레진 인퓨전 공법 기반 철도차량용 복합소재 라미네이트 부품 제작 기술
A Manufacturing Technology of Composite Laminate Components for Railway Vehicle using Resin Infusion Method
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초록
복합소재의 우수한 비강도, 비강성은 제품의 경량화를 가능하게 하므로, 최근 고속화 요구가 높은 철도분야에서 전두부, 내장판 및 스커트 등에 적용하고 있다. 하지만, 철도차량의 많은 부품들은 복합소재 적용 시 특정 성형기법에 의존함에 따른 높은 성형비가 소요되는 실정으로 성형비 절감이 가능한 새로운 성형 방법 개발이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 F.S.T(Flame, Smoke, Toxic) 성능을만족하면서 가격경쟁력을 갖출 수 있는 레진 인퓨전 공법을 이용한 철도차량용 복합소재 라미네이트부품 제작 기술을 개발하였다. 제안한 공법의 경쟁력을 평가하기 위해 레진 인퓨전 공법을 이용한 라미네이트 패널을 제작하였으며 기존 공법으로 제작된 패널과 성능을 비교 분석하였다. 평가는 철도차량 기술기준의 기계적 성능과 화재 성능에 대해 실험을 수행하였으며, 실험 결과 각 성능 항목 별로최소 17%에서 최대 80% 수준으로 성능이 향상됨을 확인하였다. 향후, 본 기술을 통해 약 20% 수준의가격 경쟁력 향상과 동시에 기계적 성능 및 화재 성능에 대해서도 기존 진공 열성형 공법보다 더 우수한 성능을 갖는 철도차량용 복합소재 라미네이트 패널의 제작이 가능할 것으로 판단된다.
Abstract
The remarkable strength and stiffness of fiber reinforced plastics can fulfill lightweight of structures, so it has been applying to a forehead, internal panel and skirt of railway that recently requires high speed technology. However, for applying composites, many components of railway vehicle need expensive curing cost because of specific curing method. To overcome that, development of novel curing method is necessary to decline curing expense. Therefore, a technology for manufacturing composites laminate components that can have cost competitiveness and satisfy F.S.T performances has been developed in this study. For evaluating competitiveness of the proposed curing method, performance of laminate panel using resin infusion method was compared to that of manufactured panel using conventional method. The mechanical and fire performance are experimentally have evaluated based on the Technical Specifications for Railway Vehicles. From the test results, it has shown that performance improves from at least 17% to up to 80% for each performance item. In the future, it is expected that composite laminate panel for railway vehicle using the technology can be manufactured with improved about 20% of cost competitiveness as well as better mechanical and fire performance than conventional vacuum thermoforming.
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