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복합재 압력용기의 구조 성능 및 품질 향상을 위한 공정 변수 최적화 연구
정승민(Seungmin Jeong),박병열(Byeongyeol Park),황태경(Taekyung Hwang) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.12
본 논문은 복합재 압력용기의 구조 성능 및 품질 향상을 도모하기 위한 공정 변수 최적화 연구에 관한 것이다. 복합재 압력용기의 구조 성능에 큰 영향을 미치는 층간 전단 강도는 일반적으로 수지의 섬유 함침성이 클수록 증가하기 때문에 이를 위해 공정 변수의 선정 및 최적화를 실시하였다. 선정된 공정 변수들의 최적조건을 찾기 위해 다구찌법을 이용함으로써 구조 성능 및 품질을 최적화할 수 있었다. 또한 도출된 최적조건의 검증을 위해 추가적인 제작 및 확인 실험을 실시하여 본 연구의 효과를 입증하였다. 결론적으로 습식 필라멘트 와인딩 시 수지 함침성을 최대화하기 위한 수지 점도의 최적조건을 찾는 것이 중요하며, 점도는 온도에 크게 좌우되므로 와인딩 시 온도제어가 필수적이라 판단된다. This paper focuses on the study on manufacturing parameters optimization to improve the structural performance and the quality of composite pressure vessels. Since the interlaminar shear strength which has a great influence on the structural performance is generally improved by increasing the resin impregnation, the manufacturing parameters optimization is performed. To improve structural performance and the quality, the Taguchi method is applied to the searching for the optimum conditions of manufacturing parameters. To verify the effectiveness of this research, the additional manufactures and experiments are conducted. Consequently, in the process of wet filament winding, the searching for the optimum conditions of the resin viscosity is important and the winding temperature should be controlled carefully because of its effects on the viscosity.
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토우프리프레그를 적용한 프리프레그 몰딩 컴파운드의 제조와 성형방법에 대한 연구
김소영(Soyoung Kim),박용민(Yongmin Park),성진아(Jina Sung),정상기(Sangki Chung),황태경(Taekyung Hwang),박병열(Byeongyeol Park),최동현(Donghyun Choi) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.12
프리프레그 몰딩 컴파운드란 일정한 길이와 너비로 절단된 일방향 프리프레그가 무작위 분산되어 있는 소재이다. 이 소재는 복합한 구조의 성형품 제작이 용이하며, 50% 이상의 높은 섬유함량으로 인해 기계적 물성이 우수하다. 본 논문에서는 토우프리프레그를 적용하여 프리프레그 몰딩 컴파운드를 제조하였으며, 이에 대한 성형방법을 연구하였다. 일정한 길이로 절단한 토우프리프레그를 무작위 분산하여 시트 형태로 제작한 후, 압축성형을 실시하여 평판 형태의 성형물을 제작하였다. 압축성형 시 금형 대비 소재 면적비를 각각 60%, 100%로 하여 성형을 실시하였으며, 인장 강도와 인장 탄성율을 측정하였다. 측정 결과, 금형 대비 소재 면적비가 60%인 경우 인장 강도는 338.9±33.0 MPa 이었으며, 100%인 경우의 인장 강도인 214.9±40.4 MPa에 비해 58% 높게 측정되었다. Prepreg Molding Compound is a material randomly distributed unidirectional prepreg slitted and chopped into consistent length. It is easy to fabricate complex geometries. It has superior mechanical characteristics due to high fiber density. This paper studied on fabrication of prepreg molding compound based tow prepreg and molding process. The plate of the prepreg molding compound based the tow-prepreg fabricated by compression molding. To show the effects of mold coverage, the mold filled with the prepreg molding compound with 60% and 100% mold coverage. Tensile strength of the plate with 60% mold coverage is 58% higher than the plate with 100% mold coverage.
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