액상주입성형 공정 중 섬유다발의 변형에 대한 연구

Abstract

액상주입성형공정(LCM)은 제조공정 상의 이점과 경제적 이점으로 인해 복합재료 제조 산업에서 각광을 받고 있고, 기존의 공정을 대체해 나가고 있다. 하지만 수지 주입 공정에 있어 유량과 투과성에 관한 연구가 더 수행될 필요가 있다. 투과성계수는 수지 주입 공정과 충진 시간을 이해하는 중요한 파라미터이기 때문이다. Darcys law에 따르면 투과성계수는 유량과 유량의 변화에 따른 섬유 다발의 형상 변화에 따라 변화가 일어나게 된다. 따라서 본 연구에서는 섬유 다발의 형태와 수지 주입 압력의 변화에 따른 유량이 투과성에 영향을 미칠 것이라 예상하며 실험을 수행하였다. 실제LCM 공정과 유사한 조건의 실험기구를 제작하여 공정 진행 중 측면에서 섬유다발의 변화를 관찰하였으며, 유량이 증가함에 따라 섬유다발의 형상이 변화하였고 결과적으로 투과성계수가 증가함을 확인할 수 있었다.

Liquid Composites Molding(LCM) is one of the most effective manufacturing method in terms of cost and processes so it has been substituting existing processes such as autoclave, pultrusion, filament winding. However, we need to study for the relation between volume flow rate and permeability during impregnation further because the permeability is a key parameter to figure out the impregnation process of resin and the impregnation time. According to Darcys law, permeability is proportional to volume flow rate and volume flow rate influences on fiber-tow geometry. Therefore this study has been conducted on the assumption that fiber-tow geometry and volume flow rate influenced by injection pressure would affect permeability. Experimental apparatus similar to an actual LCM process was made and the cross section pictures of the process during impregnation were taken. As volume flow rate increases, fiber-tow geometry is changed. As a result, that permeability is increased is confirmed.