• International Journal of Aerospace System Engineering
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• 제4권1호
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• pp.9-12
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• 2017

In this study, an investigation on mechanical properties of flax natural fiber composite is performed as a precedent study on the design of eco-friendly structure using flax natural fiber composite. The Vacuum Assisted Resin Transfer Molding-Light (VARTML) manufacturing method is adopted for manufacturing the flax fiber composite panel. The VARTML is a manufacturing process that the resin is injected into the dry layered-up fibers enclosed by a rigid mold tool under vacuum. In this work, the resin flow analysis of VARTM manufacturing method is performed. A series of flax composite panels are manufactured, and several kinds of specimens cut out from the panels are tested to obtain mechanical performance data. Based on this, structural design of chemical storage tank for agricultural vehicle was performed using flax/vinyl ester. After structural design and analysis, the resin flow analysis of VARTM manufacturing method was performed.

• International Journal of Aerospace System Engineering
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• 제1권1호
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• pp.21-28
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• 2014

In this study, an investigation on mechanical properties of flax natural fiber composite is performed as a precedent study on the design of eco-friendly structure using flax natural fiber composite. The Vacuum Assisted Resin Transfer Molding-Light (VARTML) manufacturing method is adopted for manufacturing the flax fiber composite panel. The VARTML is a manufacturing process that the resin is injected into the dry layered -up fibers enclosed by a rigid mold tool under vacuum. In this work, the resin flow analysis of VARTM manufacturing method is performed. A series of flax composite panels are manufactured, and several kinds of specimens cut out from the panels are tested to obtain mechanical performance data. Based on this, structural design of chemical storage tank for agricultural vehicle was performed using flax/vinyl ester. After structural design and analysis, the resin flow analysis of VARTM manufacturing method was performed.

• 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.

• Fibers and Polymers
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• 제4권3호
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• pp.135-144
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• 2003

Permeability of the preform is one of key factors in design of RTM (Resin Transfer Molding) mold, determination of processing conditions, and modeling of flow in the mold. According to previous studies, permeability measured in the unsaturated fiber mats are higher than that in the saturated fiber mats by about 20% because of the capillary pressure. In this study, permeabilities of several fiber preforms are measured for both saturated and unsaturated flows. A saturated experiment of radial flow has been adopted to measure the permeability of anisotropic fiber preforms with high fiber content, i.e., circular braided preforms. In this method, four pressure transducers are used to measure the pressure distribution. Permeabilities in different directions are determined and the experimental results show a good agreement with the theory. Since permeability is affected by the capillary effect, permeability should be measured in the unsaturated condition for the textile composites to be manufactured under lower pressure as in the Vacuum Assisted Resin Transfer Molding (VARTM).

• Composites Research
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• 제15권1호
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• pp.21-31
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• 2002

기존 굴착식 기술의 단점을 극복하기 위해 다양한 비굴착 보수-보강기술이 개발되고 시도되었으나, 이제까지 개발된 비굴착 기술들은 높은 공사비용과 시공의 불편함이라는 결점을 갖고 있다. 본 연구에서는 VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding)과 유리섬유 고분자 복합재료를 이용해 지하매설관을 보수-보강하는 연구를 수행하였다. 개발된 공법은 기존 기술보다 적은 비용과 공사 시간을 필요로 하며 사용되는 장비 또한 간단하다. 신뢰성 있는 공정을 위해 유연한 금형의 역할을 하는 보강재에 수지를 주입한 후, 가압과 진공을 가하는 방법이 시도되었으며, 상용 유전장치인 LACOMCURE를 사용하여 RTM 공정 중 수지의 함침과 경화 상태를 추적하였다. 연구결과를 통해, 적절한 공정 변수 및 온라인 경화 모니터링 기법을 적용한 본 공법이 기존 방법에 비해 많은 장점을 가짐을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제35권1호
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• pp.42-46
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• 2022

탄소섬유 복합재를 제작하였을 때, 함께 적층되는 유리섬유 부직포 개수 및 적층 순서에 따른 기공률과 기계적 물성 간의 상관관계를 확인하였다. 탄소섬유 복합재는 고 투과성 물질인 유리섬유 부직포를 함께 적층 하여 진공 수지 이송 성형 법(vacuum assisted resin transfer molding, VARTM)을 통해 제작하였다. 기공률은 시편의 단면을 광학현미경으로 촬영 후 MATLAB의 기공률 계산 코드를 통해 측정하였고, 기계적 물성은 인장시험을 통해 인장 강도 및 인장 강성, 굽힘 강도, 굽힘 강성을 측정하였다. 또한, 기공률과 기계적 물성 간의 상관관계를 확인하기 위해 두 변수간 피어슨 상관계수를 계산하였다. 결과적으로 유리섬유 부직포의 개수가 증가할수록, 적층 시 중심에서 멀어질수록 기공률이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 인장 강도 및 인장 강성은 기공률과 약한 양의 상관관계를 보였다. 또한, 인장 강도 및 강성에 기공률만이 미치는 영향을 확인하기 위해 고전 적층 판 이론으로 계산한 기계적 물성과 실험값을 비교하였으며, 인장 강도의 차이는 기공률에 강한 양의 상관관계를 인장 강성은 약한 양의 상관관계를 보였다.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권10호
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• pp.760-765
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• 2011

This paper presents a study of the tensile behavior of carbon and glass fiber reinforced epoxy hybrid laminates manufactured by vacuum assisted resin transfer molding (VARTM). The objective of this study was to develop and characterize carbon fiber reinforced plastic hybrid composite material that is low cost and light-weight and that possesses adequate strength and stiffness. The effect of position and content of the glass fabric layer on the tensile properties of the hybrid laminates was examined. The strength and stiffness of the hybrid laminates showed a steady decrease with an increase of the glass fabric content this decrease was almost linear. Fracture strain of these laminates showed a slight increasing trend when glass fabric content was increased up to 3 layers, but at a glass fabric content > 3 layers the strain was almost constant. When glass fabric layers were at both outer surfaces, the hybrid laminate exhibited a slightly higher tensile strength and elastic modulus due to the small amount of glass yarn pull-out.

• 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.

• 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.

• 대한금속재료학회지
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• 제50권2호
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• pp.93-99
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• 2012

The mechanical properties of nano composites were evaluated for structural performance in order to enhance their applicability to the car and machine industrial fields. Carbon fiber reinforced plastics (CFRP) and GFRP were manufactured by vacuum-assisted resin transfer molding (VARTM) process with good mechanical properties. Tensile test was conducted to obtain the process factor of each composite. Also, carbon nano fiber (CNF) was dispersed in the composites and the relationship between the mechanical property and the CNF fraction was compared. The tensile strength and stiffness of 0/90 laminated CFRP were the best. CFRP/CNF (0.5 wt.%) was confirmed to be an excellent material for its elasticity and tensile strength.