• The Korean Journal of Rheology
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• v.7 no.2
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• pp.139-149
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• 1995

실제 복합재료 제조공정에 널리 이용되는 등방성 탄소섬유직조와 에폭시수지에 대 해서 수지의 유동을 일방향으로 근사하여 비정상상태 투과계수와 모세관압을 측정하는 실험 을 수행하였고 적층된 섬유직조의 기공율, 금형 주입압력 그리고 섬유직조의 적층수에 따른 수지유동특성을 분석하였다. 또한 금형 충전과정에 대한 유동가시화 실험을 수행하여 유동 선단과 충전시간을 측정하였다. 전체 조업압력에 미치는 모세관압의 영향을 규명하기 위해 일정 유입압력에 따른 금형충전과정에 대하여 유한요소/관할부피 방법을 이용한 수치모사를 수행하였다. 함침공정의 수지유동에서 비정상상태 투과계수는 섬유직조의 기공율에 따라 급 격히 증가하였고 에폭시수의 표면장력에 기인한 모세관압은 기공율 감소에 따라 급격히 증 가하였다. 동일한 기공율에서 섬유직조의 적층수가 증가함에 따라 투과계수와 모세관압은 모두 증가하는 경향을 보였다. 또한실험에서 측정한 모세관압을 고려하여 유동선단과 금형 충전시간을 수치모사방법으로 예측ㄷ한 결과는 유동가시화 실험에의한 결과와 잘 일치함을 보였다. 이결과로부터 낮은 압력에서 조업하는 RTM공정에서 모세관압효과는 유동선단과 금형 충전시간을 예측하는데 기여함을 알수 있다.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.9 no.3
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• pp.103-110
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• 1997

고분자 복합재료 제조방법의 하나인 수지이동성형의 충전공정을 모사하기 위한 수 치모사 코드를 개발하였다. 수지이동성형의 충정공정문제를 수학적 공식으로 표현하기 위하 여 비등방성 다공질체를 통과하는 유동에 대한 이론을 사용하였다. 과도상태로 진행하는 자 유표면의 동적 충전거동을 묘사하기 위하여 수치격자 생성을 포괄하는 경계적합 좌표계의 계산기법을 적용하였다. 이와 아울러 불규칙적인 구저와 다중으로 연결된 금형면의 충전모 사에 저합한 복합격자의 개념을 도입하였다. 복합격자들 간의 가상의 경계에 대해서는 검사 체적 기법을 이용하여 물질보존을 만족시켜 주었다. 임의의 금형 두께와 투과도를 가지는 다수의 금형면이 결합된 두 개의 입구를 지닌 금형을 대상으로 하여 몇가지 예를 시험해 보 았다. 수치모사의결과 복합격자의 개념을 도입한 수치모사 코드는 수지이동성형의 복잡한 충전공정을 보다 정교하게 모사하는데 응용될수 있음을 보여주었다.

• Composites Research
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• v.19 no.6
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• pp.1-7
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• 2006

This is the preliminary study to develop composite window frame of commercial aircraft using VaRTM process. For two candidate carbon fabrics(triaxial overbraid, sleeving braider), specimens were fabricated using VaRTM process, and the physical & mechanical property tests were performed to obtain the material properties according to ASTM. FEM analysis for each candidate carbon fabric was performed to find the minimum number of plies and weight for composite window frame to satisfy the design requirements. In this study, Tsai-Wu strength failure criterion was used to evaluate the safety of structure.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2009.12a
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• pp.678-681
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• 2009

사출성형은 열가소성수지의 가공법으로써 정밀도나 고품질의 제품을 효과적으로 생산하는데 널리 이용되며 플라스틱은 현재 광범위하게 사용되고 있는 공업재료 중의 하나이다. 과거에는 플라스틱을 일회용품 및 외장재로 사용하였다. 그러나 산업기술이 발전하며 플라스틱은 금속을 대체 할 수 있는 재료로서 사용할 수 있다는 인식의 변화로 점차 기계요소용 재료로 사용되고 있으며 기계요소용 재료로 사용됨에 따라 플라스틱 제품이 정밀한 부품으로 사용되기 위해서는 금형의 가공뿐만 아니라 사출성형 시 용융수지가 금형의 각 캐비티에 균형적으로 충전되는것이 요구된다. 이러한 요구조건을 만족하기 위해서는 각 캐비티의 가공치수는 매우 높은 정밀도를 유지해야 하며, 각 캐비티에서의 충전과 냉각도 동일한 상태를 유지해야 한다. 충전 불균형은 성형품의 품질에 큰 저해 요인으로서 플라스틱 제품의 치수성, 밀도, 외관품질, 강도 등에 불균일한 결과를 가져오는 요인으로 지적되고 있다. 실제로 충전 불균형은 충전 단계에서 런너 내에서 발생하는 불균일한 전단분포에 기인하여 발생되므로 점도변화에 영향을 주는 수지의 물성, 런너의 배열과 같은 외부 요인과 사출압력, 사출속도, 수지온도, 금형온도와 같은 성형공정 조건에 의한 요인에 의한 충전 불균형의 양상이 달라지게 된다. 본 연구는 다수 캐비티 금형에서 충전 불균형 현상에 대한 원인을 검토하고 실제로 사출성형을 실시하기 전 사출성형해석 소프트웨어를 이용하여 시뮬레이션을 하여 다수 캐비티에 대한 충전 패턴을 미리 예측하여 보았다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2001.05a
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• pp.245-248
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• 2001

미성형은 수지 점도가 높거나 유동경로가 너무 제한적이거나 혹은 용융 수지가 일찍 고화되어 금형내에 수지가 완전히 충전되지 않고 냉각 및 고화되는 현상을 말한다. 일반적으로 수지의 유동성이 부족하기 때문에 금형 전체에 수지가 미치지 못하여 일어난다고 생각되는 수가 많으나 반드시 그것만이 아니고 그 외에 여러 가지 원인이 있을 수 있다. 본 연구에서는 실제 현장에서 미성형이 발생한 제품을 대상으로 이를 해결하기 위해 여러 가지 공정조건을 바꾸어서 시뮬레이션을 여러번 반복해 봄으로써, 사출압력, 금형온도, 사출속도, 용융수지온도와 같은 공정조건들이 미성형에 미치는 영향을 각각 시뮬레이션을 통하여 고찰하여 보았다.

• Composites Research
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• v.24 no.5
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• pp.34-38
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• 2011

Carbon nanotubes (CNTs) have been widely investigated as reinforcements of CNT/polymer nanocomposites to enhance mechanical and electrical properties of polymer matrices since their discovery in the early 90's. Furthermore, the number of studies about incorporating CNTs into carbon fiber reinforced plastics (CFRP) to reinforce their polymer matrices is increasing recently. In this study, single-walled carbon nanotubes (SWNT) were dispersed in epoxy with 0.2 wt.% and 0.5 wt.%. Then, the SWNT/epoxy mixtures were processed to carbon fiber composites by a vacuum assisted resin transfer molding (VARTM) and a wet lay up method. The processed composite samples were tested for the interlaminar shear strength (ILSS). The relationship between the interlaminar shear strengths and processing, and the reinforcement mechanism of carbon nanotubes were investigated. CNT/epoxy nanocomposite specimens showed the increased tensile properties. However, the ILSS of carbon fiber composites was not enhanced by reinforcing the matrix with CNTs because of processing issues caused by increased viscosity of the matrix due to addition of CNTs particularly for a VARTM method.

• Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
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• 2000.11a
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• pp.257-260
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• 2000

The composite composed of glass fabric and BMI resin was fabricated using resin transfer molding(RTM) process. it will be used as a supporting plate of transformer coil for high speed train. To develop a RTM process, permeability of preform was measured and resin properties like a viscosity and gellation time were checked. A resin pre-heating system and a mold system were also designed and developed. Using a vacuum-assisted RTM process, the composite supporting plate was successfully fabricated.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.12 no.4
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• pp.1581-1588
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• 2011

In this study, flow characteristics in a multi-cavity injection molding process were investigated. One of main problems occurred in the multi-cavity molding is a flow imbalance among cavities since it affects physical properties and quality of products. Charge imbalance is caused by the uneven shear stress. Therefore, changes in viscosity affect the physical properties of resin and injection conditions differ in the filling imbalance phenomenon. Through, this study focus on experimental studies of flow imbalance for PC and PP resin occurring in a balanced delivery system. Experimental results were compared with CAE results. By experimental and CAE analysis, main cause for the flow imbalance is temperature distribution in cross section of runner. New runner system with a simple change of runner shape was suggested to avoid the flow imbalance. A series of simulation to confirm feasibility of Volume Runner's effects was conducted using injection molding CAE.

• Composites Research
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• v.12 no.2
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• pp.70-81
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• 1999

Resin transfer molding(RTM) as a composite manufacturing process is currently of great interest in the aerospace industry requiring high performance composite parts. In this study, an analysis of mold filling in the RTM process was carried out by numerical simulation using finite element/control volume technique. Experimental work for the visualization of resin flow through fibrous preform was also conducted in order to quantitatively measure the permeabilities of the fiber mats and to evaluate the validity of the developed numerical code. The different types of fiber mats and silicon oils were selected as reinforcements and resin materials, respectively. The effects of fibrous preform structure, mold geometry, and preplaced insert on the flow front patterns during mold filling were examined by integrating the model predictions and experimental results. The flow fronts predicted by numerical simulation were in good agreement with those observed experimentally. However, according to the regions of the mold, some deviations between predicted and observed flow fronts could be found because of non-uniform fiber volume fraction. Weldline locations for the resin flow through round insert preplaced in the mold could be qualitatively deduced based on predicted flow fronts.

• Composites Research
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• v.17 no.3
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• pp.1-7
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• 2004

In the vacuum assisted RTM (VARTM) process that has become the center of attention for manufacturing massive composite structures, a good evacuation of air in the fiber preform is recognized as the prime factor. The microvoids, or the dry spots, are formed as a result of improper gate/vent locations and the mold geometry. The non-uniform resin velocity at the flow front leads to the formation of microvoids in the fibers, whereas the air in the microvoids can migrate along with the resin flow during mold filling. The residual air in the internal voids of a composite structure may cause a degradation of the mechanical properties as well as the structural failure. In this study, a unified macro- and micro analysis methods were developed to investigate the formation and transport of air in resin during VARTM process. A numerical simulation program was developed to analyze the three-dimensional flow pattern as well as the macro- and microscopic distribution of air in a composite part fabricated by VARTM process.