[논문자료] GFRP 복합재료의 압축성형에서 표면요철에 미치는 성형조건의 영향

출처: 픽사베이

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최근의 자동차 산업은 안전을 고려한 첨단 장치의 장착, 높은 소비자 욕구에 부응하기 위한 주행성능, 내구성능 및 환경규제 등의 만족은 물론 지구온난화 문제의 주된 요인으로 알려진 자동차 배기가스에 대한 감소를 위해 세계 각국의 자동차 회사들은 배기 가스량 저감을 목적으로 한 연비 향상을 위하여 노력하고 있다. 연비 향상을 위한 가장 경제적인 방법은 차체 경량화가 가장 효과적이다.

 

GFRP 복합재료는 비강도(Specific strength : E/ ρ), 비강성(Specific stiffness : E/ρ) 뿐만 아니라 경량화, 성형의 용이성, 생산성 향상 등 여러 면에서 우수하여 오늘날 자동차에서는 꼭 필요한 재료이다. 자동차 경량화 부품 재료로 많이 쓰이고 있는 GFRP 복합재료는 Bumper beam, Front end, Door, Seat structure, Truck steps 등의 내·외장 부품에 적용되고 있다.

 

논문 출처:  https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO201032755114932

 

GFRP 복합재료의 압축성형에서 각각의 성형조건에서 촉침식 표면형상측정기로 성형품 표면의 섬유돌출 높이와 표면거칠기 및 여파굴곡곡선을 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

 

(1) 성형품 표면의 중심선평균거칠기와 여파굴곡곡선의 측정값은 보압하중이 클수록, 탈형 시의 금형온도는 낮을수록 작게 나타났다. 이것은 표면의 섬유돌출 높이 측정값이 보압하중이 증가할수록 작게 나타난 것과 같은 경향으로 나타났다.

 

(2) 성형품 표면의 중심선평균거칠기 값은 서냉보다는 급냉에서 양호하게 나타났으며, 여파굴곡곡선은 급냉보다는 서냉에서 양호하게 나타났다. 또한 성형품의 표면거칠기는 성형 시의 금형온도보다 보압하중이 더 지배적임을 알 수 있다.

 

(3) GFRP 복합재료의 고온압축 유동성형에서 성형품의 표면요철에 영향을 미치는 보압하중과 금형온도의 성형조건에 따라 표면의 섬유돌출 높이와 중심선평균거칠기 및 여파굴곡곡선 값을 정량적으로 예측할 수 있는 관계식을 제시하였다.

 

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오토클레이브 복합재성형이란?

복합재성형 오토클레이브 (CMAS/CMAM/CMAP)

Prepreg를 여러 겹으로 원하는 형상의 몰드에 적층한 후 진공을 유지하기 위해 진공백으로 제품 전체를 포장하여 기체 자압부와 차단하는 공정을 진행합니다. 내부 진공을 유지하게 되면 내부에 있는 수지로부터 발생되는 휘발성분을 제거할 수 있으며 여러 겹의 Prepreg를 접합할 때에도 기포가 발생되지 않아 치밀하게 접합된 제품을 얻을 수 있습니다. 오토클레이브 복합재성형은 등방향 압력을 가하고 가벼운 소재를 통해 금형 제작이 가능해 복잡한 형상의 제품을 제작하는데도 용이합니다.

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