액상성형공정별 물리적/기계적 특성 비교 평가
Evaluation of Physical and Mechanical Properties based on Liquid Composite Molding
2
조회
0
다운로드
5
인용
0
참고문헌
키워드
초록
오토클레이브 (Autoclave) 성형 공정은 항공산업분야의 복합재 부품 제작에 있어서 매우 안정적이고 중요한 제조방법으로서 자리매김 해왔었지만 오토클레이브가 가진 많은 장점과 함께 단점 또는 제약 사항들을 보여주고 있다. 최근에는 이러한 한계를 극복하기 위하여 다양한 탈 오토클레이브 (OoA, Out-of-Autoclave) 공정들이연구 개발되고 있는데, 본 연구에서는 탈 오토클레이브 공정 중 하나로서 많은 관심을 받고 있는 액상성형공정 (Liquid Composite Molding)을 사용하여 시편들을 제작하고 이를 오토클레이브 공정으로 제작된 시편과 실험적으로 비교평가하였다. 액상성형공정 중 DB (Double Bagging), CAPRI (Controlled Atmospheric Pressure Resin Infusion) 및 VAP (Vacuum Assisted Process) 공정을 사용하여 시편 제작을 수행하고 내부 기공 함유량, 두께, 유리전이온도, 층간전단강도 및 굽힘강도 시험 평가를 통하여 각 제작 공정에 따른 차이를 확인할 수 있었다. 전체적으로 오토클레이브 성형 시편이 우수한 두께 균일도, 낮은 기공 함유량 및 양호한 기계적 강도 특성을 보였으며, 액상성형공정 중에서는 CAPRI 성형 시편이 DB 및 VAP 성형 시편에 비하여 상대적으로 우수한 특성을 가짐을 확인하였다.
Abstract
Autoclave process has been remaining as one of the most robust and stable process in fabricating structural composite part of aerospace industry. It has lots of advantages, however exhibits some disadvantages or limitations in capital investment and operation. Recently, there have been various Out-of-Autoclave process being researched and developed to overcome those limitations. In this study, laminate specimens were fabricated using LCM (Liquid Composite Molding) process, regarded as one of potential OoA process. DB (Double bagging), CAPRI (Controlled Atmospheric Pressure Resin Infusion), VAP (Vacuum Assisted Process) and Autoclave process were used for laminate specimens. Void content, Thickness, Tg (Glass Transition Temperature), ILSS (Interlaminar Shear Strength) and Flexural strength properties were evaluated for comparison. It is verified that Autoclave based specimen has uniform thickness distribution, the lowest void content and outstanding mechanical properties. And, CAPRI based specimen exhibits relatively good physical and mechanical properties over DB and VAP based specimen and comparable mechanical properties with autoclave based specimen.
참고문헌 (19)
- Jerome PORA, "Composite Materials in the Airbus A380 –From History to Future -", Proceeding of the 13 International Committee on Composite Materials (2001)
- Marsh, G, "Airbus Takes on Boeing with Reinforced Plastic A350", Reinforced Plastics, 51(11), pp.26~29 (2007)
- 박동철, "카울플레이트 적용을 통한 라미네이트 특성 평가", Composites Research, 29(5), pp.231~235 (2016), 한국복합재료학회
- Koushyar, H, "Effects of Variation in Autoclave Pressure, Cure Fig. 10. Mechanical Test results (a) ILSS (b) Flexural Strength Temperature, and Vacuum Application Time on the Porosity and Mechanical Properties of a Carbon", epoxy Composite, Wichita State University, 2011
- 홍성진, "OoA (Out-of-Autoclave) 프리프레그를 이용한 항공기용 복합재 일체형부품 제작 및 평가", Composites Research, 29(5), pp.315~320 (2016), 한국복합재료학회
- Mario Danzi, "Manufacturing of Polymer Composites OOA Prepreg Technology", CMASLab, ETH Zűrich, ~ (2017)
- Harshe, R, "A Review on Advanced Out-of-Autoclave Composite Processing", Journal of the Indian Institute of Science, 95(3) (2015)
- "A400M Cargo Door: Out-of-Autoclave" (2010)[URL]
- Phillips, B. J, "Cranfield University", Doctoral, pp.2009
- Heider, D, "VARTM Variability and Substantiation", Center for Composite Materials, University of Delaware, ~ (2006)
- 김신오, "VARTM 공정에서 수지 함침에 따른 섬유체적율 변화의 측정 및 현상학적 모델링 연구", Composites Research, 28(6), pp.340~347 (2015), 한국복합재료학회
- Campbell, F.C, "Manufacturing Processes for Advanced Composites" (2004), Elsevier
- Mitsuhiro Yamashita, "Development of Advanced Vacuum-assisted Resin Transfer Molding Technology for Use in an MRJ Empennage Box Structure", MHI Technical Review, 45(4) (2008)
- Li, W, "Process and Performance Evaluation of the Vacuum-Assisted Process", Journal of Composite Materials, 38(20), pp.1803~1814
- "US. Patent No. 7,334,782 B2, Controlled Atmospheric Pressure Resin Infusion Process", ~ (2008)
- Vishwanath R. Kedari, "Effect of Vacuum Pressure, Inlet Pressure, and Mold Temperature on the Void Content, Volume Fraction of Polyester", e-glass Fiber Composites Manufactured with VARTM Process, 2011, pp.45(26), 2727~2742
- "Carbon Fiber Laminate – Determination of the Fiber, Resin and Void Content, EN 2564", ~ (1998)
- "Carbon Fiber Reinforced Plastics – Determination of the Apparent Interlaminar Shear Strength, EN 2563", ~ (1997)
- "Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating materials, ASTM D790-03", ~ (2003)