In this study, a seat cross member was fabricated by optimizing the resin transfer molding processing of CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics) materials. This seat cross member is used in automotive underbody parts and provides side impact support. The seat cross was manufactured via vacuum resin transfer molding. The process included 1min of resin injection, 8 mins of heating, and 1 min of cooling, for a total molding time of 10mins. Tensile test results showed an average breaking load of 21.50kN, a tensile strength of 404 MPa, and an elastic modulus of 46.2 GPa. As a result, the CFRP seat cross provides the same strength as a similar steel part, but weighs 42% less.
In this study, a UV-cured GFRP molding is made using a combination of hand lay-up and resin transfer molding, and its properties are analyzed. The molded plates produced using various vacuum pressures (0 mmHg, -450 mmHg, and -760 mmHg) are examined via a comparison of hand lay-up molding and resin transfer molding. Tests are conducted by processing tensile specimens (ASTM D-5083), flexural test specimens (ASTM D-790), and ILSS test specimens (ASTM D-2344) according to each ASTM standard with a molded plate. Similarly, the UV-cured GFRP molding is compared against GFRP using epoxy. It was confirmed that the mechanical strengths of all the specimens increased when the vacuum pressure was increased and when UV curing was applied. This is believed to be because as the vacuum pressure increases, the pores of the cured specimen are removed, thereby reducing defects, and the bonding force between the glass fiber and the resin is stronger than that of the epoxy resin. It is expected that if resin transfer molding methods and UV-cured resins are used for molding GFRP composites in industry, products with better mechanical properties and faster curing time will be produced.
VaRTM(Vacuum assisted resin transfer molding)과 VAP(Vacuum assisted process) 공정은 RTM(Resin transfer modling) 공정의 한 종류로서, 대형구조물을 저가에 제작할 수 있는 대표적인 탈 오토클레이브(OOA, Out of Autoclave) 공정이다. 본 논문에서는 VaRTM과 VAP 공정을 상호 비교하기 위하여 수지 충진시험을 진행하였으며, 충진과정과 치수 안정성 등을 상호 비교하였다. 또한, 충진과정을 모사할 수 있는 해석기법을 개발하였으며, 유전센서를 사용하여 수지의 유동선단을 검출하여 이를 해석결과와 상호 비교하였다. 수지 충진시험 결과, 복합재 평판의 총 충진시간은 VAP공정은 48분, VaRTM 공정은 145분으로 측정되어, VAP 공정에 의한 충진시간이 VaRTM 대비 약 67% 단축되었으며, VAP공정이 VaRTM 공정에 비해 복합재 평판의 두께조절능력과 균일도가 우수함을 확인하였다.
Long Period Gratings (LPG) is currently receiving considerable attention because of their consistent measuring results fur pressure, temperature, strain and flow. LPG is easier to prepare and has a high sensitivity compared with Fiber Bragg Gratings (FBG). In addition, this kind of optical fiber sensors could be used for implementations in various structures. In this paper, LPG was used to monitor in situ the resin flow and the curing process in VARTM (Vacuum Assisted Resin Transfer. Molding). In order to demonstrate the effectiveness of the method, FBG is inserted into the glass mat to monitor the resin flow using optical spectrum analyzer (OSA). The curing reactions in VARTM are also observed using the same method. From the results, the attenuation wavelength shift and the loss change of attenuation band can be obtained from the status of the RTM (Resin Transfer Molding) sample owing to the internal variations of the .effective index, temperature, and pressure. It is shown that the proposed LPG is more effective in monitoring the curing reaction than FBG.
RTM 공정에 의하여 생성된 제품은 microvoids의 함유량에 의하여 기계적인 물성치에 큰 영향을 받는다. 본 연구에서는 이러한 microvoid의 형성과 이동을 실험적으로 관찰할 수 있는 방법을 제시하였다. Vacuum assisted RTM공정에서 유동선단에서의 microvoid의 형성과 이동을 DV camera로써 관찰을 한 후, 그것에서 void의 함유량을 구하고, 실험에서 얻어진 결과로 microvoid model에 필요만 factor들을 얻어낼 수 있었다. 이렇게 하여 얻어진 결과를 다시 실험적인 결과와 비교함으로써 서로 일치하는 결과를 얻어낼 수 있었다. 이번 연구에서 얻어진 결과를 수학적인 모델에 대입함으로써 VARTM 공정 중 microvoid의 함유량을 예측할 수 있다.
The composite composed of glass fabric and BMI resin was fabricated using resin transfer molding(RTM) process. it will be used as a supporting plate of transformer coil for high speed train. To develop a RTM process, permeability of preform was measured and resin properties like a viscosity and gellation time were checked. A resin pre-heating system and a mold system were also designed and developed. Using a vacuum-assisted RTM process, the composite supporting plate was successfully fabricated.
본 연구에서는 자동차 구조물의 경량화를 위해 자연섬유 복합재료를 적용하여 차량용 패널의 구조 설계 및 해석을 수행하였다. 구조 설계를 위해 Flax/vinyl ester 복합재료를 적용하였다. 섬유 복합재 패널의 제조공법은 VARTML(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding-Light) 제조공법이 적용되었다. 구조 설계 후 충돌에 의한 구조물의 안전성을 분석하기 위해 충돌 실험을 수행하였다. 충돌 실험은 유럽 보행자 보호 기준에 맞게 수행하였으며 해석 결과를 검증하기 위하여 시편을 제작해 충격 실험을 수행하였다. 또한 충격 손상 후 구조물의 잔류강도를 측정하기 위해 손상을 가한 시편의 압축강도 실험을 수행하였다.
본 연구에서는 차량용 본넷의 구조 설계 및 해석을 수행하였다. 구조 설계를 위해 아마/비닐 에스테르 복합재료가 적용되었다. 아마 섬유 복합재 본넷의 제조공법은 VARTML(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding-Light) 제조공법이 적용하였다. VARTML 공법은 한쪽 면은 견고한 금형을 사용하고 다른 면은 진공과 함께 유연한 금형을 사용하여 압력차를 이용하여 내부에 적층된 섬유에 수지를 신속하게 함침 시켜 성형하는 방법이다. 아마/비닐 에스테르 패널로 부터 시편을 가공하여 재료의 기계적 물성치를 획득하기 위한 시편 시험을 수행하였다. 이를 기반으로 자동차 본넷의 구조 설계를 수행하였다.
International Journal of Aerospace System Engineering
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제1권1호
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pp.21-28
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2014
In this study, an investigation on mechanical properties of flax natural fiber composite is performed as a precedent study on the design of eco-friendly structure using flax natural fiber composite. The Vacuum Assisted Resin Transfer Molding-Light (VARTML) manufacturing method is adopted for manufacturing the flax fiber composite panel. The VARTML is a manufacturing process that the resin is injected into the dry layered -up fibers enclosed by a rigid mold tool under vacuum. In this work, the resin flow analysis of VARTM manufacturing method is performed. A series of flax composite panels are manufactured, and several kinds of specimens cut out from the panels are tested to obtain mechanical performance data. Based on this, structural design of chemical storage tank for agricultural vehicle was performed using flax/vinyl ester. After structural design and analysis, the resin flow analysis of VARTM manufacturing method was performed.
본 연구는 목재 및 파티클보드의 기계적 성질들을 향상시키기 위해 유리섬유를 VARTM 방법에 의해 보강한 복합소재에 대해 조사하였다. 시편들은 상업용 파티클보드 및 간벌소경재로 생산된 목재로 제작하였다. 시편들은 대조구(control)와 유리섬유로 보강된 목재/파티클보드 사이의 변이를 줄이기 위해 제재목과 파티클보드를 각각 길이 방향으로 둘로 잘라 한쪽은 대조구 시편으로 사용했고, 다른 한쪽은 한 층의 단축방향으로 짠 유리섬유 조방사로 시편의 양면을 보강하였다. 목재 및 파티클보드를 VARTM 방법에 의해 유리섬유로 보강한 복합소재는 기계적인 성질들이 크게 향상되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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