KR20200013377A - Complex materials forming system - Google Patents

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KR20200013377A
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주식회사 성우하이텍
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Abstract

Disclosed by the present invention is composite material molding equipment. According to an embodiment of the present invention, the composite material molding equipment for molding a preform of a composite material includes: a lower guide block in which a plurality of lower guide holes are formed in a vertical direction on a cross section with predetermined size, and are fixated on the bottom surface; a plurality of lower pins which are inserted in an elastically supported state by interposing a spring in the lower guide holes, and have a heating means embedded therein; an upper guide block which has a plurality of upper guide holes penetrated in a vertical direction on a cross section with predetermined size, and is installed to be able to move in a vertical direction through guide cylinders in both sides by being placed in the upper part of the lower guide block; a plurality of upper pins which are inserted into the upper guide holes, are supported in a downward direction by a support end of an upper end, correspond to each of the lower pins, and have a heating means embedded therein; an upper plate which operates in a vertical direction as both end parts are connected to molding cylinders installed in both sides of the lower guide block in the upper part of the upper guide block; and a molding model which is fixated on the upper plate corresponding to the upper pins, presses the upper end of the upper pins according to the operation of the upper plate, and forms a composite material introduced between the upper pins and the lower pins into a constant shape. The present invention is provided to simplify processes and reduce the overall cycle time.

Description

복합소재 성형장치{COMPLEX MATERIALS FORMING SYSTEM} COMPOSITE MATERIALS FORMING SYSTEM

본 발명은 복합소재 성형장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 금형에서 복합소재의 예열 공정 및 프리폼 성형공정을 연속하여 진행할 수 있는 복합소재 성형장치에 관한 것이다. The present invention relates to a composite material molding apparatus, and more particularly, to a composite material molding apparatus capable of continuously proceeding the preheating process and the preform molding process of the composite material in one mold.

최근에는 차체의 고강도 경량화 추세에 따라 차체 소재로서, 초고장력강 등과 같은 강판, 알루미늄 또는 마그네슘 등과 같은 비철 금속판재, 이 뿐만 아니라 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP: CARBON FIBER REINFORCED PLASTICS) 또는 섬유 강화 플라스틱(FRP: Fiber Reinforced Plastic) 등과 같은 플라스틱 복합소재의 판재를 적용하는 사례가 빈번해 졌다. Recently, in accordance with the trend of high-strength and light weight of the body, as a body material, steel sheets such as ultra high tensile steel, non-ferrous metal sheet such as aluminum or magnesium, as well as carbon fiber reinforced plastic (CFRP) or fiber reinforced plastic (FRP: In many cases, the application of plate of plastic composite materials such as Fiber Reinforced Plastic has become common.

여기서, 상기 플라스틱 복합소재는 강도, 탄성률, 경량성, 안정성이 우수하기 때문에, 항공 분야나 자동차 분야에서 주요한 재료 중 하나로 각광받고 있으며, 당 업계에서는 플라스틱 복합소재의 향후 사용이 더욱 확대되고, 제조량 또한 비약적으로 증가될 것으로 기대하고 있다. Here, since the plastic composite material has excellent strength, elastic modulus, light weight, and stability, the plastic composite material has been in the spotlight as one of the major materials in the aviation field or the automobile field, and the future use of the plastic composite material in the art is further expanded, and the production amount is also increased. It is expected to increase dramatically.

상기 플라스틱 복합소재는 플라스틱 수지류에 섬유소재를 함침하여 경화시킨 것으로, 예를 들면 탄소섬유를 와인딩 모양이나 직물 모양으로 제조한 후, 탄소섬유를 플라스틱 수지류에 함침하여 경화시킴으로써 제조될 수 있다. The plastic composite material is hardened by impregnating a fiber material in a plastic resin, for example, it can be prepared by manufacturing carbon fiber in a winding shape or a fabric shape, and then impregnating the carbon fiber in a plastic resin.

즉, 상기 플라스틱 수지류는 경도가 우수한 반면 인장강도가 약해 쉽게 끊어지고, 탄소섬유는 인장강도가 높지만 굽힘 반발력이 없기 때문에, 플라스틱 복합소재는 이들 플라스틱 수지류와 탄소섬유를 결합하여 제조될 수 있다. That is, the plastic resins are excellent in hardness but weak in tensile strength and easily broken, and the carbon fiber has a high tensile strength but no bending repulsion, so the plastic composite material can be manufactured by combining these plastic resins and carbon fibers. .

상기한 복합소재는 프리폼(preform) 성형공정 및 수지이송몰딩(RTM: Resin Transfer Molding) 공정을 통하여 제조될 수 있다. The composite material may be manufactured through a preform molding process and a resin transfer molding (RTM) process.

이때, 상기 프리폼 성형공정에서는 섬유 원단으로부터 재단된 섬유소재에 바인더를 도포하고, 히팅 금형을 통해 바인더를 용융하여 상기 섬유소재를 복수매 적층하여 복합소재를 형성한 후, 상기 바인더가 함침된 복합소재를 프레스 금형에 로딩하고, 상기 프레스 금형을 통해 복합소재를 압착하여 프리폼 성형공정을 진행한다. In this case, in the preform molding process, a binder is applied to a fiber material cut from a fiber fabric, the binder is melted through a heating mold, and a plurality of the fiber materials are laminated to form a composite material, and then the composite material impregnated with the binder. After loading into the press mold, the composite material is pressed through the press mold to perform a preform molding process.

다음으로 상기 수지이송몰딩 공정에서는 몰딩 금형 내에 복합소재를 안착시키고, 그 몰딩 금형 내에 수지를 주입하여 경화시킨다. Next, in the resin transfer molding process, the composite material is seated in the molding die, and the resin is injected into the molding die to cure.

그러나 종래 기술에서의 프리폼 성형공정은 히팅 금형을 통해 상기 복합소재를 예열한 후, 프리폼 금형으로 이송하여 프리폼 성형공정을 진행하는 방식으로 이루어진다. However, the preform molding process according to the related art is performed by preheating the composite material through a heating mold and then transferring the preform mold to a preform molding process.

이에 따라, 상기 히팅 금형에서 프리폼 금형으로 이송하는 과정에서 열손실이 일어날 수도 있으며, 상기 히팅 금형과 프리폼 금형을 각각 따로 제작해야 하기 때문에, 초기 투자비용이 증가하고, 전체적인 사이클 타임이 증가할 수 밖에 없다. Accordingly, heat loss may occur during the transfer from the heating mold to the preform mold, and since the heating mold and the preform mold have to be manufactured separately, the initial investment cost and the overall cycle time may increase. none.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다. The matters described in this Background section are intended to enhance the understanding of the background of the invention, and may include matters not previously known to those of ordinary skill in the art.

본 발명의 실시 예는 하나의 장치에서 복합소재를 가열하고, 프리폼 성형하는 과정을 연속적으로 자동화할 수 있도록 하여 공정을 단순화하고, 전체적인 사이클 타임을 줄일 수 있는 복합소재 성형장치를 제공하고자 한다. An embodiment of the present invention is to provide a composite molding apparatus that can simplify the process and reduce the overall cycle time by heating the composite and preform molding the process in one device continuously.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 복합소재의 프리폼 성형을 위한 복합소재 성형장치에 있어서, 단면상에 상하방향으로 복수개의 하부 가이드 홀이 일정규격으로 형성되어 바닥면에 고정되는 하부 가이드 블록, 상기 복수개의 하부 가이드 홀에 스프링을 개재하여 탄성 지지된 상태로 삽입되며, 내부에는 발열수단이 내장된 복수개의 하부 핀, 단면상에 상하방향으로 관통된 복수개의 상부 가이드 홀이 일정규격으로 형성되며, 상기 하부 가이드 블록의 상부에서 배치되어 양측 가이드 실린더를 통해 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 상부 가이드 블록, 상기 복수개의 상부 가이드 홀에 삽입되어 상단의 지지단에 의해 하방향으로 지지되어 상기 복수개의 하부 핀과 각각 대응하며, 내부에는 발열수단이 내장된 복수개의 상부 핀, 상기 상부 가이드 블록의 상부에서, 상기 하부 가이드 블록의 양측에 설치되는 성형 실린더에 양단부가 연결되어 상하방향으로 작동하는 상판, 및 상기 복수개의 상부 핀에 대응하여 상기 상판에 고정되어 상기 상판의 작동에 따라 상기 상부 핀의 상단을 가압하여 상기 상부 핀과 하부 핀 사이에 투입되는 복합소재를 일정한 형상으로 성형하는 성형모형을 포함하는 복합소재 성형장치를 제공할 수 있다. In one or more embodiments of the present invention, in the composite molding apparatus for preform molding of a composite material, a plurality of lower guide holes are formed in a predetermined size in a vertical direction on a cross section, and the lower guide block is fixed to the bottom surface. Is inserted into the plurality of lower guide holes in the elastic support state through the spring, there are a plurality of lower pins with a heating means therein, a plurality of upper guide holes penetrated in the vertical direction on the cross-section is formed to a predetermined standard, An upper guide block disposed at an upper portion of the lower guide block and installed to be movable upward and downward through both guide cylinders, and inserted into the plurality of upper guide holes and supported downward by a support end of the upper end; And a plurality of upper pins each having internal heating means therein; In the upper portion of the guide block, both ends are connected to the forming cylinders installed on both sides of the lower guide block, the upper plate which operates in the vertical direction, and fixed to the upper plate corresponding to the plurality of upper pins in accordance with the operation of the upper plate By pressing the upper end of the upper pin may provide a composite material molding apparatus comprising a molding model for molding the composite material introduced between the upper pin and the lower pin to a predetermined shape.

또한, 상기 하부 핀과 상부 핀에 각각 내장되는 발열수단은 상기 하부 핀과 상부 핀의 각 대응하는 선단부의 내부에 내장될 수 있다. In addition, the heating means built in each of the lower fin and the upper fin may be embedded in each corresponding front end of the lower fin and the upper fin.

또한, 상기 하부 핀은 선단이 막힌 상태로, 내부에 중공부를 형성하며, 상기 중공부에는 상기 발열수단으로 히팅 카트리지가 내장될 수 있다. In addition, the lower pin is a state in which the front end is blocked, and forms a hollow portion therein, the heating portion may be built in the hollow portion as the heating means.

또한, 상기 상부 핀은 선단이 막힌 상태로, 내부에 중공부를 형성하며, 상기 중공부에는 상기 발열수단으로 히팅 카트리지가 내장될 수 있다. In addition, the upper fin is a state in which the front end is blocked, and forms a hollow portion therein, the heating portion may be a heating cartridge built in the hollow portion.

또한, 상기 하부 핀은 열전도성 금속관재로 이루어질 수 있다. In addition, the lower pin may be made of a thermally conductive metal tube.

또한, 상기 상부 핀은 열전도성 금속관재로 이루어질 수 있다. In addition, the upper fin may be made of a thermally conductive metal tube.

또한, 상기 가이드 실린더는 작동압을 유압으로 하는 유압 실린더를 포함할 수 있다. In addition, the guide cylinder may include a hydraulic cylinder for operating the hydraulic pressure.

또한, 상기 성형 실린더는 작동압을 유압으로 하는 유압 실린더를 포함할 수 있다. In addition, the forming cylinder may include a hydraulic cylinder for hydraulic pressure.

또한, 상기 성형모형은 상기 상판에 장착된 복수개의 클램퍼에 의해 탈부착 가능하게 장착될 수 있다. In addition, the molding model may be detachably mounted by a plurality of clampers mounted on the top plate.

또한, 상기 성형모형은 상기 복수개의 상부 핀에 대응하는 하부면이 성형면으로 형성된 금속판재로 이루어질 수 있다. In addition, the molding model may be formed of a metal plate material having a lower surface corresponding to the plurality of upper pins as a molding surface.

본 발명의 실시 예는 하나의 장치에서 복합소재를 가열하고, 프리폼 성형하는 과정을 연속적으로 자동화할 수 있도록 하여 공정을 단순화하고, 전체적인 사이클 타임을 줄일 수 있다. Embodiments of the present invention can continuously automate the process of heating the composite material and preform molding in a single device to simplify the process and reduce the overall cycle time.

또한, 본 발명의 실시 예는 복합소재의 성형하고자 하는 형상 별로 상형 및 하형으로 이루어진 성형장치를 구성하지 않고, 성형모형만을 교체함으로써, 제조 공정 비를 줄이고, 생산성을 향상시킬 수 있으며, 초기 투자비를 절감할 수 있다. In addition, the embodiment of the present invention can reduce the manufacturing process cost, improve productivity, and reduce the initial investment cost by replacing only the molding model, without forming a molding apparatus consisting of upper and lower molds for each shape to be molded of the composite material Can be saved.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.In addition, the effects that can be obtained or predicted by the embodiments of the present invention will be disclosed directly or implicitly in the detailed description of the embodiments of the present invention. That is, various effects predicted according to an embodiment of the present invention will be disclosed in the detailed description to be described later.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재 성형장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 A에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 B에 따른 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재 성형장치의 순차적인 작동도이다. 1 is a schematic configuration diagram of a composite molding apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view according to A of FIG. 1.
3 is a cross-sectional view taken along line B of FIG. 1.
4 to 7 is a sequential operation of the composite molding apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다. Parts not related to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same or similar elements will be described with the same reference numerals throughout the specification.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재 성형장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1의 A에 따른 단면도이며, 도 3은 도 1의 B에 따른 단면도이다. 1 is a schematic configuration diagram of a composite molding apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view according to A of Figure 1, Figure 3 is a cross-sectional view according to B of FIG.

본 발명의 실시 예에 따른 복합소재 성형장치는 프리폼(prefrom) 성형공정 및 수지이송몰딩(RTM: Resin Transfer Molding) 공정을 통하여 플라스틱 복합소재를 제조하기 위한 플라스틱 복합소재 제조 시스템에 적용될 수 있다. The composite molding apparatus according to the embodiment of the present invention can be applied to a plastic composite manufacturing system for manufacturing a plastic composite material through a preform molding process and a resin transfer molding (RTM) process.

여기서, 상기 플라스틱 복합소재는 예를 들어, 차체의 경량화를 도모하기 위해 차체 패널과 같은 차체 조립용 부품으로 사용될 수 있다. Here, the plastic composite material may be used as a vehicle body assembly part such as a vehicle body panel, for example, to reduce the weight of the vehicle body.

상기 플라스틱 복합소재는 차체용 패널에 적용되는 것에 한정되지 않고, 차체용 멤버 및 프레임 등과 같은 각종 차체 구조물에 적용될 수도 있다. The plastic composite material is not limited to being applied to a vehicle body panel, and may be applied to various vehicle body structures such as a member and a frame for a vehicle body.

더 나아가 본 발명의 보호범위가 차체에 조립되는 차체 부품으로 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며, 다양한 종류 및 용도의 구조물에 적용되는 판재 부품이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다. Furthermore, the scope of protection of the present invention is not to be understood as being limited to the vehicle body parts assembled to the vehicle body, and the technical idea of the present invention may be applied to the plate parts applied to structures of various kinds and uses.

상기와 같은 플라스틱 복합소재는 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic)을 포함할 수 있고, 섬유 강화 플라스틱(FRP: Fiber Reinforced Plastic)을 포함할 수 있다. The plastic composite material may include carbon fiber reinforced plastic (CFRP), and may include fiber reinforced plastic (FRP).

이러한 플라스틱 복합소재는 스틸 소재 대비 강도 및 탄성율이 우수하고 반복 피로에 뛰어나며, 열팽창 계수가 작기 때문에 치수 안정성이 뛰어나고, 전기 전도도, 내식성, 진동 감쇠 성능이 우수한 특성이 있다. The plastic composite material has superior strength and elastic modulus compared to steel, excellent in repetitive fatigue, and excellent dimensional stability because of its small coefficient of thermal expansion, and excellent electrical conductivity, corrosion resistance, and vibration damping performance.

본 발명의 실시 예에 따른 복합소재 성형장치는 플라스틱 복합소재 제조 시스템에서 수지이송몰딩 공정의 전 공정인 프리폼 성형 공정에 적용될 수 있다. Composite molding apparatus according to an embodiment of the present invention can be applied to the preform molding process, which is the entire process of the resin transfer molding process in a plastic composite material manufacturing system.

상기에서 프리폼이라 함은 복합소재의 예비 성형체로서, 바인더로서의 플라스틱 수지류가 도포된 다수 매의 섬유소재들을 적층하고, 상기 적층된 섬유소재를 상온에서 설정된 형상으로 프레스 성형하며 경화시킨 것으로 정의할 수 있다. The preform is a preform of a composite material, and may be defined as a plurality of fibrous materials coated with plastic resins as a binder, and press-molded and cured the stacked fibrous materials in a predetermined shape at room temperature. have.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재 성형장치는 하부 가이드 블록(10), 하부 핀(20), 상부 가이드 블록(30), 상부 핀(40), 상판(50), 및 성형모형(60)을 포함한다. 1, the composite molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the lower guide block 10, the lower pin 20, the upper guide block 30, the upper pin 40, the upper plate 50, and The molding model 60 is included.

상기 하부 가이드 블록(10)은 바닥면에 고정된다. The lower guide block 10 is fixed to the bottom surface.

상기 하부 가이드 블록(10)은 사각의 블록 형상으로 형성되며, 단면상에 상하방향으로 복수개의 하부 가이드 홀(11)이 일정규격으로 형성된다. The lower guide block 10 is formed in a rectangular block shape, a plurality of lower guide holes 11 in the vertical direction on the cross section is formed to a predetermined standard.

이러한 하부 가이드 블록(10)은 전체 면적 상에 상기 하부 가이드 홀(11)이 가능한 한 촘촘하게 형성되는 것이 바람직하다. The lower guide block 10 is preferably formed as densely as the lower guide hole 11 on the entire area.

상기 도 1과 함께 도 2를 참조하면, 상기 하부 핀(20)은 상기 복수개의 하부 가이드 홀(11)에 각각 삽입된다. Referring to FIG. 2 together with FIG. 1, the lower pins 20 are inserted into the plurality of lower guide holes 11, respectively.

이때, 상기 하부 핀(20)은 스프링(23)을 개재한 상태로, 상기 하부 가이드 홀(11)을 통해 탄성 지지된다. In this case, the lower pin 20 is elastically supported through the lower guide hole 11 in a state of interposing the spring 23.

이러한 하부 핀(20)은 선단이 막힌 상태로, 내부에 중공부를 형성한다. The lower pin 20 forms a hollow portion in the state where the tip is blocked.

상기 하부 핀(20)의 중공부에는 발열수단(H)이 내장된다. The heating means (H) is built in the hollow portion of the lower fin (20).

상기 하부 핀(20)의 발열수단(H)은 상기 상부 핀(40) 측의 선단부에 형성된다. The heat generating means (H) of the lower fin 20 is formed at the tip portion of the upper fin 40 side.

상기 하부 핀(20)의 발열수단(H)은 외부의 전원장치와 전선을 통해 연결되어 상기 하부 핀(20)이 발열되도록 구성된다. The heat generating means (H) of the lower pin 20 is connected to an external power supply device through a wire and configured to heat the lower pin 20.

이러한 하부 핀(20)의 발열수단(H)은 예를 들어, 히팅 카트리지를 포함할 수 있으며, 열전도성 금속관재로 이루어질 수 있다. The heat generating means (H) of the lower fin 20 may include, for example, a heating cartridge, it may be made of a thermally conductive metal pipe material.

그리고 상기 상부 가이드 블록(30)은, 상기 도 1과 함께 도 3을 참조하면, 상기 하부 가이드 블록(10)의 상부에 배치되어 양측 가이드 실린더(33)를 통해 장착된다. In addition, referring to FIG. 3 along with FIG. 1, the upper guide block 30 is disposed above the lower guide block 10 and mounted through both guide cylinders 33.

상기 상부 가이드 블록(30)은 사각의 블록 형상으로 형성되며, 단면상에 상하방향으로 상부 가이드 홀(31)이 관통 형성된다. The upper guide block 30 is formed in a rectangular block shape, and the upper guide hole 31 penetrates in the vertical direction on the cross section.

이러한 상부 가이드 블록(30)은 상기 하부 가이드 블록(10)의 하부 가이드 홀(11)에 대응하여 형성되는 것이 바람직하다. The upper guide block 30 is preferably formed corresponding to the lower guide hole 11 of the lower guide block 10.

또한, 상기 상부 가이드 블록(30)은 상기 가이드 실린더(33)를 통해 상하방향으로 이동 가능하게 설치된다. In addition, the upper guide block 30 is installed to be movable in the vertical direction through the guide cylinder 33.

이때, 상기 가이드 실린더(33)는 작동압을 유압으로 하는 유압 실린더를 포함할 수 있다. At this time, the guide cylinder 33 may include a hydraulic cylinder for operating the hydraulic pressure.

상기 가이드 실린더(33)는 유압 실린더를 예로 들어 설명하였지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 유압 실린더와 동일한 기능을 하는 실린더면 적용이 가능하다. Although the guide cylinder 33 has been described using a hydraulic cylinder as an example, the present invention is not limited thereto, and a cylinder surface having the same function as the hydraulic cylinder may be applied.

이러한 상부 가이드 블록(30)의 상부 가이드 홀(31)에는 각각 상부 핀(40)이 삽입된다. The upper pin 40 is inserted into the upper guide hole 31 of the upper guide block 30, respectively.

도 1과 함께 도 3을 참조하면, 상기 상부 핀(40)은 상단에 지지단(41)이 형성된다. Referring to FIG. 3 together with FIG. 1, a support end 41 is formed at an upper end of the upper pin 40.

이러한 상부 핀(40)은 상기 상부 가이드 홀(31)에 삽입된 상태로, 상기 지지단(41)을 통해 하방향으로 지지되어 상기 상부 가이드 블록(30)으로부터 빠지지 않도록 삽입되는 것이다. The upper pin 40 is inserted into the upper guide hole 31 so as to be supported downward through the support end 41 so as not to be pulled out of the upper guide block 30.

상기 복수개의 상부 핀(40)은 복수개의 하부 핀(20)과 각각 대응하여 구성되는 것이 바람직하다. The plurality of upper pins 40 may be configured to correspond to the plurality of lower pins 20, respectively.

상기 복수개의 상부 핀(40)은 선단이 막힌 상태로, 내부에 중공부를 형성한다. The plurality of upper pins 40 form a hollow portion therein in a state where the tip is blocked.

이때, 상기 각 상부 핀(40)의 중공부에는 발열수단(H)이 내장된다. At this time, the heat generating means (H) is built in the hollow portion of each of the upper fins (40).

상기 상부 핀(40)의 발열수단(H)은 상기 하부 핀(20) 측의 선단부에 형성된다. The heat generating means (H) of the upper fin 40 is formed at the tip portion of the lower fin 20 side.

상기 상부 핀(40)의 발열수단(H)은 외부의 전원장치와 전선을 통해 연결되어 상기 상부 핀(40)이 발열되도록 구성된다. The heat generating means (H) of the upper pin 40 is connected to an external power supply device through a wire and configured to heat the upper pin 40.

이러한 발열수단(H)은 예를 들어, 히팅 카트리지를 포함할 수 있으며, 열전도성 금속관재로 이루어질 수 있다. The heat generating means (H) may include, for example, a heating cartridge, it may be made of a thermally conductive metal tube.

상기한 하부 핀(20)과 상부 핀(40)의 각 발열수단(H)은 히팅 카트리지가 내장되는 것을 예로 들어 설명하였지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 하부 핀(20)과 상부 핀(40)의 선단부를 가열할 수 있는 수단이면 변경하여 적용 가능하다. Each of the heating means (H) of the lower pin 20 and the upper pin 40 has been described as an example that the heating cartridge is built, but is not necessarily limited to this, the lower pin 20 and the upper fin 40 It is possible to change and apply it as long as it is a means capable of heating the tip of the head.

한편, 상기 상부 가이드 블록(30)의 상부에는 상판(50)이 구성된다. On the other hand, the upper plate 50 is configured on the upper portion of the upper guide block 30.

상기 상판(50)은 상기 하부 가이드 블록(10)의 양측에 설치되는 성형 실린더(51)에 양단부가 연결되어 상하방향으로 작동하도록 구성된다. The upper plate 50 is configured so that both ends are connected to the forming cylinder 51 installed on both sides of the lower guide block 10 to operate in the vertical direction.

이때, 상기 성형 실린더(51)는 작동압을 유압으로 하는 유압 실린더를 포함할 수 있다. In this case, the forming cylinder 51 may include a hydraulic cylinder for operating the hydraulic pressure.

상기 성형 실린더(51)는 유압 실린더를 예로 들어 설명하였지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 유압 실린더와 동일한 기능을 하는 실린더면 적용이 가능하다. Although the forming cylinder 51 has been described using a hydraulic cylinder as an example, the present invention is not limited thereto, and a cylinder surface having the same function as the hydraulic cylinder may be applied.

이러한 상판(50)에는 성형모형(60)이 복수개의 클램퍼(53)를 통해 탈부착 가능하도록 장착된다. The molding model 60 is mounted on the top plate 50 to be detachable through the plurality of clampers 53.

이때, 상기 클램퍼는 상기 상판을 탈부착할 수 있는 단순한 집게 형상일 수 있고, 마그네틱을 이용한 마이네틱 클램퍼일 수도 있으며, 그 외의 상기 상판(50)을 탈부착할 수 있는 수단이면 적용 가능하다. In this case, the clamper may be a simple forceps shape that can attach and detach the top plate, may be a magnetic clamper using a magnetic, and any other means that can be attached and detached the top plate 50 is applicable.

상기 성형모형(60)은 상기 복수개의 상부 핀(40)에 대응하는 위치에서 상기 상판(50)에 고정된다. The molding model 60 is fixed to the top plate 50 at positions corresponding to the plurality of upper pins 40.

상기 성형모형(60)은 상기 상판(50)의 작동에 따라 상기 상부 핀(40)의 상단을 가압하여 상기 상부 핀(40)과 하부 핀(20) 사이에 투입되는 복합소재(1)를 일정한 형상으로 성형한다. The molding model 60 presses the upper end of the upper pin 40 according to the operation of the upper plate 50 to uniform the composite material 1 introduced between the upper pin 40 and the lower pin 20. Mold into shape.

이때, 상기 성형모형(60)은 상기 복수개의 상부 핀(40)에 대응하는 하부면이 성형면(61)으로 형성된다. In this case, the molding model 60 has a lower surface corresponding to the plurality of upper pins 40 is formed as a molding surface (61).

즉, 상기 성형모형(60)은 상기 복합소재(1)의 성형하고자 하는 형상에 따라 성형면(61)인 하부면의 형상이 결정된다. That is, the shape of the molding model 60 is the shape of the lower surface of the molding surface 61 according to the shape to be molded of the composite material (1).

이러한 성형모형(60)은 금속판재로 이루어져 상기 클램퍼(53)로부터 용이하게 탈부착 가능하도록 구성된다. The molding model 60 is made of a metal plate material is configured to be easily removable from the clamper (53).

도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재 성형장치의 순차적인 작동도이다.4 to 7 is a sequential operation of the composite molding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 복합소재 성형장치를 이용하여 복합소재(1)를 성형하기 위하여 먼저, 상기 하부 핀(20)과 상부 핀(40) 사이에 복합소재(1)를 투입한다. 4, in order to mold the composite material 1 using the composite molding apparatus according to an embodiment of the present invention, first, the composite material (1) between the lower pin 20 and the upper pin 40 Input

이때, 상기 복합소재(1)는 탄소섬유를 와인딩 모양이나 직물 모양으로 직조한 후, 바인더를 도포하여 복수매 겹친 소재를 말한다. In this case, the composite material (1) refers to a material that is laminated with a plurality of sheets by applying a binder after weaving carbon fibers in a winding shape or a fabric shape.

도 5를 참조하면, 상기 상부 가이드 블록(30)이 하강하여 상기 복합소재(1)의 상면 및 하면에 상기 하부 핀(20)과 상부 핀(40)이 각각 접촉된다. Referring to FIG. 5, the upper guide block 30 descends to contact the lower pin 20 and the upper pin 40 on the upper and lower surfaces of the composite material 1, respectively.

여기서 상기 하부 핀(20)과 상부 핀(40)의 각 내부에 내장된 발열수단(H)에 의해 상기 복합소재(1)는 가열된다. Here, the composite material 1 is heated by the heat generating means (H) built in each of the lower fin 20 and the upper fin 40.

도 6을 참조하면, 일정시간 가열된 상기 복합소재(1)의 연성 및 성형성이 향상되면, 상기 성형 실린더(51)에 의해 상기 상판(50)과 함께 성형모형(60)이 하강하면서, 상기 성형모형(60)이 상기 상부 핀(40)의 상단을 가압하게 된다. Referring to FIG. 6, when the ductility and formability of the composite material 1 heated for a predetermined time are improved, the molding model 60 is lowered together with the upper plate 50 by the molding cylinder 51. The molding model 60 presses the upper end of the upper pin 40.

이때, 상기 하부 핀(20)과 상부 핀(40) 사이에 투입된 복합소재(1)는 상기 성형모형(60)의 성형면(61)을 따라 일정한 형상으로 성형된다. At this time, the composite material 1 injected between the lower pin 20 and the upper pin 40 is molded in a predetermined shape along the molding surface 61 of the molding model 60.

도 7을 참조하면, 상기 가이드 실린더(33)와 성형 실린더(51)에 의해 상기 상기 상부 핀(40)과 성형모형(60)이 각각 복귀된다. Referring to FIG. 7, the upper pin 40 and the molding model 60 are returned by the guide cylinder 33 and the molding cylinder 51, respectively.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 성형장치는 하나의 장치에서 상기 복합소재(1)를 가열하고, 프리폼 성형하는 과정을 연속적으로 자동화할 수 있도록 하여 공정을 단순화하고, 전체적인 사이클 타임을 줄일 수 있다. Therefore, the molding apparatus according to the embodiment of the present invention can simplify the process and reduce the overall cycle time by continuously automating the process of heating the composite material 1 and preform molding in one apparatus.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 성형장치는 성형품별로 상형 및 하형으로 이루어진 성형장치를 구성하지 않고, 상기 성형모형(60)을 교체하여 성형함으로써, 제조 공정 비를 줄이고, 생산성을 향상시킬 수 있으며, 초기 투자비를 절감할 수 있다. In addition, the molding apparatus according to an embodiment of the present invention does not constitute a molding apparatus consisting of upper and lower molds for each molded article, and by molding by replacing the molding model 60, it is possible to reduce the manufacturing process costs and improve productivity. As a result, initial investment costs can be reduced.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below It will be appreciated that modifications and variations can be made.

1: 복합소재 10: 하부 가이드 블록
11: 하부 가이드 홀 20: 하부 핀
21: 스프링 30: 상부 가이드 블록
31: 상부 가이드 홀 33: 가이드 실린더
40: 상부 핀 41: 지지단
50: 상판 51: 성형 실린더
53: 클램퍼 60: 성형모형
61: 성형면 H: 발열수단1: Composite 10: Lower Guide Block
11: lower guide hole 20: lower pin
21: spring 30: upper guide block
31: upper guide hole 33: guide cylinder
40: upper pin 41: support end
50: top 51: forming cylinder
53: clamper 60: molding model
61: forming surface H: heating means

Claims (10)

복합소재의 프리폼 성형을 위한 복합소재 성형장치에 있어서,
단면상에 상하방향으로 복수개의 하부 가이드 홀이 일정규격으로 형성되어 바닥면에 고정되는 하부 가이드 블록;
상기 복수개의 하부 가이드 홀에 스프링을 개재하여 탄성 지지된 상태로 삽입되며, 내부에는 발열수단이 내장된 복수개의 하부 핀;
단면상에 상하방향으로 관통된 복수개의 상부 가이드 홀이 일정규격으로 형성되며, 상기 하부 가이드 블록의 상부에서 배치되어 양측 가이드 실린더를 통해 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 상부 가이드 블록;
상기 복수개의 상부 가이드 홀에 삽입되어 상단의 지지단에 의해 하방향으로 지지되어 상기 복수개의 하부 핀과 각각 대응하며, 내부에는 발열수단이 내장된 복수개의 상부 핀;
상기 상부 가이드 블록의 상부에서, 상기 하부 가이드 블록의 양측에 설치되는 성형 실린더에 양단부가 연결되어 상하방향으로 작동하는 상판; 및
상기 복수개의 상부 핀에 대응하여 상기 상판에 고정되어 상기 상판의 작동에 따라 상기 상부 핀의 상단을 가압하여 상기 상부 핀과 하부 핀 사이에 투입되는 복합소재를 일정한 형상으로 성형하는 성형모형;
을 포함하는 복합소재 성형장치. In the composite molding apparatus for preform molding of the composite material,
A lower guide block having a plurality of lower guide holes formed in a predetermined size in a vertical direction on a cross section and fixed to the bottom surface;
A plurality of lower pins inserted into the plurality of lower guide holes in a state of being elastically supported through a spring, and having a heating means built therein;
An upper guide block having a plurality of upper guide holes penetrated in a vertical direction on a cross section, the upper guide block being disposed on an upper portion of the lower guide block and installed to be movable upward and downward through both guide cylinders;
A plurality of upper pins inserted into the plurality of upper guide holes and supported downward by a support end of the upper end to correspond to the plurality of lower fins, respectively, and having a heat generating means therein;
An upper plate connected at both ends to a molding cylinder installed at both sides of the lower guide block at an upper portion of the upper guide block to operate in an up and down direction; And
A molding model fixed to the upper plate corresponding to the plurality of upper pins to press the upper end of the upper pin according to the operation of the upper plate to form a composite material inserted between the upper pin and the lower pin into a predetermined shape;
Composite material molding apparatus comprising a. 제1항에 있어서,
상기 하부 핀과 상부 핀에 각각 내장되는 발열수단은
상기 하부 핀과 상부 핀의 각 대응하는 선단부의 내부에 내장되는 복합소재 성형장치. The method of claim 1,
The heating means built in each of the lower fin and the upper fin
Composite molding apparatus that is embedded in the corresponding front end of the lower pin and the upper pin. 제1항에 있어서,
상기 하부 핀은
선단이 막힌 상태로, 내부에 중공부를 형성하며,
상기 중공부에는 상기 발열수단으로 히팅 카트리지가 내장되는 복합소재 성형장치. The method of claim 1,
The lower pin is
With the tip blocked, form a hollow inside,
The hollow portion molding apparatus is a heating cartridge is built in the heating means. 제1항에 있어서,
상기 상부 핀은
선단이 막힌 상태로, 내부에 중공부를 형성하며,
상기 중공부에는 상기 발열수단으로 히팅 카트리지가 내장되는 복합소재 성형장치. The method of claim 1,
The upper pin
With the tip blocked, form a hollow inside,
The hollow portion molding apparatus is a heating cartridge is built in the heating means. 제1항에 있어서,
상기 하부 핀은
열전도성 금속관재로 이루어지는 복합소재 성형장치. The method of claim 1,
The lower pin is
Composite material molding apparatus consisting of a thermally conductive metal pipe material. 제1항에 있어서,
상기 상부 핀은
열전도성 금속관재로 이루어지는 복합소재 성형장치. The method of claim 1,
The upper pin
Composite material molding apparatus consisting of a thermally conductive metal pipe material. 제1항에 있어서,
상기 가이드 실린더는
작동압을 유압으로 하는 유압 실린더를 포함하는 복합소재 성형장치. The method of claim 1,
The guide cylinder is
Composite molding apparatus comprising a hydraulic cylinder for hydraulic pressure. 제1항에 있어서,
상기 성형 실린더는
작동압을 유압으로 하는 유압 실린더를 포함하는 복합소재 성형장치. The method of claim 1,
The forming cylinder
Composite molding apparatus comprising a hydraulic cylinder for hydraulic pressure. 제1항에 있어서,
상기 성형모형은
상기 상판에 장착된 복수개의 클램퍼에 의해 탈부착 가능하게 장착되는 복합소재 성형장치. The method of claim 1,
The molding model is
Composite material molding apparatus detachably mounted by a plurality of clampers mounted on the top plate. 제1항에 있어서,
상기 성형모형은
상기 복수개의 상부 핀에 대응하는 하부면이 성형면으로 형성된 금속판재로 이루어지는 복합소재 성형장치. The method of claim 1,
The molding model is
Composite material molding apparatus consisting of a metal plate formed on the lower surface corresponding to the plurality of upper pins formed on the molding surface.
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