KR20230139401A - Fiber reinforced composite material propellers for drone and manufacturing method thereof - Google Patents

Fiber reinforced composite material propellers for drone and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20230139401A
KR20230139401A KR1020220036995A KR20220036995A KR20230139401A KR 20230139401 A KR20230139401 A KR 20230139401A KR 1020220036995 A KR1020220036995 A KR 1020220036995A KR 20220036995 A KR20220036995 A KR 20220036995A KR 20230139401 A KR20230139401 A KR 20230139401A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
prepreg
propeller
fiber
reinforced composite
drones
Prior art date
Application number
KR1020220036995A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
선석운
김황용
Original Assignee
도레이첨단소재 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 도레이첨단소재 주식회사 filed Critical 도레이첨단소재 주식회사
Priority to KR1020220036995A priority Critical patent/KR20230139401A/en
Publication of KR20230139401A publication Critical patent/KR20230139401A/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/32—Rotors
    • B64C27/46—Blades
    • B64C27/473—Constructional features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U30/00—Means for producing lift; Empennages; Arrangements thereof
    • B64U30/20—Rotors; Rotor supports
    • B64U30/29—Constructional aspects of rotors or rotor supports; Arrangements thereof
    • 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
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for 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
    • 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
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • 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
    • 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
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/263—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer having non-uniform thickness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/245—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it being a foam layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U30/00—Means for producing lift; Empennages; Arrangements thereof
    • B64U30/20—Rotors; Rotor supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/0872—Prepregs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/021—Fibrous or filamentary layer
    • B32B2260/023—Two or more layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/046—Synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/106—Carbon fibres, e.g. graphite fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/07—Parts immersed or impregnated in a matrix
    • B32B2305/076—Prepregs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/32—Rotors
    • B64C27/46—Blades
    • B64C27/473—Constructional features
    • B64C2027/4733—Rotor blades substantially made from particular materials
    • B64C2027/4736—Rotor blades substantially made from particular materials from composite materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

본 발명의 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러는 길이 방향으로 형성된 슬롯을 구비한 폼코어, 폼코어의 외표면을 감싸는 제1 프리프레그층, 폼코어의 슬롯을 통해 폼코어를 지면과 수직방향으로 관통하여 길이 방향으로 형성되며 상부와 하부가 제1 프리프레그층과 연속적으로 연결되는 프리프레그웹 및 제1 프리프레그층의 외표면을 둘러싼 제2 프리프레그층을 포함한다. 이와 같은 섬유강화복합재료의 배향 및 적층 구성의 최적화를 통해 중량 최소화 및 굴곡 특성을 증가시킬 수 있는 프로펠러 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.The fiber-reinforced composite material propeller for drones of the present invention includes a foam core having a slot formed in the longitudinal direction, a first prepreg layer surrounding the outer surface of the foam core, and penetrating the foam core in a direction perpendicular to the ground through the slot of the foam core. It is formed in the longitudinal direction and includes a prepreg web whose upper and lower parts are continuously connected to the first prepreg layer and a second prepreg layer surrounding the outer surface of the first prepreg layer. Through optimization of the orientation and lamination configuration of such fiber-reinforced composite materials, it is possible to provide a propeller and a manufacturing method thereof that can minimize weight and increase bending characteristics.

Description

드론용 섬유강화복합재료 프로펠러 및 그의 제조방법{FIBER REINFORCED COMPOSITE MATERIAL PROPELLERS FOR DRONE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}Fiber-reinforced composite material propellers for drones and their manufacturing method {FIBER REINFORCED COMPOSITE MATERIAL PROPELLERS FOR DRONE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 프로펠러 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 섬유강화 복합재료가 적용된 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a propeller and a method of manufacturing the same, and more specifically, to a fiber-reinforced composite material propeller for drones to which the fiber-reinforced composite material is applied and a method of manufacturing the same.

일반적으로, 무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)는 상황, 목적, 국가별로 다양한 용어로 불리고 있지만 드론(drone)이라고 불리는 것으로 사전 입력된 프로그램에 따라 조종사가 탑승하지 않고 무선전파 유도나 자체 항법시스템에 의해 비행이나 조종이 가능한 비행기 혹은 헬리콥터 모양의 무인기를 총칭하는 것이다. 초창기 무인항공기는 군사용으로 공군 미사일 폭격 연습 대상으로 연구가 시작되어, 1차 세계대전이 한창이던 1910년대 'Bug'라는 이름의 무인항공기가 미국에서 처음 개발된 것이 그 시초이다. 최근에는 물류 운송, 농업, 정보통신, 재해관측, 항공촬영 등 상업적 활용이 늘어나면서 다양한 분야로의 활용 가치가 증대되고 있다. In general, unmanned aerial vehicles (UAVs) are called by various terms depending on the situation, purpose, and country, but they are called drones and do not have a pilot on board according to a pre-programmed program, but are guided by radio wave guidance or their own navigation system. It is a general term for an airplane or helicopter-shaped unmanned aerial vehicle that can be flown or controlled by a drone. In the early days, unmanned aerial vehicles were studied for military purposes as air force missile bombing practice objects, and the first unmanned aerial vehicle named 'Bug' was developed in the United States in the 1910s when World War I was in full swing. Recently, as commercial use has increased, including logistics transportation, agriculture, information and communication, disaster observation, and aerial photography, the value of its use in various fields is increasing.

무인항공기의 주요 성능은 프로펠러 성능 및 효율, 모터 효율, 배터리에 의해 결정되며, 특히, 프로펠러는 엔진 혹은 모터의 구동에 의해 회전을 하며 다량의 공기에 운동량 변화를 주어 추력을 발생시키는 추진 장치로서 드론의 성능을 결정짓는 핵심부품 중 하나이다. 이와 같이 무인항공기의 성능에 큰 영향을 주는 프로펠러를 개선하기 위한 방법으로 프로펠러를 섬유강화플라스틱(Fiber Reinforced Plastic, FRP)으로 제조하는 방법이 연구 및 개발되고 있다.The main performance of an unmanned aerial vehicle is determined by propeller performance and efficiency, motor efficiency, and battery. In particular, the propeller is a propulsion device that rotates by driving the engine or motor and generates thrust by changing momentum in a large amount of air. It is one of the key components that determines the performance of As a way to improve propellers, which have a significant impact on the performance of unmanned aerial vehicles, a method of manufacturing propellers from fiber reinforced plastic (FRP) is being researched and developed.

섬유강화플라스틱은 경량이면서도 높은 기계적 성질 및 진동 흡수 특성을 가지는 복합 소재로서 금속제 프로펠러에 비해 비행 조종 능력을 향상시킬 수 있다. 또한 낮은 열팽창계수로 인해 온도변화에 따른 기하학적 변형이 적어 공기역학적 성능을 향상시킬 수 있다.Fiber-reinforced plastic is a composite material that is lightweight yet has high mechanical properties and vibration absorption characteristics, and can improve flight control capabilities compared to metal propellers. Additionally, due to the low coefficient of thermal expansion, aerodynamic performance can be improved due to less geometric deformation due to temperature changes.

이러한 섬유강화플라스틱을 실제로 프로펠러에 적용하기 위해, 구조적 측면에서는 섬유의 적절한 배향 및 적층 구성, 적층 재료의 물리적 특성이, 제조적 측면에서는 비용이 저렴하고 균일한 품질의 프로펠러를 제조하는 방법이 필요하다. 그러나 종래의 기술은 이러한 부분에 대한 기술적 해결 방법이 부족한 실정이다. 예컨대, 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0008202호는 탄소섬유로 제조된 프로펠러를 개시하고 있으나, 프로펠러 소재를 단순히 탄소섬유로 구성한 것을 개시하고 있을 뿐, 탄소섬유가 프로펠러에 효과적으로 적용되기 위한 구조 및 구성 등에 대해서는 전혀 개시하고 있지 못하고 있다.In order to actually apply these fiber-reinforced plastics to propellers, from a structural aspect, appropriate orientation and lamination of the fibers and the physical properties of the laminated material are needed, and from a manufacturing aspect, a method of manufacturing a propeller with low cost and uniform quality is required. . However, conventional technology lacks a technical solution to this problem. For example, Republic of Korea Patent Publication No. 10-2019-0008202 discloses a propeller made of carbon fiber, but only discloses that the propeller material is simply composed of carbon fiber, and the structure and structure for effectively applying carbon fiber to the propeller. The composition, etc. are not disclosed at all.

대한민국 공개특허공보 제10-2019-0008202호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2019-0008202

본 발명은 상술한 내용과 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 섬유강화복합재료로 구성되는 프로펠러에 대하여, 섬유강화복합재료의 배향 및 적층 구성의 최적화를 통해 중량 최소화 및 굴곡 특성을 증가시킬 수 있는 프로펠러 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention was created to solve the problems of the prior art as described above. The problem that the present invention aims to solve is optimization of the orientation and stacking configuration of the fiber-reinforced composite material for a propeller composed of the fiber-reinforced composite material. The aim is to provide a propeller and a manufacturing method thereof that can minimize weight and increase bending characteristics.

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

상기 목적은, 길이 방향으로 형성된 슬롯을 구비한 폼코어, 폼코어의 외표면을 감싸는 제1 프리프레그층, 폼코어의 슬롯을 통해 폼코어를 지면과 수직방향으로 관통하여 길이 방향으로 형성되며 상부와 하부가 제1 프리프레그층과 연속적으로 연결되는 프리프레그웹 및 제1 프리프레그층의 외표면을 둘러싼 제2 프리프레그층을 포함하는 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러에 의해 달성된다.The above purpose is to form a foam core with a slot formed in the longitudinal direction, a first prepreg layer surrounding the outer surface of the foam core, and a longitudinal layer that penetrates the foam core in a direction perpendicular to the ground through the slot of the foam core, and the upper This is achieved by a fiber-reinforced composite material propeller for drones, which includes a prepreg web whose lower portion is continuously connected to the first prepreg layer and a second prepreg layer surrounding the outer surface of the first prepreg layer.

바람직하게는, 제1 프리프레그층 및 프리프레그웹은 일방향으로 배치된 탄소섬유를 포함하며, 일방향으로 배치된 탄소섬유는 프로펠러의 길이 방향에서 지면과 수직방향으로 0 내지 45도 중에서 어느 하나의 배열각도를 가지는 것일 수 있다.Preferably, the first prepreg layer and the prepreg web include carbon fibers arranged in one direction, and the carbon fibers arranged in one direction are arranged at any one of 0 to 45 degrees in the direction perpendicular to the ground in the longitudinal direction of the propeller. It may have an angle.

바람직하게는, 제2 프리프레그층은 양방향으로 배치된 탄소섬유를 포함하며, 양방향으로 배치된 탄소섬유 사이에 -45도/+45도의 각도를 가지는 것일 수 있다.Preferably, the second prepreg layer includes carbon fibers arranged in both directions, and may have an angle of -45 degrees/+45 degrees between the carbon fibers arranged in both directions.

바람직하게는, 폼코어의 두께는 0.1 내지 7mm인 것일 수 있다.Preferably, the thickness of the foam core may be 0.1 to 7 mm.

바람직하게는, 제1 프리프레그층의 두께는 0.3 내지 0.7mm이고, 제2 프리프레그층의 두께는 0.1 내지 0.3mm인 것일 수 있다.Preferably, the thickness of the first prepreg layer may be 0.3 to 0.7 mm, and the thickness of the second prepreg layer may be 0.1 to 0.3 mm.

바람직하게는, 프리프레그웹의 너비는 1 내지 3mm인 것일 수 있다.Preferably, the width of the prepreg web may be 1 to 3 mm.

바람직하게는, 프리프레그웹은 2개 이하로 형성되는 것일 수 있다.Preferably, the prepreg web may be formed of two or less.

바람직하게는, 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 굴곡강도는 230 내지 400MPa인 것일 수 있다.Preferably, the flexural strength of the fiber-reinforced composite material propeller for drones may be 230 to 400 MPa.

바람직하게는, 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 굴곡강성은 40 내지 60GPa인 것일 수 있다.Preferably, the bending rigidity of the fiber-reinforced composite material propeller for drones may be 40 to 60 GPa.

바람직하게는, 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 무게는 26 내지 35g이고, 길이는 16 내지 18인치인 것일 수 있다.Preferably, the weight of the fiber-reinforced composite material propeller for drones may be 26 to 35 g, and the length may be 16 to 18 inches.

바람직하게는, 폼코어는 둘 이하의 슬롯을 구비한 것일 수 있다.Preferably, the foam core may have two or fewer slots.

또한, 상기 목적은, 상술한 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 제조방법에 있어서, 상부 및 하부 프로펠러 금형 내부에 이형처리를 하는 단계, 제1 프리프레그층, 제2 프리프레그층 및 프리프레그웹의 프리프레그를 재단하는 단계, 폼코어에 프리프레그웹이 삽입되는 슬롯을 형성하는 단계, 재단된 제2 프리프레그층 및 제1 프리프레그층을 상부 및 하부 금형에 순차적으로 적층하는 단계, 적층된 제1 프리프레그층 상에 프리프레그웹을 슬롯 위치에 대응하도록 국부적으로 배치하는 단계, 제1 프리프레그층 및 프리프레그웹 상에 폼코어를 적층하는 단계, 상부 금형과 하부 금형을 치합하는 단계, 치합된 금형을 프레스에 장착 후 가열 및 가압하는 단계 및 성형된 프로펠러를 탈형 및 트리밍을 하는 단계를 포함하는 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 제조방법에 의해 달성된다.In addition, the above object is, in the method of manufacturing the fiber-reinforced composite material propeller for drones described above, the step of performing release treatment on the inside of the upper and lower propeller molds, the first prepreg layer, the second prepreg layer, and the prepreg web. Cutting the prepreg, forming a slot into which the prepreg web is inserted into the foam core, sequentially stacking the cut second prepreg layer and the first prepreg layer on the upper and lower molds, the laminated first prepreg layer 1. Locally arranging the prepreg web on the prepreg layer to correspond to the slot position, laminating the foam core on the first prepreg layer and the prepreg web, joining the upper mold and the lower mold, joining. This is achieved by a method of manufacturing a fiber-reinforced composite propeller for drones, which includes the steps of mounting the mold on a press, heating and pressurizing it, and demolding and trimming the molded propeller.

바람직하게는, 가열 및 가압하는 단계의 가열 온도는 120 내지 150℃인 것일 수 있다.Preferably, the heating temperature in the heating and pressurizing step may be 120 to 150°C.

바람직하게는, 가열 및 가압하는 단계의 가압 압력은 0.1 내지 10MPa인 것일 수 있다.Preferably, the pressing pressure in the heating and pressurizing steps may be 0.1 to 10 MPa.

바람직하게는, 가열 및 가압하는 단계 이전에 수행되며. 치합된 금형을 80 내지 100℃의 온도에서 예열하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.Preferably, it is performed before the heating and pressurizing steps. It may further include preheating the joined mold at a temperature of 80 to 100°C.

바람직하게는, 가열 및 가압하는 단계는 둘 이상의 다단 가압공정으로 수행되는 것일 수 있다.Preferably, the heating and pressurizing steps may be performed in two or more multi-stage pressing processes.

본 발명에 따른 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러 및 그의 제조방법에 따르면, 내부의 폼코어와 외부의 프리프레그 구조를 통해 높은 비강도와 비강성을 구현할 수 있다.According to the fiber-reinforced composite material propeller for drones and its manufacturing method according to the present invention, high specific strength and specific rigidity can be achieved through the internal foam core and external prepreg structure.

또한, 프로펠러의 용도와 구조를 고려한 강화섬유의 배열방향과 폼코어를 관통하는 프리프레그웹을 통해 중량을 최소화하면서 동시에 굴곡 특성을 최대화할 수 있다.In addition, through the arrangement direction of the reinforcing fibers considering the purpose and structure of the propeller and the prepreg web penetrating the foam core, it is possible to minimize the weight and at the same time maximize the bending characteristics.

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

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 폭 방향 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 폼코어의 길이 방향 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 폭 방향 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화복합재료 프로펠러의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화복합재료 프로펠러의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.Figure 1 is a cross-sectional view in the width direction of a fiber-reinforced composite propeller for drones according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an enlarged view of portion A of Figure 1.
Figure 3 is a longitudinal cross-sectional view of the foam core of a fiber-reinforced composite material propeller for drones according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional view in the width direction of a fiber-reinforced composite propeller for drones according to another embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram for explaining a method of manufacturing a fiber-reinforced composite propeller according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a flow chart showing a method of manufacturing a fiber-reinforced composite propeller according to an embodiment of the present invention.

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

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawing, the thickness is enlarged to clearly express various layers and areas. Throughout the specification, similar parts are given the same reference numerals. When a part of a layer, membrane, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only being "directly above" the other part, but also cases where there is another part in between. Conversely, when a part is said to be “right on top” of another part, it means that there is no other part in between.

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

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 폭 방향 단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 폼코어의 길이 방향 단면도이다.Figure 1 is a cross-sectional view in the width direction of a fiber-reinforced composite material propeller for drones according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an enlarged view of portion A of Figure 1, and Figure 3 is a drone for drones according to an embodiment of the present invention. This is a longitudinal cross-sectional view of the foam core of a fiber-reinforced composite propeller.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러는 폼코어(140), 폼코어(140)의 외표면을 감싸는 제1 프리프레그층(110), 폼코어(140)를 지면과 수직방향으로 관통하여 길이 방향으로 형성되며 상부와 하부가 제1 프리프레그층(110)과 연속적으로 연결되는 프리프레그웹(120) 및 제1 프리프레그층(110)의 외표면을 둘러싼 제2 프리프레그층(130)을 포함한다.Referring to Figures 1 to 3, the fiber-reinforced composite material propeller for drones according to an embodiment of the present invention includes a foam core 140, a first prepreg layer 110 surrounding the outer surface of the foam core 140, A prepreg web 120 and a first prepreg layer 110 are formed in the longitudinal direction by penetrating the foam core 140 in a direction perpendicular to the ground, and the upper and lower parts are continuously connected to the first prepreg layer 110. It includes a second prepreg layer 130 surrounding the outer surface of.

본 발명의 구성 중 폼코어(140)는 폼재로 형성되며, 별도로 폼코어를 제조하여 제1 프리프레그층(110), 프리프레그웹(120) 및 제2 프리프레그층(130)을 적층하는 방법을 사용할 수 있고, 또한 프로펠러 금형 내에서 폼재를 바로 발포시켜 형성할 수도 있다. 일례로서, 본 발명의 폼코어(140)는 시트 형상의 폼코어가 삽입되고, 프로펠러(100) 성형시 적층된 제1 프리프레그층(110) 및 프리프레그웹(120) 상에 시트 형상의 폼코어가 적층되어, 금형 내의 성형 과정에서 프리프레그웹(120)이 시트 형상의 폼코어(140) 내부로 삽입된다.Among the components of the present invention, the foam core 140 is formed of a foam material, and a method of manufacturing the foam core separately and laminating the first prepreg layer 110, the prepreg web 120, and the second prepreg layer 130. can be used, and can also be formed by foaming the foam material directly within the propeller mold. As an example, the foam core 140 of the present invention is a sheet-shaped foam core inserted into the sheet-shaped foam on the first prepreg layer 110 and prepreg web 120 laminated during molding of the propeller 100. The cores are stacked, and the prepreg web 120 is inserted into the sheet-shaped foam core 140 during the molding process in the mold.

또한, 프로펠러(100)의 익형 단면에 의한 가변성에 의해 폼코어(140)의 두께는 0.1 내지 7mm인 것이 바람직하며, 두께가 일정한 폼시트의 압축에 의해 형성될 수 있다. In addition, due to the variability due to the cross section of the airfoil of the propeller 100, the thickness of the foam core 140 is preferably 0.1 to 7 mm, and can be formed by compressing a foam sheet with a constant thickness.

또한, 폼코어(140)에는 프리프레그웹(120)이 형성될 수 있도록 길이 방향으로 형성된 슬롯(142)을 구비한다. 폼코어(140)의 슬롯(142)을 통해 프리프레그웹(120)이 폼코어(140)를 지면과 수직방향으로 관통하여 길이 방향으로 형성될 수 있다. 이때, 폼코어(140)에 형성된 슬롯(142)의 개수는 둘 이하인 것이 바람직하다.In addition, the foam core 140 is provided with a slot 142 formed in the longitudinal direction so that the prepreg web 120 can be formed. The prepreg web 120 may be formed in the longitudinal direction by penetrating the foam core 140 in a direction perpendicular to the ground through the slot 142 of the foam core 140. At this time, it is preferable that the number of slots 142 formed in the foam core 140 is two or less.

폼코어(140) 또는 폼코어(140)를 형성하는 폼시트는 폴리염화 비닐(PVC), 폴리에틸렌테레플레이트(PET), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리메타크릴이미드(PMI) 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.The foam core 140 or the foam sheet forming the foam core 140 is made of one or more selected from polyvinyl chloride (PVC), polyethylene tereplate (PET), polypropylene (PP), and polymethacrylimide (PMI). It is desirable to include it.

드론용 섬유강화복합재료 프로펠러에 대해 길이 방향(X축), 폭방향(Y축) 및 지면과 수직방향(Z축)으로 구분할 때, 프리프레그웹(120)은 폼코어(140)의 내부를 가로 질러 길이 방향(Z축)으로 위치하는 것으로, 프로펠러 제조 과정에서 제1 프리프레그층(110)과 폼코어(140) 사이에 위치하는 프리프레그가 폼코어(140)의 슬롯(142)에 삽입되어 형성된다.When dividing the fiber-reinforced composite material propeller for drones into the longitudinal direction (X-axis), the width direction (Y-axis), and the direction perpendicular to the ground (Z-axis), the prepreg web 120 is located inside the foam core 140. It is located across the longitudinal direction (Z-axis), and during the propeller manufacturing process, the prepreg located between the first prepreg layer 110 and the foam core 140 is inserted into the slot 142 of the foam core 140. is formed.

제1 프리프레그층(110)과 프리프레그웹(120)은 일방향으로 배치된 탄소섬유를 포함하며, 탄소섬유는 프로펠러 길이 방향(X축)에서 지면과 수직방향(Z축)으로 0 내지 45도 중에서 어느 하나의 배열각도를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 제1 프리프레그층(110)과 프리프레그웹(120)은 프로펠러(100)가 길이 방향으로 휘어지는 것을 방지하므로 동일한 단위 면적당 무게에서 보다 높은 강성을 발현할 수 있는 일방향 프리프레그를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 제1 프리프레그층(110) 및 프리프레그웹(120)은 하나의 프리프레그로 형성될 수 있으며, 또는 둘 이상의 프리프레그를 적층하여 형성될 수 있다.The first prepreg layer 110 and the prepreg web 120 include carbon fibers arranged in one direction, and the carbon fibers are angled from 0 to 45 degrees in the direction perpendicular to the ground (Z axis) in the longitudinal direction of the propeller (X axis). It is desirable to have one of the arrangement angles. In addition, the first prepreg layer 110 and the prepreg web 120 prevent the propeller 100 from bending in the longitudinal direction, so it is recommended to use a unidirectional prepreg that can exhibit higher rigidity at the same weight per unit area. desirable. At this time, the first prepreg layer 110 and the prepreg web 120 may be formed of one prepreg, or may be formed by laminating two or more prepregs.

제2 프리프레그층(130)은 프로펠러(100) 표면에 노출되어 프로펠러(100) 회전에 의해서 발생하는 하중으로부터 프로펠러(100)가 비틀리는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 이를 위해, 제2 프리프레그층(130)은 양방향으로 배치된 둘 이상의 탄소섬유를 포함하며, 양방향으로 배치된 탄소섬유 사이에 -45도/+45도의 각도를 가지는 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어날 경우 섬유의 배향 방향이 길이 방향에 점점 가까워지므로 굽힘강도, 강성 보강에는 유리해지지만, 비틀림 강도 및 강성이 낮아지는 문제가 있을 수 있다.The second prepreg layer 130 is exposed to the surface of the propeller 100 and serves to prevent the propeller 100 from being twisted from the load generated by the rotation of the propeller 100. To this end, the second prepreg layer 130 includes two or more carbon fibers arranged in both directions, and preferably has an angle of -45 degrees/+45 degrees between the carbon fibers arranged in both directions. If it is outside the above range, the orientation direction of the fiber becomes closer to the longitudinal direction, which is advantageous for reinforcing bending strength and rigidity, but there may be a problem of lowering torsional strength and rigidity.

제2 프리프레그층(130)은 섬유 배열 방향이 제1 프리프레그층(110)과 동일한 방향이 아니라 -45도/+45도의 각도를 가지도록 하여, 제1 프리프레그층(110)과 제2 프리프레그층(130)의 섬유 방향이 서로 엇갈려, 프로펠러(100)에 가해지는 외력에 대해 변형되는 것을 방지하는 기능을 한다. 이때, 제2 프리프레그층(130)은 하나의 프리프레그를 사용하거나 둘 이상의 프리프레그를 적층하여 사용할 수 있다. 이때, 제2 프리프레그층(130)은 일방향 프리프레그 혹은 직물 프리프레그 어느 것을 사용하여도 무방하나 일방향 프리프레그의 경우 교차 적층을 하여야 하고 이 경우 적층의 대칭성을 고려하여야 하므로 적층 수가 필연적으로 증가하게 되어 프로펠러(100) 전체 무게 증가 및 작업성 저하를 야기할 수 있다. 따라서, 무게 및 작업성을 고려하여 제2 프리프레그층(130)은 직물 프리프레그를 사용하는 것이 바람직하다.The second prepreg layer 130 has an angle of -45 degrees/+45 degrees rather than the same direction as the first prepreg layer 110, so that the first prepreg layer 110 and the second prepreg layer 130 have an angle of -45 degrees/+45 degrees. The directions of the fibers of the prepreg layer 130 are crossed, which serves to prevent deformation due to external force applied to the propeller 100. At this time, the second prepreg layer 130 can be formed by using a single prepreg or by stacking two or more prepregs. At this time, the second prepreg layer 130 may be either a unidirectional prepreg or a fabric prepreg, but in the case of unidirectional prepreg, cross-lamination must be performed, and in this case, the symmetry of the lamination must be considered, so the number of laminations inevitably increases. This may cause an increase in the overall weight of the propeller 100 and a decrease in workability. Therefore, considering weight and workability, it is preferable to use fabric prepreg for the second prepreg layer 130.

제1 프리프레그(110)층의 두께는 0.3 내지 0.7mm인 것이 바람직하고, 제2 프리프레그층(130)의 두께는 0.1 내지 0.3mm인 것이 바람직하다. 프로펠러(100)의 크기가 커지면 요구되는 추력이 커지므로 프리프레그 적층 수는 증가하게 된다. 일반적으로 섬유강화복합재료를 적용한 프로펠러(100)의 경우 그 크기가 10인치 이상인 것으로, 10인치 이상 크기의 프로펠러(100)에 요구되는 추력을 만족하기 위해서는 상기와 같은 두께를 달성하는 것이 요구된다. 상기와 같은 두께를 달성하지 못하는 경우 요구되는 추력을 달성하기 위한 충분한 굴곡 및 비틀림 특성이 발현되지 않는다. 반면에, 두께가 지나치게 두꺼울 경우 무게가 증가하여 경량화를 달성할 수 없다. 특히, 프로펠러(100)가 가지는 길쭉한 형상의 특성상 비틀림보다 굴곡에 의한 변형이 심하게 일어나므로, 프로펠러(100)의 길이 방향의 보강이 보다 중요하다. 따라서, 제1 프리프레그층(110)을 제2 프리프레그층(130) 보다 두껍게 보강하는 것이 바람직하다.The thickness of the first prepreg layer 110 is preferably 0.3 to 0.7 mm, and the thickness of the second prepreg layer 130 is preferably 0.1 to 0.3 mm. As the size of the propeller 100 increases, the required thrust increases, so the number of prepreg stacks increases. In general, the size of the propeller 100 using a fiber-reinforced composite material is 10 inches or more, and it is necessary to achieve the above thickness in order to satisfy the thrust required for the propeller 100 with a size of 10 inches or more. If the above thickness is not achieved, sufficient bending and twisting characteristics to achieve the required thrust are not developed. On the other hand, if the thickness is too thick, the weight increases and lightweighting cannot be achieved. In particular, due to the nature of the elongated shape of the propeller 100, deformation occurs more severely due to bending than torsion, so reinforcement in the longitudinal direction of the propeller 100 is more important. Therefore, it is desirable to reinforce the first prepreg layer 110 to be thicker than the second prepreg layer 130.

프리프레그웹(120)은 제1 프리프레그층(110)과 폼코어(140) 사이에 적층되는 프리프레그가 폼코어(140)에 형성된 슬롯(142)에 지면과 수직방향으로 관통 및 삽입되어 길이 방향으로 형성된다. 이때, 프리프레그웹(120)은 상부와 하부가 상기 제1 프리프레그층(110)과 연속적으로 연결되는 구조를 가진다. The prepreg web 120 has a length in which the prepreg layered between the first prepreg layer 110 and the foam core 140 penetrates and is inserted into the slot 142 formed in the foam core 140 in a direction perpendicular to the ground. formed in a direction. At this time, the prepreg web 120 has a structure in which the upper and lower parts are continuously connected to the first prepreg layer 110.

그리고 프리프레그웹(120)은 2개 이하로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 프리프레그웹(120)의 개수가 2개를 초과하는 경우 강성은 증가할 수 있으나 무게가 무거워져 경량화를 달성할 수 없어 전체적인 성능이 저하되는 문제를 가진다.And it is preferable that the number of prepreg webs 120 is two or less. At this time, if the number of prepreg webs 120 exceeds two, the rigidity can be increased, but the weight becomes heavy, making it impossible to achieve lightweighting, which has the problem of deteriorating overall performance.

또한, 프리프레그웹(120)의 너비(w)는 1 내지 3mm인 것이 바람직하다. 이때 프리프레그웹(120)의 너비(w)가 1mm 미만인 경우 강성 보강 효과가 미비하며, 3mm 초과인 경우 경량화 효가가 낮아져 프로펠러의 전체적인 성능이 저하된다.Additionally, the width (w) of the prepreg web 120 is preferably 1 to 3 mm. At this time, if the width (w) of the prepreg web 120 is less than 1 mm, the effect of reinforcing rigidity is insignificant, and if it is more than 3 mm, the lightweight effect is reduced and the overall performance of the propeller is reduced.

제1 프리프레그층(110), 프리프레그웹(120) 및 제2 프리프레그층(130)은 탄소섬유 및 고분자 수지(매트릭스 수지)를 포함하는 프리프레그에 의해 형성된다. 고분자 수지는 열경화성 수지인 에폭시, 비닐에스터 및 불포화폴리에스터 수지 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하며, 에폭시 수지를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.The first prepreg layer 110, prepreg web 120, and second prepreg layer 130 are formed of prepreg containing carbon fiber and polymer resin (matrix resin). The polymer resin preferably contains at least one selected from thermosetting resins such as epoxy, vinyl ester, and unsaturated polyester resin, and it is more preferable to use epoxy resin.

또한, 프로펠러의 중량은 프로펠러(100)의 성능에서 매우 중요한 영향 인자이므로 이를 저감하기 위하여 프리프레그에는 높은 비강도와 비강성을 가진 탄소섬유를 사용하는 것이 바람직하다. In addition, since the weight of the propeller is a very important influencing factor in the performance of the propeller 100, in order to reduce it, it is desirable to use carbon fiber with high specific strength and specific stiffness in the prepreg.

제1 프리프레그층(110), 프리프레그웹(120) 및 제2 프리프레그층(130)은 충격흡수를 위한 인성강화의 방안으로 기능성 물질을 더 포함할 수 있다. 기능성 물질은 인성이 높은 열가소성수지 입자로 매트릭스 수지에 첨가되어 사용될 수 있다. 열가소성 수지 입자는 폴리아크릴(polyacryl), 폴리에스터(polyester), 폴리비닐(polyvinyl), 폴리우레탄(polyurethan), 폴리에테르(polyether), 폴리아미드(polyamide), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르 아미드(polyether amide), 폴리케톤(polyketone), 폴리에테르케톤(polyether ketone), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리술폰(polysulfone), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리에테르에테르술폰(polyetherethersulfone), 폴리페닐술폰(polyphenylsulfone) 및 폴리페닐렌옥사이드(polyphenylene oxide) 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.The first prepreg layer 110, prepreg web 120, and second prepreg layer 130 may further include functional materials as a way to strengthen toughness for shock absorption. The functional material is a thermoplastic resin particle with high toughness and can be used by adding it to the matrix resin. Thermoplastic resin particles include polyacryl, polyester, polyvinyl, polyurethane, polyether, polyamide, polyimide, and polyether amide ( polyether amide), polyketone, polyether ketone, polyetheretherketone, polysulfone, polyethersulfone, polyetherethersulfone, polyphenylsulfone Any one or more selected from the group of polyphenylsulfone and polyphenylene oxide can be used.

도 3에 도시된 바와 같이, 프리프레그웹(120)을 형성하기 위해서 폼코어(140)에 상기 프로펠러의 길이 방향으로 프리프레그웹(120)의 길이만큼 슬롯(142)을 형성하고, 형성된 슬롯(142)에 대응하여 위치하는 프리프레그웹(120)을 형성하는 프리프레그가 성형시 금형에 가해지는 열과 압력에 의해 폼코어(140)의 슬롯(142)으로 침투하면서 프리프레그웹(120)을 형성한다. 이와 같은 프리프레그웹(120)을 형성함으로써 종래의 일반적인 프로펠러보다 굴곡 강성을 증가시킬 수 있으며, 동일 굴곡 강성을 갖는 프로펠러보다 경량화가 가능하다.As shown in FIG. 3, in order to form the prepreg web 120, a slot 142 is formed in the foam core 140 in the longitudinal direction of the propeller as long as the prepreg web 120, and the formed slot ( The prepreg forming the prepreg web 120 positioned corresponding to 142) penetrates into the slot 142 of the foam core 140 by the heat and pressure applied to the mold during molding to form the prepreg web 120. do. By forming such a prepreg web 120, bending rigidity can be increased compared to a typical conventional propeller, and weight reduction is possible compared to a propeller having the same bending rigidity.

본 발명의 일 실시예에 따른 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 굴곡강도는 230 내지 400MPa인 것이 바람직하다. It is preferable that the flexural strength of the fiber-reinforced composite propeller for drones according to an embodiment of the present invention is 230 to 400 MPa.

그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 굴곡강성은 40 내지 60GPa인 것이 바람직하다.And it is preferable that the bending rigidity of the fiber-reinforced composite propeller for drones according to an embodiment of the present invention is 40 to 60 GPa.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 무게는 26 내지 35g이고, 길이는 16 내지 18인치인 것이 바람직하다.In addition, the weight of the fiber-reinforced composite material propeller for drones according to an embodiment of the present invention is preferably 26 to 35 g, and the length is 16 to 18 inches.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 폭 방향 단면도이다.Figure 4 is a cross-sectional view in the width direction of a fiber-reinforced composite propeller for drones according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 프리프레그웹(120)은 도 1과 같이 하나만 형성하는 것이 아니라 두 개를 형성할 수 있다. 폼코어(140) 내부에 두 개의 슬롯을 생성하여 두 개의 프리프레그웹(120)을 형성함으로써, 프로펠러(100)의 굴곡강성을 보다 더 증가시킬 수 있다.Referring to FIG. 4, two prepreg webs 120 can be formed instead of just one as shown in FIG. 1. By creating two slots inside the foam core 140 to form two prepreg webs 120, the bending rigidity of the propeller 100 can be further increased.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화복합재료 프로펠러의 제조방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화복합재료 프로펠러의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.Figure 5 is a diagram for explaining a method of manufacturing a fiber-reinforced composite propeller according to an embodiment of the present invention, and Figure 6 is a flow chart showing a method of manufacturing a fiber-reinforced composite propeller according to an embodiment of the present invention.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화복합재료 프로펠러의 제조방법은 상부 및 하부 프로펠러 금형 내부에 이형처리를 하는 단계(S601), 제1 프리프레그층, 제2 프리프레그층 및 프리프레그웹의 프리프레그를 재단하는 단계(S602), 폼코어에 프리프레그웹이 삽입되는 슬롯을 형성하는 단계(S603), 재단된 제2 프리프레그층 및 제1 프리프레그층을 상부 및 하부 금형에 순차적으로 적층하는 단계(S604), 적층된 제1 프리프레그층 상에 프리프레그웹을 슬롯 위치에 대응하도록 국부적으로 배치하는 단계(S605), 제1 프리프레그층 및 프리프레그웹 상에 폼코어를 적층하는 단계(S606), 상부 금형과 하부 금형을 치합하는 단계(S607), 치합된 금형을 프레스에 장착 후 가열 및 가압하는 단계(S608) 및 성형된 프로펠러를 탈형 및 트리밍을 하는 단계(S609)를 포함할 수 있다.Referring to Figures 5 and 6, the method of manufacturing a fiber-reinforced composite propeller according to an embodiment of the present invention includes the step of performing release treatment on the inside of the upper and lower propeller molds (S601), a first prepreg layer, and a second Cutting the prepreg of the prepreg layer and the prepreg web (S602), forming a slot into which the prepreg web is inserted into the foam core (S603), cutting the second prepreg layer and the first prepreg layer. Sequentially stacking the upper and lower molds (S604), locally arranging the prepreg web on the stacked first prepreg layer to correspond to the slot position (S605), the first prepreg layer and the prepreg web Laminating the foam core on top (S606), joining the upper mold and the lower mold (S607), mounting the joined mold on the press, heating and pressurizing (S608), and demolding and trimming the molded propeller. It may include a step (S609).

먼저, 상부 및 하부 프로펠러 금형 내부에 이형처리를 하는 단계(S601)는 프로펠러 상부 및 하부 금형(300, 310)의 내부 표면을 이형제로 도포한다. 이때, 프로펠러 금형 표면을 균일하고 매끈하게 만들 수 있도록, 고상이 아닌 액상의 이형제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이형제가 도포된 표면을 융과 같은 직조물로 닦아 내어 마감하는 것이 바람직하다. 이형제가 표면에 균일하고 매끈하게 도포되지 않으면 금형 표면에 이형제의 얼룩이 남고 이는 성형 후 성형품의 표면 얼룩으로 전사될 수 있으며, 금형 표면에 과도하게 남아 있는 이형제에 의해서 프리프레그 적층시 금형 표면과의 접착력이 떨어질 수 있다.First, in the step of performing release treatment on the inside of the upper and lower propeller molds (S601), a release agent is applied to the inner surfaces of the upper and lower propeller molds 300 and 310. At this time, it is preferable to use a liquid mold release agent rather than a solid phase so that the propeller mold surface can be made uniform and smooth. Additionally, it is desirable to finish the surface on which the release agent is applied by wiping it with a woven material such as silk. If the release agent is not applied evenly and smoothly to the surface, stains of the release agent remain on the mold surface, which may be transferred to surface stains on the molded product after molding. Adhesion to the mold surface during prepreg lamination is reduced due to the excessive release agent remaining on the mold surface. This may fall.

다음으로, 제1 프리프레그층, 제2 프리프레그층 및 프리프레그웹의 프리프레그를 재단하는 단계(S602)는 제1 프리프레그층(110) 및 프리프레그웹(120)을 형성하는 프리프레그를 섬유의 배열 방향으로 재단하는 단계 및 제2 프리프레그층(130)을 형성하는 프리프레그를 섬유 배열방향에 대해서 -45도/+45도 각도로 재단하는 단계를 포함할 수 있다.Next, the step of cutting the prepregs of the first prepreg layer, the second prepreg layer, and the prepreg web (S602) is to cut the prepregs forming the first prepreg layer 110 and the prepreg web 120. It may include the step of cutting in the direction of arrangement of the fibers and the step of cutting the prepreg forming the second prepreg layer 130 at an angle of -45 degrees/+45 degrees with respect to the direction of arrangement of the fibers.

다음으로, 폼코어에 프리프레그웹이 삽입되는 슬롯을 형성하는 단계(S603)에서는 폼코어(140)에 프로펠러의 길이 방향으로 슬롯(142)을 형성한다. 폼코어(140)에 형성된 슬롯(142)은 프리프레그웹(120)이 폼코어를 지면과 수직방향으로 관통하여 길이 방향으로 형성될 수 있도록 형성되며, 하나 또는 두 개의 슬롯이 형성될 수 있다. 또한, 본 발명에서는 프리프레그웹(120)이 폼코어(140)를 관통하여 형성될 수 있도록, 시트 형상의 폼소재(폼시트)를 통해 폼코어(140)를 구성한다.Next, in the step of forming a slot into which the prepreg web is inserted into the foam core (S603), a slot 142 is formed in the foam core 140 in the longitudinal direction of the propeller. The slots 142 formed in the foam core 140 are formed so that the prepreg web 120 can be formed in the longitudinal direction by penetrating the foam core in a direction perpendicular to the ground, and one or two slots may be formed. In addition, in the present invention, the foam core 140 is formed using a sheet-shaped foam material (foam sheet) so that the prepreg web 120 can be formed by penetrating the foam core 140.

다음으로, 재단된 제2 프리프레그층 및 제1 프리프레그층을 상부 및 하부 금형에 순차적으로 적층하는 단계(S604)는 하부 금형(310) 및 상부 금형(300) 모두에 동일하게 적용되는 것으로, 금형(300, 310) 표면에 제2 프리프레그층(130) 및 제1 프리프레그층(110)을 순차적으로 적층한다. Next, the step (S604) of sequentially stacking the cut second prepreg layer and the first prepreg layer on the upper and lower molds is equally applied to both the lower mold 310 and the upper mold 300. The second prepreg layer 130 and the first prepreg layer 110 are sequentially stacked on the surfaces of the molds 300 and 310.

다음으로, 적층된 제1 프리프레그층 상에 프리프레그웹을 슬롯 위치에 대응하도록 국부적으로 배치하는 단계(S605)는 제1 프리프레그층(110) 상에 프리프레그웹(120)을 폼코어(140)에 형성된 슬롯(142)과 대응하도록 위치시킨다. 이때, 프리프레그웹(120)을 형성하는 프리프레그는 제1 프리프레그층(110) 표면 전반에 걸쳐 위치하는 것이 아니라, 폼코어(140)의 슬롯(142)에 삽입될 수 있도록 슬롯(142)과 대응하는 위치에만 국부적으로 위치한다.Next, the step of locally arranging the prepreg web on the laminated first prepreg layer to correspond to the slot position (S605) is to place the prepreg web 120 on the first prepreg layer 110 with a foam core ( It is positioned to correspond to the slot 142 formed in 140). At this time, the prepreg forming the prepreg web 120 is not located over the entire surface of the first prepreg layer 110, but is positioned in the slot 142 so that it can be inserted into the slot 142 of the foam core 140. It is located locally only at the location corresponding to .

상술한 S604 단계 및 S605 단계에서는 적층된 프리프레그 간, 프리프레그-금형표면 간의 계면에는 기포가 남지 않도록 적층하는 것이 바람직하다. 특히, 프리프레그와 금형 표면간 계면에 남은 기포는 외관 불량의 원인이 될 수 있으므로 기포 제거가 더욱 중요하다.In steps S604 and S605 described above, it is preferable to stack the prepregs so that no bubbles remain at the interface between the laminated prepregs and the prepreg-mold surface. In particular, air bubbles remaining at the interface between the prepreg and the mold surface can cause poor appearance, so air bubble removal is more important.

다음으로, 제1 프리프레그층 및 프리프레그웹 상에 폼코어를 적층하는 단계(S606)는 S605 단계를 통해 적층된 하부 금형(310)의 제1 프리프레그층(110) 및 프리프레그웹(120) 위로 재단된 시트 형상의 폼코어(140)를 적층한다. 이때, 프리프레그웹(120)의 위치와 시트 형상의 폼코어(140)에 생성된 슬롯(142)의 위치가 일치하도록 배치한다.Next, the step of laminating the foam core on the first prepreg layer and the prepreg web (S606) is performed on the first prepreg layer 110 and the prepreg web 120 of the lower mold 310 laminated through step S605. ) Laminate the cut sheet-shaped foam core 140 on top. At this time, the position of the prepreg web 120 and the position of the slot 142 created in the sheet-shaped foam core 140 are arranged to match.

보다 구체적으로, 상술한 S605 단계 및 S606 단계에서는 상부 금형(300) 및 하부 금형(310) 내에 제2 프리프레그층(130)을 형성하는 프리프레그를 적층한다. 그리고 제2 프리프레그층(130)을 형성하는 프리프레그 상에 제1 프리프레그층(110)을 형성하는 프로펠러의 길이 방향으로 일방향인 프리프레그를 적층한 다음, 프리프레그웹(120)이 형성되는 위치에 프리프레그웹(120)을 형성하는 프로펠러의 길이 방향으로 일방향인 프리프레그를 적층한다. 다음으로 하부 금형(310)에 적층된 제1 프리프레그층(110)과 프리프레그웹(12) 위로 시트 형상의 폼코어(140)를 적층하고, 이후의 과정을 통해 상부 금형(300)을 하부 금형(310) 위에 올려 상호 결합을 하고 프레스에서 성형한다.More specifically, in steps S605 and S606 described above, prepreg forming the second prepreg layer 130 is stacked in the upper mold 300 and the lower mold 310. Then, unidirectional prepreg is laminated in the longitudinal direction of the propeller forming the first prepreg layer 110 on the prepreg forming the second prepreg layer 130, and then the prepreg web 120 is formed. Unidirectional prepregs are stacked in the longitudinal direction of the propeller to form the prepreg web 120 at the position. Next, the sheet-shaped foam core 140 is stacked on the first prepreg layer 110 and the prepreg web 12 laminated on the lower mold 310, and through the subsequent process, the upper mold 300 is placed on the lower mold 310. They are placed on the mold 310, joined together, and molded in a press.

다음으로, 상부 금형과 하부 금형을 치합하는 단계(S607)는 상부 금형(300)과 하부 금형(310)을 치합한다. 이때, 상부 금형(300)을 하부 금형(310)에 덮을 때, 금형 내부에 적층된 프리프레그가 밀리거나, 금형 표면에서 떨어지지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 프로펠러 금형 자체에 상하 금형 위치 지정을 위한 가이드핀 혹은 가이드 플레이트 등을 적용하는 것이 바람직하다.Next, in the step of engaging the upper mold and the lower mold (S607), the upper mold 300 and the lower mold 310 are engaged. At this time, when covering the upper mold 300 with the lower mold 310, it is desirable to prevent the prepreg laminated inside the mold from being pushed or falling off the mold surface. To achieve this, it is desirable to apply guide pins or guide plates for positioning the upper and lower molds to the propeller mold itself.

다음으로, 후술하는 S608 단계를 수행하기 이전에, 치합된 금형을 80 내지 100℃의 온도에서 예열하는 단계를 더 수행할 수 있다. 이는 프리프레그에 함침되어 있는 고분자 수지(매트릭스 수지)의 점도를 낮추어 흐름성을 좋게 하기 위한 것으로 이러한 예열 공정을 통해 프로펠러의 외관을 우수하게 하여 성능 향상을 도모할 수 있다. 이때, 예열 온도가 80℃ 미만에서는 고분자 수지(매트릭스 수지) 점도 하강 효과가 낮아 수지 흐름성이 향상되지 않으며, 100℃ 이상에서는 고분자 수지(매트릭스 수지)의 흐름성은 극대화되지만 경화가 진행되어 외관 문제를 야기할 수 있다.Next, before performing step S608, which will be described later, a step of preheating the joined mold at a temperature of 80 to 100° C. may be further performed. This is to improve flowability by lowering the viscosity of the polymer resin (matrix resin) impregnated in the prepreg. Through this preheating process, the appearance of the propeller can be improved and performance can be improved. At this time, if the preheating temperature is less than 80℃, the effect of lowering the viscosity of the polymer resin (matrix resin) is low and the resin flowability is not improved. If the preheating temperature is above 100℃, the flowability of the polymer resin (matrix resin) is maximized, but curing progresses and appearance problems occur. can cause

다음으로, 치합된 금형을 프레스에 장착 후 가열 및 가압하는 단계(S608)는 금형 내부에 안치된 제1 프리프레그층(110), 프리프레그웹(120) 및 제2 프리프레그층(130)층에 프레스를 통해 소정의 온도, 압력을 가하여 프리프레그웹(120)이 열과 압력에 의해 폼코어(140)의 슬롯(142)으로 침투 또는 유동하여, 폼코어(140)를 관통하여 프리프레그웹(120)이 형성된다.Next, the step of heating and pressurizing the joined mold after mounting it on the press (S608) is performed on the first prepreg layer 110, prepreg web 120, and second prepreg layer 130 placed inside the mold. By applying a predetermined temperature and pressure through a press, the prepreg web 120 penetrates or flows into the slot 142 of the foam core 140 by heat and pressure, penetrating the foam core 140 and forming a prepreg web ( 120) is formed.

이때 성형 금형에 가해지는 온도(프레스의 온도)는 120 내지 150℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하며, 가압시간은 0.5 내지 5시간인 것이 바람직하다. 가압 온도가 120℃ 미만인 경우 제1 프리프레그층(110), 프리프레그웹(120) 및 제2 프리프레그층(130)의 미경화로 인한 성형 불량 및 물성 저하의 문제가 발생하며, 가압 온도가 150℃를 초과하는 경우 프로펠러 금형 내부의 폼코어(140), 제1 프리프레그층(110) 및 프리프레그웹(120)에 과도한 온도로 인한 수지 열화의 문제가 발생한다.At this time, the temperature applied to the mold (press temperature) is preferably 120 to 150°C, and the pressing time is preferably 0.5 to 5 hours. If the pressing temperature is less than 120°C, problems with molding defects and deterioration of physical properties occur due to non-curing of the first prepreg layer 110, prepreg web 120, and second prepreg layer 130, and the pressing temperature is 150°C. If the temperature exceeds ℃, the problem of resin deterioration due to excessive temperature occurs in the foam core 140, first prepreg layer 110, and prepreg web 120 inside the propeller mold.

또한, 성형 금형에 가해지는 가압 압력(프레스의 가압 압력)은 0.1 내지 10MPa인 것이 바람직하다. 압력이 0.1MPa 미만인 경우 낮은 압력으로 인해 금형 내부에 안치된 프리프레그가 충분히 가압되지 못하여 표면 미함침 혹은 제1 프리프레그층(110)과 프리프레그웹(120) 사이의 층간 접착력이 저하되는 문제가 있으며, 압력이 10MPa를 초과하는 경우 과도한 압력으로 인해 금형이 변형되거나 그로 인한 프로펠러 단면 형상이 변하는 문제가 발생한다.In addition, it is preferable that the pressing pressure applied to the mold (pressing pressure of the press) is 0.1 to 10 MPa. If the pressure is less than 0.1 MPa, the prepreg placed inside the mold is not sufficiently pressurized due to the low pressure, leading to problems such as non-impregnation of the surface or deterioration of the interlayer adhesion between the first prepreg layer 110 and the prepreg web 120. If the pressure exceeds 10 MPa, the mold may be deformed due to excessive pressure or the cross-sectional shape of the propeller may change as a result.

또한, 치합된 금형을 프레스에 장착 후 가열 및 가압하는 단계(S608)에서는 프레스를 통해 가압하는 과정에서 둘 이상의 다단 가압공정으로 수행되는 것이 바람직하다.In addition, in the step of heating and pressurizing the joined mold after mounting it on the press (S608), it is preferable to perform two or more multi-stage pressing processes in the process of pressing through the press.

다음으로, 성형된 프로펠러를 탈형 및 트리밍을 하는 단계(S609)는 금형(300, 310)이 매트릭스 수지의 유리전이온도 이하로 냉각된 후에 탈형하는 것이 바람직하다. 유리전이온도 이상에서 탈형시 폼코어(140)의 압축반발력으로 인해 프로펠러 단면이 부풀어 올라 성능이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 트리밍 단계는 프로펠러 형상외부로 삐져나온 수지 혹은 탄소섬유의 버(burr)를 제거하고 모터에의 장착을 위한 홀을 타공하는 공정으로 기계 가공을 통해서 진행하는 것이 바람직하다. 또한 홀의 타공 위치는 좌우앞뒤로 치우치지 않도록 정확한 위치에 하는 것이 바람직하다.Next, the step of demolding and trimming the molded propeller (S609) is preferably performed after the molds 300 and 310 are cooled below the glass transition temperature of the matrix resin. When demolding above the glass transition temperature, the cross-section of the propeller swells due to the compression repulsion force of the foam core 140, which may cause performance to deteriorate. In addition, the trimming step is a process of removing burrs of resin or carbon fiber protruding outside the propeller shape and drilling holes for mounting on the motor, and is preferably performed through machining. In addition, it is desirable to position the hole in an accurate position so that it is not biased to the left, right, front, or back.

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

100: 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러
110: 제1 프리프레그층
120: 프리프레그웹
130: 제2 프리프레그층
140: 폼코어
142: 슬롯
300: 상부 금형
310: 하부 금형100: Fiber-reinforced composite material propeller for drones
110: first prepreg layer
120: prepreg web
130: Second prepreg layer
140: Foam core
142: slot
300: upper mold
310: lower mold

Claims (16)

길이 방향으로 형성된 슬롯을 구비한 폼코어;
상기 폼코어의 외표면을 감싸는 제1 프리프레그층;
상기 폼코어의 슬롯을 통해 상기 폼코어를 지면과 수직방향으로 관통하여 길이 방향으로 형성되며, 상부와 하부가 상기 제1 프리프레그층과 연속적으로 연결되는 프리프레그웹; 및
상기 제1 프리프레그층의 외표면을 둘러싼 제2 프리프레그층;
을 포함하는, 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러.Foam core with slots formed in the longitudinal direction;
A first prepreg layer surrounding the outer surface of the foam core;
A prepreg web is formed in the longitudinal direction by penetrating the foam core in a direction perpendicular to the ground through a slot of the foam core, and the upper and lower portions are continuously connected to the first prepreg layer; and
a second prepreg layer surrounding the outer surface of the first prepreg layer;
A fiber-reinforced composite material propeller for drones, including. 제1항에 있어서,
상기 제1 프리프레그층 및 상기 프리프레그웹은 일방향으로 배치된 탄소섬유를 포함하며, 상기 일방향으로 배치된 탄소섬유는 프로펠러의 길이 방향에서 지면과 수직방향으로 0 내지 45도 중에서 어느 하나의 배열각도를 가지는, 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러.According to paragraph 1,
The first prepreg layer and the prepreg web include carbon fibers arranged in one direction, and the carbon fibers arranged in one direction have an arrangement angle of any one of 0 to 45 degrees in the direction perpendicular to the ground in the longitudinal direction of the propeller. A fiber-reinforced composite material propeller for drones. 제1항에 있어서,
상기 제2 프리프레그층은 양방향으로 배치된 탄소섬유를 포함하며, 상기 양방향으로 배치된 탄소섬유 사이에 -45도/+45도의 각도를 가지는, 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러.According to paragraph 1,
The second prepreg layer includes carbon fibers arranged in both directions, and has an angle of -45 degrees / +45 degrees between the carbon fibers arranged in both directions. A fiber-reinforced composite propeller for drones. 제1항에 있어서,
상기 폼코어의 두께는 0.1 내지 7mm인, 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러.According to paragraph 1,
A fiber-reinforced composite material propeller for drones, wherein the foam core has a thickness of 0.1 to 7 mm. 제1항에 있어서,
상기 제1 프리프레그층의 두께는 0.3 내지 0.7mm이고,
상기 제2 프리프레그층의 두께는 0.1 내지 0.3mm인, 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러.According to paragraph 1,
The thickness of the first prepreg layer is 0.3 to 0.7 mm,
A fiber-reinforced composite propeller for drones, wherein the thickness of the second prepreg layer is 0.1 to 0.3 mm. 제1항에 있어서,
상기 프리프레그웹의 너비는 1 내지 3mm인, 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러.According to paragraph 1,
A fiber-reinforced composite propeller for drones, wherein the prepreg web has a width of 1 to 3 mm. 제1항에 있어서,
상기 프리프레그웹은 2개 이하로 형성되는, 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러.According to paragraph 1,
A fiber-reinforced composite material propeller for drones, wherein the prepreg web is formed of two or less. 제1항에 있어서,
상기 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 굴곡강도는 230 내지 400MPa인, 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러.According to paragraph 1,
The fiber-reinforced composite material propeller for drones has a flexural strength of 230 to 400 MPa. 제1항에 있어서,
상기 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 굴곡강성은 40 내지 60GPa인, 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러.According to paragraph 1,
The fiber-reinforced composite material propeller for drones has a bending rigidity of 40 to 60 GPa. 제1항에 있어서,
상기 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 무게는 26 내지 35g이고, 길이는 16 내지 18인치인, 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러.According to paragraph 1,
The weight of the fiber-reinforced composite material propeller for drones is 26 to 35 g, and the length is 16 to 18 inches. 제1항에 있어서,
상기 폼코어는 둘 이하의 슬롯을 구비한, 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러.According to paragraph 1,
The foam core is a fiber-reinforced composite propeller for drones having two or less slots. 제1항에 따른 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 제조방법에 있어서,
상부 및 하부 프로펠러 금형 내부에 이형처리를 하는 단계;
제1 프리프레그층, 제2 프리프레그층 및 프리프레그웹의 프리프레그를 재단하는 단계;
폼코어에 프리프레그웹이 삽입되는 슬롯을 형성하는 단계;
재단된 제2 프리프레그층 및 제1 프리프레그층을 상부 및 하부 금형에 순차적으로 적층하는 단계;
적층된 제1 프리프레그층 상에 프리프레그웹을 상기 슬롯 위치에 대응하도록 국부적으로 배치하는 단계;
상기 제1 프리프레그층 및 상기 프리프레그웹 상에 폼코어를 적층하는 단계;
상부 금형과 하부 금형을 치합하는 단계;
상기 치합된 금형을 프레스에 장착 후 가열 및 가압하는 단계; 및
성형된 프로펠러를 탈형 및 트리밍을 하는 단계;
를 포함하는, 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 제조방법.In the method of manufacturing a fiber-reinforced composite propeller for drones according to claim 1,
Performing mold release treatment on the inside of the upper and lower propeller molds;
Cutting the prepreg of the first prepreg layer, the second prepreg layer, and the prepreg web;
Forming a slot into which the prepreg web is inserted into the foam core;
sequentially stacking the cut second prepreg layer and first prepreg layer on the upper and lower molds;
Locally disposing a prepreg web on the laminated first prepreg layer to correspond to the slot position;
Laminating a foam core on the first prepreg layer and the prepreg web;
joining the upper mold and the lower mold;
Mounting the joined mold on a press and then heating and pressurizing it; and
Demolding and trimming the molded propeller;
Method for manufacturing a fiber-reinforced composite material propeller for drones, including. 제12항에 있어서,
상기 가열 및 가압하는 단계의 가열 온도는 120 내지 150℃인, 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 제조방법.According to clause 12,
A method of manufacturing a fiber-reinforced composite propeller for drones, wherein the heating temperature in the heating and pressurizing step is 120 to 150°C. 제12항에 있어서,
상기 가열 및 가압하는 단계의 가압 압력은 0.1 내지 10MPa인, 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 제조방법.According to clause 12,
A method of manufacturing a fiber-reinforced composite propeller for drones, wherein the pressing pressure in the heating and pressurizing step is 0.1 to 10 MPa. 제12항에 있어서,
상기 가열 및 가압하는 단계 이전에 수행되며. 상기 치합된 금형을 80 내지 100℃의 온도에서 예열하는 단계;
를 더 포함하는, 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 제조방법.According to clause 12,
It is performed before the heating and pressurizing steps. Preheating the joined mold at a temperature of 80 to 100°C;
A method of manufacturing a fiber-reinforced composite propeller for drones, further comprising: 제12항에 있어서,
상기 가열 및 가압하는 단계는 둘 이상의 다단 가압공정으로 수행되는, 드론용 섬유강화복합재료 프로펠러의 제조방법.According to clause 12,
A method of manufacturing a fiber-reinforced composite material propeller for drones, wherein the heating and pressurizing steps are performed through two or more multi-stage pressing processes.
KR1020220036995A 2022-03-25 2022-03-25 Fiber reinforced composite material propellers for drone and manufacturing method thereof KR20230139401A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220036995A KR20230139401A (en) 2022-03-25 2022-03-25 Fiber reinforced composite material propellers for drone and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220036995A KR20230139401A (en) 2022-03-25 2022-03-25 Fiber reinforced composite material propellers for drone and manufacturing method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230139401A true KR20230139401A (en) 2023-10-05

Family

ID=88293719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220036995A KR20230139401A (en) 2022-03-25 2022-03-25 Fiber reinforced composite material propellers for drone and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230139401A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190008202A (en) 2016-05-19 2019-01-23 야마하하쓰도키 가부시키가이샤 Propellers and transport equipment propelled thereby

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190008202A (en) 2016-05-19 2019-01-23 야마하하쓰도키 가부시키가이샤 Propellers and transport equipment propelled thereby

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102213587B1 (en) Fiber reinforced plastic propellers for unmanned aerial vehicle using form and menufacturing method thereof
CN107225773B (en) Method for assembling reinforced composite structures
US4086378A (en) Stiffened composite structural member and method of fabrication
EP2671707B1 (en) Optimized cross-ply orientation in aircraft wing skin
US5755558A (en) Fiber reinforced composite spar for a rotary wing aircraft and method of manufacture thereof
EP1968850B2 (en) Single piece fuselage barrel
EP2871050B1 (en) Laminated composite radius filler with geometric shaped filler element and method of forming the same
CN101171122B (en) Method for the manufacturing a hollow fiber reinforced structural member
US20100038030A1 (en) Advanced composite aerostructure article having a braided co-cured fly away hollow mandrel and method for fabrication
US9211689B2 (en) Composite material structures with integral composite fittings and methods of manufacture
US20100196654A1 (en) Process for producing composite laminate structures and composite laminate structures formed thereby
US10611328B2 (en) Composite material structural member and method of manufacturing the composite material structural member
KR102320344B1 (en) Fiber reinforced plastic propellers for unmanned aerial vehicle using foam material and menufacturing method thereof
US20210316526A1 (en) Fiber-reinforced composite blank, fiber-reinforced composite component, rotor blade element, rotor blade and wind turbine and method for producing a fiber-reinforced composite blank and method for producing a fiber-reinforced composite component
KR20230139401A (en) Fiber reinforced composite material propellers for drone and manufacturing method thereof
KR102638697B1 (en) Fiber reinforced plastic propellers for unmanned aerial vehicle and manufacturing method thereof
KR102131562B1 (en) Fiber reinforced plastic propellers for unmanned aerial vehicle and menufacturing method thereof
EP3564016B1 (en) Composite panel having multiple facesheets and a core
US20200384721A1 (en) Composite Panel Sandwich Structures with Integrated Joints
AU2022266999A1 (en) Main body of an aerial vehicle
JPH02209234A (en) Preparation of fiber reinforced composite material
JPH02209235A (en) Preparation of fiber reinforced composite material
JPH02169634A (en) Prepreg sheet of fiber-reinforced composite material
van Tooren Composite fuselage design: fiction or reality
JPH03120036A (en) Manufacture of fiber-reinforced composite material

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal