• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제35권3호
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• pp.29-35
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• 2007

본 연구는 목재 및 파티클보드의 기계적 성질들을 향상시키기 위해 유리섬유를 VARTM 방법에 의해 보강한 복합소재에 대해 조사하였다. 시편들은 상업용 파티클보드 및 간벌소경재로 생산된 목재로 제작하였다. 시편들은 대조구(control)와 유리섬유로 보강된 목재/파티클보드 사이의 변이를 줄이기 위해 제재목과 파티클보드를 각각 길이 방향으로 둘로 잘라 한쪽은 대조구 시편으로 사용했고, 다른 한쪽은 한 층의 단축방향으로 짠 유리섬유 조방사로 시편의 양면을 보강하였다. 목재 및 파티클보드를 VARTM 방법에 의해 유리섬유로 보강한 복합소재는 기계적인 성질들이 크게 향상되었다.

• Composites Research
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• 제34권2호
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• pp.88-95
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• 2021

VARTM(Vacuum-assisted resin transfer molding) 공정은 OoA(Out of Autoclave)에 속하는 저가형 공정기술로 다양한 분야에 널리 사용되어 왔다. 그러나 오토클레이브 공정보다 품질이 낮아 고신뢰성이 요구되는 항공산업에는 적용하기 어려웠다. VARTM 공정의 주요 문제는 오토클레이브 대비 낮은 섬유부피분율과 높은 Void 함량에 의한 기계적 물성의 손실이었다. 따라서 많은 연구자들이 Void를 줄이고 섬유부피분율을 높일 수 있는 연구를 수행해 왔다. 이러한 연구의 흐름에 따라 본 연구에서는 수지 주입 과정 중 대기압을 제어하는 방법이 섬유부피분율을 높이고 Void를 감소시킬 수 있는지 검토하였다. 신뢰성 평가는 Void와 연관성이 있는 압축강도시험, 섬유부피분율 분석, 광학현미경 촬영을 통해 확인하였다. 결과적으로 VARTM 공정에서 수지 주입과정 중 대기압을 단계별로 높이는 방법이 섬유부피분율 증가와 Void 감소에 직접적인 효과가 있음을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제17권3호
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• pp.1-7
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• 2004

최근 대형 복합재료 구조물 성형에 적합한 공정으로 주목받는 vacuum assisted RTM (VARTM) 공정에 있어, 보강섬유의 조직 내부에 잔류하는 공기를 제거하여 기공함유율을 낮추는 기술의 중요성이 인식되고 있다. 거대기공 혹은 불완전 함침영역은 부적절한 주입구 및 공기배출구의 위치, 혹은 금형의 형상에 의해 발생한다. 미세기공은 불균일한 수지 유동선단의 속도로 인해 유동선단 부분에서 집중적으로 형성되며, 금형충전 공정 도중 수지와 함께 이동한다. 성형이 완료된 제품내의 잔류 기공들은 완성품의 물리적 성질을 저하 및 제품의 파손을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 VARTM 공정에서의 기공의 형성 및 이동을 해석할 수 있는 통합된 거시적/미시적 해석 방법을 개발하였다. 수치해석 프로그램을 개발하여 VARTM 공정에서의 3차원 수지 유동을 해석하였으며, 그에 따른 거대기공 및 미세기공의 분포를 예측하였다.

• Composites Research
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• 제28권6호
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• pp.340-347
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• 2015

VARTM 공정에서 고분자 수지가 함침 될 때 시간에 따라 섬유보강재가 팽창하여 섬유체적율이 감소하는 현상이 발생한다. 풍력 블레이드와 같은 대형 복합재료 구조물의 경우 섬유체적율의 변동 폭이 커져 제품의 치수가 변하고 기계적 물성이 저하될 뿐 아니라 예측하지 못한 고분자 수지의 사용량이 증가하는 등의 문제점과 경제적인 손실이 발생할 여지가 증가할 수 있다. 본 연구에서는 VARTM 공정에서 수지 함침에 따른 섬유 보강재의 팽창 현상에 관한 분석을 통하여 복합재료 액상 성형 공정에서의 섬유 체적율을 조절하는 방안을 모색하였다. 그 결과 유동 선단의 진행에 따라 섬유의 팽창 현상이 크게 두 단계로 구분되어 나타나는 것을 확인하였고 각각의 단계에서 작용하는 힘을 분석함으로써 섬유의 체적율 변화에 관한 현상학적 모델을 제시하였고 1차원 편미분 수치 해석과 연계하여 VARTM공정에서 수지 함침에 따른 섬유 체적율의 변화를 예측하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권10호
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• pp.607-612
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• 2006

In VARTM (Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) process, the permeability generally controls the filling time of the resin and it also affects the void characteristics of the fiber composite. In this study, carbon and glass fiber inter-layered hybrid composites (carbon fiber centered stack) with an epoxy matrix were fabricated by VARTM process and evaluated the resin flow and macro void characteristics. The permeability of glass fiber was higher than that of carbon fiber used in this study. Using Darcy's equation, the permeability of hybrid composites could be predicted and experimentally confirmed. After curing, the macro void content of hybrid composites was investigated using image analyzer. The calculated filling time was well agreed with experimental result and the void content was significantly changed in hybrid composites.

• Composites Research
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• 제15권6호
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• pp.1-7
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• 2002

VARTM공정에서는 수지유동을 빠르게 하기 위해 투과촉진층이 사용되는데 투과촉진층과 섬유층 사이의 수지 속도차가 크다. VARTM제품은 길이에 비해서 두께가 얇으나 두 가지 다른 유통 매질 사이에 발생하는 lead-lag 유통을 관찰하기 위해서는 두께 방향을 고려한 3차원해석이 요구된다. 그런데 3차원 해석에 있어서 계산 시간이 문제가 된다. 일반 PC로 절점수가 많은 3차원 문제를 해석하려면 오랜 시간이 소요되므로 비실용적이다. 그래서 본 연구에서는 dual-scale 기법을 도입하여 전체 영역은 2.5차원으로 해석하고 주요한 관심 영역만을 3차원으로 해석하였다. 2.5차원 시뮬레이션만으로 예측하기 어려운 lead-lag 유동과 같은 특이한 유동 경향을 국부적인 3차인 해석을 통해서 발견학 수 있었다. 본 연구에서 개발된 global-local 해석기술은 일반 PC에서 적당한 계산 시간 내에 균일하지 않은 유동 매질 사이를 지나는 유동흐름의 특성 분석에 효과적으로 사용될 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권5호
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• pp.489-494
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• 2004

Long Period Gratings (LPG) is currently receiving considerable attention because of their consistent measuring results fur pressure, temperature, strain and flow. LPG is easier to prepare and has a high sensitivity compared with Fiber Bragg Gratings (FBG). In addition, this kind of optical fiber sensors could be used for implementations in various structures. In this paper, LPG was used to monitor in situ the resin flow and the curing process in VARTM (Vacuum Assisted Resin Transfer. Molding). In order to demonstrate the effectiveness of the method, FBG is inserted into the glass mat to monitor the resin flow using optical spectrum analyzer (OSA). The curing reactions in VARTM are also observed using the same method. From the results, the attenuation wavelength shift and the loss change of attenuation band can be obtained from the status of the RTM (Resin Transfer Molding) sample owing to the internal variations of the .effective index, temperature, and pressure. It is shown that the proposed LPG is more effective in monitoring the curing reaction than FBG.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2001년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.130-133
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• 2001

Recent days composite bridge deck is gaining attraction due to many advantages such as light weight, high strength, corrosion resistance, and high durability. In this study, composite sandwich deck models of hat, box, and triangular section type were fabricated by VARTM process. For those models, three point flexural test was carried out both in strong and weak axis. The experimental results are compared with each other to determine efficient section type. Also finite element analysis was performed to verify analysis model. It is demonstrated that the results of numerical analysis agree well with experimental results.

• Composites Research
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• 제16권6호
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• pp.10-15
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• 2003

RTM 공정에 의하여 생성된 제품은 microvoids의 함유량에 의하여 기계적인 물성치에 큰 영향을 받는다. 본 연구에서는 이러한 microvoid의 형성과 이동을 실험적으로 관찰할 수 있는 방법을 제시하였다. Vacuum assisted RTM공정에서 유동선단에서의 microvoid의 형성과 이동을 DV camera로써 관찰을 한 후, 그것에서 void의 함유량을 구하고, 실험에서 얻어진 결과로 microvoid model에 필요만 factor들을 얻어낼 수 있었다. 이렇게 하여 얻어진 결과를 다시 실험적인 결과와 비교함으로써 서로 일치하는 결과를 얻어낼 수 있었다. 이번 연구에서 얻어진 결과를 수학적인 모델에 대입함으로써 VARTM 공정 중 microvoid의 함유량을 예측할 수 있다.

• Composites Research
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• 제25권6호
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• pp.198-204
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• 2012

본 연구에서는 VARTM 공정으로 제조되는 에폭시/아바카 패브릭 복합재의 기계적 특성을 향상 시키고자 하였다. 표면처리를 통하여 패브릭 표면의 미세 거칠기를 증가시키고 친수성을 소수성으로 변화시켜 에폭시-패브릭간 계면결합력을 증가시켜 기계적 특성을 향상 시키고자 하였다. 이를 위해 상온 상압 플라즈마 처리법을 사용하였고 기계적 특성이 향상되는 최적 처리시간을 찾고자 하였다. 플라즈마 처리 특성을 비교하기 위해 NaOH 처리법을 사용하였다. 플라즈마 10초 처리된 패브릭으로 제조된 복합재가 무처리, NaOH 처리 대비 가장 높은 인장강도를 보였으며 20초 이상 처리시 인장강도는 낮아졌다. 미세구조 분석결과 20초 이상 처리시 섬유에 생긴 미세 흠집으로 인해 인장강도가 저하됨을 알 수 있었다. 흡습 시험과 침강 시험을 통해 친수성의 아바카가 소수성의 경향을 보이는 것을 확인하였다.