• 한국건설순환자원학회지
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• 제17권1호
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• pp.10-14
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• 2022

• Composites Research
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• 제28권1호
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• pp.15-21
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• 2015

본 논문에서는 해양레저분야에서의 현재 복합재 적용 현황과 33피트급 아메리카스컵 훈련용 세일링 요트 개발에 대해 기술한다. 항공분야와 달리 해양레저 분야에서의 복합재료는 최근에서야 적용 및 사용이 되기 시작했다. 다양한 해양레저 구조물 중에서도 특히, 아메리카스컵 세일링 경주 요트는 빠른 속도를 내야 하기 때문에 경량화 및 높은 기계적 성능이 요구되고 이에 따라 경주용 요트를 건조함에 있어 탄소섬유의 사용은 필수적이다. 탄소섬유강화 플라스틱 경주용 요트 제작 과정을 정립하기 위해 탄소 돛대와 탄소 요트 선체에 대한 최적화 설계와 생산 공법에 대해 논의되었다. 최종적으로 이렇게 제작된 탄소섬유강화복합재 세일링 요트는 운항시험을 통해 경주용 요트로써의 높은 성능을 보여주었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권12호
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• pp.78-84
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• 2021

Reducing the weight of automobiles is a significant global developmental task. Two materials are used to lighten automobiles: aluminum and CFRP frames. Aluminum is a non-ferrous metal, and CFRP is a composite material. They are lighter and harder than other materials. The two materials were used for the collision analysis. Subsequently, the two cases were compared. Three cases were considered for the collision analysis: head-on collision, partial head-on collision, and side collision at a speed of 60 km/h. The three cases were compared and analyzed considering the materials used to understand the difference between aluminum and CFRP and their collision characteristics.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권4호
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• pp.9-15
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• 2020

Carbon fiber reinforced plastic (CFRP) is a composite material useful in the aerospace and automotive industries because of its light weight and high strength. In this study, side milling tests were carried out using AlCrN, diamond-like carbon (DLC), and diamond-coated end mills. Additionally, a comparison study according to the cobalt content was conducted. Thus, tool wear and surface quality were examined and the influences of using coating and a certain material type were analyzed. The surface roughness of the machined surface was measured. Microscope observations revealed that the CFRP fiber at the machined surface was not damaged even at a cutting distance of 3,000 mm. Therefore, this study showed that the diamond-coated end mill containing 6% cobalt is appropriate for milling CFRP.

• Composites Research
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• 제36권1호
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• pp.1-15
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• 2023

미래모빌리티의 발전 기대에 따라 에너지 소비 절감에 대한 수요가 증가하고 있다. 경량구조용소재는 온실가스 배출 감소 및 에너지 효율 향상을 위한 방안으로 알려져 있다. 특히, 섬유강화복합재료(FRP, fiber reinforced polymer composite)는 뛰어난 기계적 특성 및 낮은 무게로 인해 기존 합금을 대체할 수 있는 소재로 주목받는다. 본 논문에서는, 탄소섬유강화복합재료(CFRP, carbon FRP) 및 자기강화복합재료(SRC, self-reinforced composite)의 산업 적용 및 연구 동향을 강화재, 고분자 매트릭스 및 공정에 기반하여 검토하였다. 항공분야에서 주로 활용되는 에폭시 수지 기반 오토클레이브 공법의 높은 공정단가 및 긴 제조시간을 극복하기 위하여, 속경화성 에폭시 수지를 이용한 고압수지이송성형 공정으로 CFRP가 적용된 전기자동차의 양산을 보고하였다. 또한, 탄소섬유복합재료의 재활용 이슈를 해결하기 위한 열가소성 수지 기반 CFRP 및 계면 향상 방안들이 재료 및 공정 측면에서 검토되었다. FRP의 우수한 기계적 특성을 유도하는 주요한 요인으로 알려진 완벽한 매트릭스-강화재 계면을 형성하기 위하여, 고분자 섬유에 동일한 매트릭스를 함침시킨 SRC에 대한 연구들이 보고되고 있다. 다양한 열가소성 고분자에 기초한 SRC의 물리적 및 기계적 특성들을 고분자 배향 및 복합재료 구조 측면에서 검토하였다. 또한, 고연 신 폴리프로필렌 섬유 기반 SRC의 공정창 확장을 위한 공중합체 매트릭스 전략이 논의되었다. 경량구조용소재의 CFRP 및 SRC 적용은 미래모빌리티의 에너지 효율 향상에 대한 잠재적인 선택을 제공할 수 있다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1391-1392
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• 2010

• 풍력에너지저널
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• 제14권3호
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• pp.83-90
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• 2023

The purpose of this study is to evaluate the inter-laminar fracture toughness characteristics of CFRP pultrusion spar cap materials reinforced with non-woven glass fabric. Test specimens were fabricated by the infusion technique. A non-woven glass fabric and artificial defects were embedded on the middle surface between two pultruded CFRP panels. Double cantilever beam (DCB) and End Notched Flexure (ENF) tests were performed according to ASTM standards. Fracture toughness and crack propagation characteristics were evaluated with load-displacement curves and delamination resistance curves (R-Curve). The fracture toughness results were calculated by compliance calibration (CC) method. The initiation and propagation values of Mode-I critical strain energy release rate value G_Ic were 1.357 kJ/m2 and 1.397 kJ/m2, respectively, and Mode-II critical strain energy release rate values G_IIc were 4.053 kJ/m2 for non-precracked test and 4.547 kJ/m2 for precracked test. It was found that the fracture toughness properties of the CFRP pultrusion spar-cap are influenced by the interface between the layers of CFRP and glass fiber non-woven.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.165-171
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• 2019

오늘날 공학과 기술은 스포츠 분야에 많은 영향을 미치고 있다. 스포츠의 속성인 경쟁은 스포츠선수 뿐만이 아니라 스포츠용품에 있어서도 보다 높은 성능을 요구하게 된다. 특히 모터스포츠분야는 성능과 안전이라는 측면에서 오래전부터 스포츠와 기술의 융합이 자연스럽게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 모터스포츠와 일반 자동차튜닝 시장을 겨냥한 카본 버킷 시트(Bucket seat)의 개발을 위하여 유한요소해석을 통해 구조강도 평가를 시행하였다. FIA($F\acute{e}d\acute{e}ration$ Internationale de l'Automobile)의 규정을 기본 설계와 강도평가에 적용하였으며, 복합소재의 특성을 고려한 유한요소 모델링과 CFRP 라미네이트(Carbon Fiber Reinforced Plastic Laminate)의 적층각도와 적층수에 따른 시트의 강도를 Tsai-Wu Failure index를 구하여 평가하였다. 해석 결과 3mm의 폼코어를 적용한 $[0^{\circ}/30^{\circ}/60^{\circ}/90^{\circ}/-30^{\circ}/-60^{\circ}]_4$인 적층이 다른 실험조합에 비하여 무게와 강도 면에서 만족할 만한 성능을 나타내고 있어 최적 적층으로 선정하였다.

• Composites Research
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• 제36권6호
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• pp.441-447
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• 2023

최근 경량 소재에 대한 수요 증가로 기존 금속과 복합재간 접합 관심이 지대하다. 리벳팅과 같은 볼트 체결인 기계적 결합의 경우 응력 집중, 균열 및 박리가 발생함에 따라 접착제를 사용한 화학적 결합이 주목받고 있다. 본 논문에서는 접착제의 접합강도 향상을 위해 레이저 및 플라즈마 표면처리를 진행하였으며, 이에 대한 접착특성을 평가하고자 한다. 접합강도 실험을 위해 흔히 자동차용 소재로 사용되는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP), CR340(Steel)과 Al6061(Aluminum)을 실험 소재로 선정해 레이저 및 플라즈마 표면처리를 진행 후 단축전단강도를 측정하였다. 플라즈마 표면처리 후 CFRP-CR340 및 CFRP-Al6061 이종소재 시편에서 각각 접합강도가 7.3% 및 39.2% 향상되었다. CR340-Al6061 시편은 레이저 표면처리에서 기준 시편대비 56.2% 증가하였다. 플라즈마 표면처리 후 표면자유에너지(SFE)가 향상되었는데 이는 화학반응 메커니즘을 통해 손상을 최소화해 접합강도 향상을 나타낸 것으로 사료된다. 레이저 표면처리는 물리적 표면처리로 거친 접합 표면 생성으로 인해 mechanical interlocking 효과로 인해 접착 강도가 향상된 것으로 사료된다. 본 연구를 토대로 실제 구조물 파손의 대표적인 원인인 피로파손을 예방하기 위해 장기 피로시험을 진행 할 예정이다.

• Composites Research
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• 제26권5호
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• pp.295-302
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• 2013

본 연구에서는 차량용 Al5052/CFRP 복합재를 U-채널 몰드에서 컴프레션 몰딩 공정을 통해 제작하였다. Al5052는 샌드블라스팅을 통해 표면처리를 하였다. 표면처리를 하지 않은 판재와 표면거칠기(Ra)가 $1.85{\mu}m$ 및, $4.25{\mu}m$인 Al5052판재를 이용하여 실험을 수행하였다. 표면거칠기가 Al5052/CFRP 복합재의 접착성과 기계적 특성에 대한 영향을 전단시험과 굽힘실험을 통하여 평가하였다. 전단 시험에서는 표면거칠기가 $1.85{\mu}m$ 와 $4.25{\mu}m$ 시험편이 표면처리를 하지 않은 시험편보다 각각 3, 5배의 전단강도의 증가를 보였다. 굽힘시험에서는 표면처리를 하지 않았을 때 굽힘강도가 200 MPa에서 표면처리 후 400 MPa로 증가함을 알 수 있었다.