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- 저자 : 김성우 이기준 ( Seong Woo Kim Ki Jun Lee ) (검색결과 5 건)
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이미혜,이기준,김성우,박찬석,민남홍 한국화학공학회 1997 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.35 No.3
사출성형품에서 자주 발생되는 뒤틀림은 성형품 전체에 걸친 불균일한 수축 분포로 인하여 나타나는 현상으로서 제품의 수명을 단축시키기 때문에 가장 심각한 문제점으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 섬유강화 사출성형품에서의 수축과 뒤틀림 현상의 특성을 이해하고, 또한 이들을 감소시킬 수 있는 조건을 찾기 위하여 30wt%의 유리섬유가 함유된 PBT수지를 사용한 사출성형 실험과 함께 사출성형공정 해석용 software인 Moldflow(Series 9.02)를 이용한 수치 모사를 수행함으로써 수축과 뒤틀림 현상에 대하여 공정조건의 변화, 성형품의 구조 변화 및 섬유배향에 따른 영향을 고찰하였다. 그 결과 밑면이 없는 직육면체 구조의 성형품의 경우 짧은 면이 긴 면보다 뒤틀림이 더 많이 일어났으며, 공정조건의 변화에 대하여 짧은 면보다 긴 면이 더욱 크게 영향을 받았다. 그리고 실험결과에서 사출속도가 증가함에 따라 뒤틀림이 증가하였으나, 보압 증가에 따라 뒤틀림은 다소 감소하였으며, 수치모사에서도 이와 같은 경향을 잘 예측하였다. 특히 본 실험에서 사용한 3차원 구조체의 경우, 모서리 부분에서 온도 분포를 균일하게 유지하는 것이 뒤틀림을 억제하는데 가장 중요하다는 것을 알 수 있었으며, 이를 위해서 직육면체 공동의 내부 냉각 온도를 외부 온도 보다 낮게 유지하는 것이 효과적이었다. 이상으로부터 뒤틀림의 주원인은 섬유배향과 모서리 효과라는 것을 밝힐 수 있었다. The warpage phenomena occurring frequently in the injection molded parts due to the inhomogeneous distribution of shrinkage are known as serious problems because those may shorten the life cycle of the product. Therefore, in this study the effect of the change of process condition, the change of the structure of injection molded parts and fiber orientation on shrinkage and warpage were investigated by performing an injection molding experiment using PBT (polybutylene terephthalate) resin including 30 wt% glass fiber and a numerical simulation using Moldflow(series 9.02) software. From this study, it was found that the degree of warpage of the short sides was higher than that of the long sides in three dimensional molded parts, whereas the change of the process condition had more significant effect on the long sides rather than short sides with respect to degree of warpage. In addition, the experimental results showed that the degree of warpage increased with the increase of injection rate, but that of warpage decreased with the increase of packing pressure. And numerical simulation could adequately describe experimental results with a similar tendency. Especially, it was revealed that homogeneous temperature distribution over the comer of the three dimensional injection molded parts was the most crucial condition in order to minimize degree of warpage. It was effective to keep the cooling temperature of the inner side of the cavity lower than the outer one. Conclusively, fiber orientation and corner effect were found to be the principal causes of warpage from this study.
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남재도,이기준,김성우 한국화학공학회 1997 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.35 No.3
기존의 수지이동성형(RTM) 공정으로는 성형공법상의 문제점으로 인해 수지의 충전 및 경화단계에서 발생된 기공을 효과적으로 제거하기 어려우며, 또한 섬유 부피함량이 높은 고성능 복합재료 제조의 적용에 한계가 있다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 압력용기(autoclave)를 이용한 새로운 ARTM(Advanced Resin Transfer Molding)공정 시스템을 개발하였다. 초기에 금형내부를 적절한 진공상태로 유지하면서 충전 이후 경화단계에서는 압력용기에 의한 외부압력으로 굳힘 (consolidation) 효과를 유도함으로써 기공이 효과적으로 제거되었을 뿐만 아니라, 55±2%의 고섬유 부피 함량을 갖는 탄소섬유/에폭시 복합재료를 성형할 수 있었다. 수지 충전 압력 및 굳힘 압력은 압력용기에 의해서 연속적으로 조절되었다. 또한 고성능 복합재료 제조를 위한 ARTM 공정변수와 성형품의 구조적 특성과의 관계를 규명하기 위하여, 굳힘 압력, 수지 함량 조절, 그리고 표면 형질재 등의 공정변수가 기공생성에 미치는 영향을 ARTM 성형 실험을 통하여 조사하였다. 시로 다른 구조를 갖는 여러 섬유직조망에 대한 등방성 및 비등방성 투과성 계수를 유동 가시화 실험을 통하여 정량적으로 결정하였으며, 유한요소/관할부피 방법을 도입한 수치모사를 이용하여 ARTM 공정의 충전 및 경화단계에서 유동선단의 위치와 탄소섬유/에폭시계의 경화도를 예측하였다. Conventional RTM process is limited use for the production of advanced composite materials, since RTM process due to its inherent processing problems has difficulties in effectively removing voids formed during resin filling and curing stage as well as loading high fiber volume. In this work, Advanced Resin Transfer Molding(ARTM) process using autoclave was developed to overcome problems such as low fiber content and void formation encountered in conventional RTM. The experimental results showed that void-free epoxy/carbon fiber composites of 55±2% fiber volume fraction could be produced by the ARTM process only when internal vacuum was initially applied and consolidation effect was induced by the autoclave pressure. In ARTM process, the mold-filling pressure and the consolidation pressure were controlled by the autoclave in a continuous fashion. In addition, the processing variables of consolidation pressure, resin bleeding, and surface formers were investigated to identify the ARTM processing and structural characteristics for high performance composite materials. Visualizing the resin-front advancement, isotropic or anisotropic permeabilities of several reinforcement fabrices were collectively determined based on Darcy's law. A finite element/control volume method was used to predict the flow front advancement and degree of cure during the ARTM process.
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