• 유변학
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• 제11권1호
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• pp.34-43
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• 1999

수지 이동 성형공정에서 섬유직조가 수지에 의해 함침될 때 발생하는 기공 또는 나쁜 젖음성은 최종 성형품의 물성 저하에 심각한 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 수지이동 성형공정에서의 이러한 문제점을 극복하기 위한 기초 데이터를 제공하기 위하여, 실란 커플링제를 사용한 섬유의 표면 개질이 수지의 유동특성과 수지와 섬유 사이의 젖음성 및 기공함량에 미치는 영향을 조사하였다. 빔 형태의 금형을 대상으로 에폭시 수지와 평직형태의 유리섬유를 사용하여 미시적인 유동가시화 실험 및 경화실험을 수행하였다. 섬유의 표면을 개질함으로써 수지와 섬유 사이의 동적 접촉각이 감소하고 위킹속도는 증가한 것으로 나타났으며, 이러한 결과로부터 본 연구에서 사용한 화학적 표면개질이 섬유직조의 젖음성 및 미시적 흐름 거동을 향상시킬 수 있는 중요한 요인임을 확인할 수 있었다. 또한 수지의 높은 온도와 낮은 침투 속도는 동적 접촉각을 감소시키기 위한 중요한 가공 변수임을 알 수 있었다. 그러나 섬유직조의 투과성은 표면을 개질하였을 경우 오히려 감소하였는데, 이는 젖음성의 향상으로 인하여 수지와 섬유 사이의 접촉시간의 증가에 기인하는 것으로 생각된다. 마지막으로 경화공정을 통해 제조된 시편의 기공 함량을 측정 비교한 결과, 표면개질은 수지이동 성형공정에서의 기공형성에도 중요한 변수로 작용하여, 수지와 섬유 사이의 젖음성을 향상시키고, 최종 성형품의 기공함량을 감소시킴을 확인할 수 있었다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.146-149
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• 2005

The using of composite material is an aviation field but it changes into a general industry. Especially composites are expanding the use on transportation vehicles like automobiles, ships, and aircrafts. The main factor of this expansion is high specific strength. It can supply a high quality and efficiency of energy. But manufacturing of composite products requires many raw materials and tooling cost for special process, so we needs a reduction of these costs to achieve best efficiency. In the present study, we contrast the change of mechanical and physical properties between VaRTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) and hand lay-up process. VaRTM process can offer a high quality the same as autoclave products, and low cost like hand lay-up process. In the results of mechanical tests, VaRTM specimen is stronger than hand lay-up specimen and hand lay-up specimen became delamination. In the results of physical tests, the resin content of VaRTM specimen is lower than hand lay-up specimen. On micrograph, the strength of specimen by VaRTM between fiber and resin is stronger than that of one by hand lay-up. And the specimen by hand lay-up contains more defects than one by VaRTM. So, VaRTM process can practically apply for automobile engine hood. This paper shows that VaRTM process is one of the most suitable processes for composite parts of automobile.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2005년도 전기학술대회논문집
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• pp.377-381
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• 2005

The using of composite material is an aviation field but it changes into a general industry. Especially composites are expanding the use on transportation vehicles like automobiles, ships, and aircraft. The main factor of this expansion is high specific strength. It can supply a high quality and efficiency of energy. But manufacturing of composite products requires many raw materials and tooling cost for special process, so we needs a reduction of these costs to achieve best efficiency. In the present study, we contrast the change of mechanical and physical properties between VaRTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) and hand lay-up process. VaRTM process can offer a high quality the same as autoclave products, and low cost like hand lay-up process. In the results of mechanical tests, VaRTM specimen is stronger than hand lay-up specimen and hand lay-up specimen became delamination. In the results of physical tests, the resin content of VaRTM specimen is lower than hand lay-up specimen. On micrograph, the strength of specimen by VaRTM between fiber and resin is stronger than that of one by hand lay-up. And the specimen by hand lay-up contains more defects than one by VaRTM. So, VaRTM process can practically apply for automobile engine hood. This paper shows that VaRTM process is one of the most suitable processes for composite parts of automobile.

• Composites Research
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• 제30권3호
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• pp.202-208
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• 2017

RTM은 작은 크기에서 큰 크기의 복합재료를 생산할 수 있는 대량 생산 공정이다. 최근 경화 시간이 약 10분 이내인 속경화 수지가 자동차 및 항공우주 산업에 사용되고 있다. 수지의 점도는 경화 정도와 관련이 있으며, 금형 내부로 충진되는 과정에서 급격히 점도가 변할 수 있다. 따라서 속경화 수지의 유동 특성과 경화도를 해석적으로 예측하는 데 많은 노력이 필요하므로 실험적으로 측정하고 평가하는 것이 유리하다. 복합재료의 경화도를 측정하는 방법은 대표적으로 DMA, 유전기법 등이 있다. 본 논문에서는 다채널 경화 모니터링 시스템을 이용하여 속경화 수지의 유동과 경화도를 측정하였다. 총 8채널의 유전센서가 사용되었으며, 다양한 압력 조건에 따른 금형 내부의 유동과 경화도를 측정하고 상호 비교하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2002년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.189-192
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• 2002

The autoclave process is frequently utilized in the manufacturing of aircraft parts because of the low void content and high fiber volume fraction. However, due to the slow curing process (5∼8 hours per part) and it's limited producibility for complicated shape, this process is very expensive and applied to the relatively simple geometry structures. RTM is considered as an alternative process to overcome the limitation of autoclave process. In this study, the idea of RTM application on the secondary Fairing structure of aircraft has been proved to be technically feasible and very cost effective by changing the multiple part of subassembly into one integral composite structure.

• Fibers and Polymers
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• 제4권2호
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• pp.77-83
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• 2003

The cell modeling homogenization method to derive the constitutive equation considering the microstructures of the fiber reinforced composites has been previously developed for composites with simple microstructures such as 2D plane composites and 3D rectangular shaped composites. Here, the method has been further extended for 3D circular braided com-posites, utilizing B-spline curves to properly describe the more complex geometry of 3D braided composites. For verification purposes, the method has been applied for orthotropic elastic properties of the 3D circular braided glass fiber reinforced com-posite, in particular for the tensile property. Prepregs of the specimen have been fabricated using the 3D braiding machine through RTM (resin transfer molding) with epoxy as a matrix. Experimentally measured uniaxial tensile properties agreed well with predicted values obtained for two volume fractions.

• Composites Research
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• 제26권6호
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• pp.363-372
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• 2013

RTM (Resin Transfer Molding) 공정을 수치해석하기 위해 Level set 방법과 결합된 확장 유한 요소 법을 적용하였다. 유동 전면 부에서 비연속적인 구배를 가지는 압력을 계산하기 위해 확장 유한 요소 법을 이용하여 계산의 정밀성을 높였다. 확장 유한 요소 법에 이용되는 확장 형상 함수는 Level set 값을 이용하여 정의하였다. 이 확장 형상 함수는 요소를 통과하는 수지 유동 전면부의 위치를 반영할 수 있다. 게다가 Level set 법이 금형 충전 동안 수지 유동 전면부의 위치를 계산할 때 적용되었다. 수지 유동 전면부의 위치를 계산하는 미분방정식은 내연적 특성 Galerkin 유한 요소 법을 적용하여 풀었다. 선형 시스템 계산에서는 IPSAP의 다중 프론트 솔버를 이용한다. 본 연구에서 계산한 해석 값은 이론 값과 비교하여 검증하였다. 계산 효율을 높이기 위해 확장 유한 요소 법과 Level set 방법의 국소화 기법이 제안되었다. 이 기법은 계산 영역을 수지 유동 전면 부 근처의 영역으로 축소한다. 그러므로 전체 계산 양은 최소화될 수 있었다. 이 기법의 계산 효율은 채널 유동 모델을 이용하여 평가된다. 본 연구의 해석 능력을 보여주기 위해 몇 가지 적용 예제를 계산하였다. 첫 번째 예제를 이용해서 복잡하게 흘러가는 수지 전면부의 갈라짐과 합쳐지는 현상 해석하였다. 그리고 금형 내부의 Race-tracking 효과와 기공 생성 현상을 확인하기 위해 복잡한 모양의 구조물을 시뮬레이션 하였다.

• Advanced Composite Materials
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• 제17권2호
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• pp.125-137
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• 2008

FBG (Fiber Bragg Grating) sensors and optical fibers were embedded into CFRP dry preforms before resin impregnation in VaRTM (Vacuum-assisted Resin Transfer Molding). The embedding location was the interface between the skin and the stringer in a CFRP-stiffened panel. The reflection spectra of the FBG sensors monitored the strain and temperature changes during all the molding processes. The internal residual strains of the CFRP panel could be evaluated during both the curing time and the post-curing time. The temperature changes indicated the differences between the dry preform and the outside of the vacuum bagging. After the molding, four-point bending was applied to the panel for the verification of its structural integrity and the sensor capabilities. The optical fibers were then used for the newly-developed PPP-BOTDA (Pulse-PrePump Brillouin Optical Time Domain Analysis) system. The long-range distributed strain and temperature can be measured by this system, whose spatial resolution is 100 mm. The strain changes from the FBGs and the PPP-BOTDA agreed well with those from the conventional strain gages and FE analysis in the CFRP panel. Therefore, the fiber-optic sensors and its system were very effective for the evaluation of the VaRTM composite structures.

• 유변학
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• 제9권3호
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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.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2001년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.43-48
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• 2001

To overcome the disadvantages of conventional excavation technology, various trenchless (or excavation free, or no-dig) repair-reinforcement technologies have been developed and tried. But trenchless technologies so fat developed have some brawbacks such as high cost and inconvenience of operation. In this study, a repairing-reinforcing process for underground pipes with glass fiber fabric polymer composites using VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) has been developed. The developed process requires shorter operation time and lower cost with smaller and simpler operating equipments than those of the conventional trenchless technologies. For the reliable operation of the developed method, a simple method to apply pressure and vacuum to the reinforcement was devised and flexible mold technology was tried. Also, resin filling and cure status during RTM process were monitored with a commercial dielectrometry cure monitoring system, LACOMCURE. From the investigation, it has been found that the developed repairing-reinforcing technology with appropriate process variables and on-line cure monitoring has many advantages over conventional methods.