A Study on the Performance Test and Manufacture of the Dielectric Sensor for the Cure Monitoring of the High Temperature Composites

고온 복합재료의 경화 모니터링을 위한 고온 유전센서의 제작 및 성능평가에 관한 연구

As fiber reinforced composite materials are widely used in aircraft, space structures and robot arms, the on-line cure monitoring during the cure process of the composite materials has become an important research area for the better quality and productivity. In this paper, the dielectric circuit of the Wheatstone bridge type for measuring the dissipation factor during cure of thermsetting resin matrix composite materials was designed and manufactured. Also, the dielectric sensor for the cure monitoring of high temperature cure composites was developed and tested. The residual thermal stresses of the dielectric sensor during high temperature cure were analyzed by the finite element method and its dielectric characteristics at high temperature cure were analyzed by the finite element method and its dielectric characteristics at high temperature were evaluated. The on-line cure monitoring of the BMI(Bismaleimide) resin was performed using the developed Wheatstone bridge type circuit and the high-temperature dielectric sensor.

복합재료는 우수한 비강성, 비강도 특성 때문에 기존의 항공우주산업뿐만 아니라 로봇 팔. 공작기계 등에 널리 사용되고 있다. 복합재료 경화중의 온라인 모니터링기법은 생산성 향상 및 품질의 신뢰성 향상을 위하여 매우 중요한 연구분야로 대두되고 있다. 본 논문에서는 휘스톤 브리지식 유전회로를 설계하고 제작하였다. 또한 고온 경화 복합재료에 적용할 수 있는 고온 유전센서를 개발하여 그 성능을 평가하였다. 유한요소해석을 이용하여 유전 센서에 작용하는 열 잔류응력을 계산하였으며, 고온분위기 하에서 유전센서의 유전특성을 평가하였다. 이상에서 개발된 유전회로와 고온 유전센서를 이용하여 BMI(Blsmaleimlde) 수지의 경화모니터링을 수행하였다.