주식회사 Press forming mold

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3192719B2 (en) Resin transfer molding method and apparatus
US7866969B2 (en) Manufacture of composites by a flexible injection process using a double or multiple cavity mold
US5688353A (en) Method of fabricating a low total density, stabilized ramped honeycomb core for high pressure co-cure composite molding
US6739861B2 (en) High pressure co-cure of lightweight core composite article utilizing a core having a plurality of protruding pins
US6254812B1 (en) Method of making a composite part using a compliant forming surface
EP3075523B1 (en) Frp molding jig and method for molding frp structure
US6696009B2 (en) Method for controlling thickness during lay-up and fabrication of composite components
JP6797601B2 (en) Textured backing plate and usage
JP2006213059A (en) Method for manufacturing frp composite
US20140138872A1 (en) Method and device configured to produce at least two products including fiber reinforced resin
KR102312120B1 (en) Forming apparatus and method for fiber reinforced composite material having complicate cross-sectional shape
KR102300520B1 (en) Molding device for wet compression molding of carbon fiber preform
KR102218633B1 (en) Molding for manufacturing composite material moldings and manufacturing method of composite material moldings
CN110914046B (en) Multi-stage resin delivery
KR20140050779A (en) Method for forming fiber reinforced plastic composite
KR102487003B1 (en) Complex materials forming device
KR20170133769A (en) Resin trasferring mold forming method and device
JP2010221489A (en) Rtm molding method
JP2009039955A (en) Molding method of composite material
KR102453308B1 (en) Composite molded article forming apparatus and forming methode thereof
KR102169306B1 (en) Composite molded article forming apparatus
KR20150062195A (en) Pressurized Molding Machine For CFRP Product and Pressurized Molding Method Of CFRP Product
KR20150128030A (en) Method of molding composite material by VARTM process
EP4289604A1 (en) Composite manufacturing method and tool
KR20020020071A (en) Method and apparatus for helmet shell

Legal Events

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