Microsoft Word - 1.A S[추계]-수정

Size: px

Start display at page:

Download "Microsoft Word - 1.A S[추계]-수정"

서민 윤
5 years ago
Views:

1 Trans. Korean Soc. Mech. Eng. A, Vol. 38, No. 8, pp. 849~855, < 학술논문 > DOI ISSN (Print) (Online) 평직직조방법을적용한 GFRP Sheet 제조에관한연구 김진우 * 김형석 * 이정훈 * 이동기 * * 조선대학교기계시스템공학과 Manuacturing o GFRP Sheet Using Plain Weaving Method Jin Woo Kim *, Hyoung Seok Kim *, Jung Hoon Lee * and Dong Gi Lee * * Dept. o Mechanical System Engineering, Chosun Univ., (Received March 31, 2014 ; Revised May 24, 2014 ; Accepted May 26, 2014) Key Words: Plain Weaving Method( 평직직조방법 ), GFRP Sheet( 섬유강화고분자복합판재 ), Degree o Impregnation( 함침도 ), Degree o Nonhomogeneity( 불균질도 ), Fiber Content Ratio( 섬유함유율비 ) 초록 : 유리섬유강화플라스틱복합재료의압축성형시, 모재와유리섬유의분리없이유동성이우수하고, 불균질한섬유배향이없는 GFRP 복합재료개발에관한체계적인연구결과는미흡한실정이다. GFRP 복합재료를사용하여, 자동차부품성형시발생하는불균질도와섬유배향발생을억제하는많은연구를해왔으나아직해결되고있지않다. 본연구에서는위의문제점들을해결하기위해섬유유동성이뛰어나고, 섬유배향이발생하지않고, 불균질성이없으며, 구조안정성, 함침도, 기계적특성및재활용성등이우수한유리섬유강화플라스틱프리프레그를제조하여, 수직교차형평직직조방법을적용하여, GFRP(Glass Fiber Reinorced Plastic) Sheet 를제조한다. Abstract: The GFRP composite is used or hot press low molding o automotive components, and the dierent low rates o iber and plastic are likely to induce iber orientation and inhomogeneity in the material. However, very limited systematic research studies are available on composite materials with superior low homogeneity and optimized iber orientation. The inhomogeneity and iber orientation issues o GFRP composites have still not been resolved through research. The plain weaving method applied to the GFRP prepreg can improve its recyclability, inhomogeneity, iber low, structural stability, iber deormation, surace smoothness, degree o impregnation, and other mechanical properties. The need or more detailed and thorough studies is evidenced. 1. 서론 최근자동차관련기술개발의동향은자동차연비향상등을위한경량화, 자원재활용을위한리사이클링, 부품의모듈화, 차체수명연장, 안정성향상, 배기가스의정화, 소음방지, 전기및하이브리드자동차등에대한폭넓은연구개발투자가이루어지고있다. 자동차의경량화방안은우수한물성을갖는경 이논문은 2014 년도대한기계학회생산및설계공학부문춘계학술대회 ( , 라마다프라자호텔 ) 발표논문임 Corresponding Author, dglee@chosun.ac.kr C 2014 The Korean Society o Mechanical Engineers 량재료의개발과기존재료의제조방법개선을통한기계적성질을향상시키는방법등이있으며, 이를위해사용되는재료로알루미늄 (Al) 합금, 마그네슘 (Mg) 합금, 티타늄 (Ti) 합금, 철강재료등의금속재료외에플라스틱소재에유리섬유로강화한플라스틱복합재료등이있다. 플라스틱복합재료는모재와강화재의종류및형태에따라기계적물성이변화한다. 각종플라스틱복합재료중에서열가소성수지를모재로한재료는리사이클이가능하고, 최종처리로써소각도용이하다. 이재료는비중이작기때문에자동차구조부품의경량화에유효하고비강도, 비강성, 충격강도등의기계적특성이뛰어나다. (1,2) 자동차용플라스틱복합재료로실용화되어폭넓

2 850 김진우 김형석 이정훈 이동기 게이용되고있는복합판재는모재 (Matrix) 를폴리프로필렌 (PP), 강화재 (Reinorcement) 를유리섬유매트로한유리섬유강화플라스틱복합재료인 GMT(Glass Mat reinorced Thermoplastics) Sheet 가있다. 종래의 FRP(Fiber Reinorced Plastic) 나 SMC (Sheet Molding Compound) 대신프레스성형재료로써, 열가소성수지를모재로하여유리섬유로강화한하이브리드성형재료이다. GMT Sheet 는자동차의경량화를위해, 자동차내 외장주요부품인범퍼빔 (Bumper back beam), 엔진언더커버, 헤드램프커버, 흙받이, 시트프레임등으로사용되고있다. (3,4) 현재, GMT Sheet 를이용한각종부품생산현장의프레스성형에서는시트재료를제품형상에필요한크기로절단한블랭크 ( 약 200 ) 를금형 ( 약 ) 에넣고, 고압 ( 약 MPa) 으로압축성형한후급냉하여성형된다. 이때, GMT Sheet 의가장큰문제점은재료를열압축성형하면, 모재와유리섬유의유동속도차가발생한다. 특히강화재인유리섬유매트는섬유끼리엉켜있어성형품의끝부분까지섬유가유동하기어렵다. 이로인해, 성형품이불균질하게되고섬유배향이이방성이된다. 결국성형품의기계적특성, 물성등에나쁜영향을미치게된다. 또한유리섬유매트를강화재로사용하는플라스틱복합재료는섬유함유율이높을수록폴리프로필렌이유리섬유를감싸는함침도 (Degree o impregnation) 가낮아, 충격시박리가발생하여충돌에너지흡수성능이저하되게된다. 이와같은문제점과관련하여, 일방향섬유강화복합재료의강도계산, 섬유배향상태의정량적측정, 유리섬유강화플라스틱복합재료의압축성형시섬유배향과불균질도의상관관계, 섬유함유율및섬유배향상태가복합판재의인장강도에주는영향, 열가소성수지가장섬유매트속으로함침되는복합판재의연속제조공정, 수학적모델링, 수지와유리섬유매트의물성을측정하여함침도를높이는주요인자등의연구가진행됐다. 그러나유리섬유강화플라스틱복합재료의압축성형시발생하는불균질도와섬유배향발생을억제하는많은연구를하여왔으나아직까지해결되지않고있다. 본연구에서는위의문제점들을해결하기위해섬유유동성이뛰어나고, 섬유배향이발생하지않고, 불균질성이없으며, 구조안정성, 함침도, 기계적특성및재활용성등이우수하도록첫째, 유리 섬유로빙 (Roving) 과폴리프로필렌을사용하여 GFRP(Glass Fiber Reinorced Thermoplastic) 프리프레그를만든다. 둘째, 이프리프레그를수직교차형평직직조방법 (Plain weaving method) 을적용하여 GFRP Sheet 를제조하고기계적특성평가를수행했다. 2. 이론 2.1 유리섬유와폴리프로필렌의함침도 GFRP 프리프레그의모재인폴리프로필렌과강화재인유리섬유의함침도를계산하기위해, 미세조직관찰을위한시편은마운팅한다. 마운팅된시편은 SEM 측정을위해, 폴리싱한다. 진동연마를통해표면을깨끗하게한후, 최종연마된시편은 Pt 코팅을한다. 이와같이제조된시편을주사전자현미경 (FE-SEM; Field Emission Scanning Electron Microscope) 으로관찰하여시편의함침된섬유수를센다. 시편의함침도는다음식과같이계산한다. (5) Number o impregnated iber D i = (1) Number o total iber 2.2 GFRP 프리프레그의인장강도 GFRP 프리프레그의섬유길이방향인장강도는섬유와모재의인장강도를각각고려하여, 프리프레그의섬유체적비로부터계산할수있다. GFRP 프리프레그의섬유길이방향인장강도는다음식과같이계산한다. (5) σ = ν σ + ( 1 ν ) σ (2) 여기서 m σ, σ 은섬유와모재의인장강도, m 섬유체적비이다. ν 는 2.3 압축비및섬유함유율비 GFRP 프리프레그와 GFRP Sheet 를각각프레스의평행판사이에끼우고, 하중을가해열압축성형후의압축비는다음식과같이계산한다. (6) R cr h = 1 (3) h 0 여기서 h 0, h 는성형전 후의두께이다. 섬유함유율비는다음식과같이계산한다. (6~8) q Q r = (4) q 0 여기서 q 0, q 는성형전 후중량섬유함유율이다.

평직직조방법을적용한 GFRP Sheet 제조에관한연구 851 Fig. 2 Schematic diagram o pultrusion process Fig. 1 Distribution o the iber content ratio 2.4 불균질도 GFRP 를프레스로열압축성형하면플라스틱과유리섬유의분리가심할수록불균질하게되어, Fig.

(1) Area o hatched region Γ = (7) B 1 여기서 Γ 는무차원수이며, 0 에서 1 사이에있으 나 0 에가까워지면성형품은균질에가깝다. 3. 실험 3.1 GFRP 프리프레그제조 GFRP 프리프레그를제조할때사용되는펄트루전성형장치를 Fig. 2 에나타냈다.

스풀로부터공급되는로빙섬유 ( F i l a m e n t diameter: 24μm, Roving linear weight: 2,310 tex) 가통과하는수지함침장치속에는브레이크바 (Break bar) 가있다. 브레이크바는섬유의진행방향을바꿔, 수지의함침을촉진시킨다. 로빙섬유의각필라멘트를약간흩어지게하여, 수지가섬유내부로잘흡수되도록한다.

3 평직직조방법을적용한 GFRP Sheet 제조에관한연구 851 Fig. 2 Schematic diagram o pultrusion process Fig. 1 Distribution o the iber content ratio 2.4 불균질도 GFRP 를프레스로열압축성형하면플라스틱과유리섬유의분리가심할수록불균질하게되어, Fig. 1 과같이섬유함유율비와유동거리의관계를 2 차함수그래프로나타낼수있다. 성형품은플라스틱과유리섬유의분리가심해질수록, 사선부분의영역이더크게되어, 불균질함을알수있다. 섬 유함유율분포곡선 Q 을 2 차함수로하고, 계수 r c 1, c 2, c 3 를최소자승법으로구한다. 사선의면적을계산하여, 성형품불균질의정도를나타내는불균질도는다음과같이계산한다. (1) Area o hatched region Γ = (7) B 1 여기서 Γ 는무차원수이며, 0 에서 1 사이에있으 나 0 에가까워지면성형품은균질에가깝다. 3. 실험 3.1 GFRP 프리프레그제조 GFRP 프리프레그를제조할때사용되는펄트루전성형장치를 Fig. 2 에나타냈다. 펄트루전성형작업은로빙스풀 (Spool), 수지함침장치 (Resin bath), 형상제어장치 (Shape preormer), 가열금형 (Heated die), 당김장치 (Puller) 및절단기 (Cut-o) 등으로구성된다. 형상제어장치의길이는 1.5 m, 가열다이의길이는 6 m, 다이노즐두께는조절할수있도록제작했다. 스풀로부터공급되는로빙섬유 ( F i l a m e n t diameter: 24μm, Roving linear weight: 2,310 tex) 가통과하는수지함침장치속에는브레이크바 (Break bar) 가있다. 브레이크바는섬유의진행방향을바꿔, 수지의함침을촉진시킨다. 로빙섬유의각필라멘트를약간흩어지게하여, 수지가섬유내부로잘흡수되도록한다. 수지가함침된로빙섬 Fig. 3 SEM photograph o prepreg cross section (Fiber content 40 wt%) 유는형상제어장치를거치면서, 펄트루전될제품의모양에가깝도록점진적으로변형된다. 그리고가열된금형을통과하면서프리프레그로경화된다. 금형을빠져나온프리프레그는당김장치에의해연속적으로당겨진다. 성형된프리프레그는크릴 (Creel) 에감겨진후, 절단되어최종완성된다. 본연구에서가열부의다이온도를일정하게유지하기위해, 예열한후실험했다. 로빙섬유의각필라멘트사이에수지가함침이잘되는조건을찾기위해, 프리프레그의두께와다이온도및당김속도를변화시키면서실험했다. 프리프레그의섬유함유율은 40 wt% 이며, 제품의두께는약 1 mm 로했다. 펄트루전공정에의해제조된, 프리프레그의모재와유리섬유가함침된단면을 SEM 사진으로 Fig. 3 에나타냈다. 3.2 GFRP 프리프레그수직교차평직직조방법본연구에서제조한 GFRP 프리프레그와시판되고있는 GMT Sheet 의섬유함유율비를구하여, 불균질도를계산했다. 각각의압축성형시, 성형온도 200, 압축속도 14.4 mm/s, 압축비 0.5 로했다. 섬유함유율비는연소법 (Burning method) 으로전

4 852 김진우 김형석 이정훈 이동기 기로에서해당영역을 620 로 30 분간가열및연소했다. 연소후의무게를정밀전자저울로측정하고, 이측정값을 5 회평균하여실험값으로했다. 시판되고있는 GMT Sheet 의모재는폴리프로필렌, 강화재는유리섬유매트, 섬유함유율은 40 wt%, 두께는 3.8 mm 이다. 섬유의밀도는 2.55 g/cm 3, 폴리프로필렌의밀도는 0.9 g/cm 3 이다. 강화섬유의방향은 GFRP 복합재료의기계적강도를결정하는데중요한역할을한다. 섬유가일방향으로배향된복합재료의경우, 일방향섬유의수직방향에비교하여일방향섬유의길이방향으로는유동성이현저히저하된다. 그러므로본연구에서는모재와섬유의유동속도차로인한불균질과섬유배향을발생시키지않기위해, 프리프레그직조를평직으로제조했다. 프리프레그직조는가로축의프리프레그와세로축의프리프레그를 1:1 로교차되도록수직교차형평직직조방법을적용했다. 3.3 프리프레그미세조직관찰로빙섬유는유리섬유의생산공정시, 필라멘트를꼬임없이여러가닥으로뽑아낸 Direct roving 을사용하였다. 실험값은시편당 5 회관찰후평균을구했다. 섬유함유율비, 불균질도및함침도를구하기위해, 시편의미세조직을주사전자현미경으로관찰했다. 모재와섬유의함침도를계산하기위해, 미세조직관찰을위한시편은에폭시수지 (Epoix Resin) 와경화제 (Epoix Hardener) 를약 7:1 비율로섞어마운팅을했다. 마운팅된시편은 1,000 grit 의 SiC 연마지까지단계적으로연마후, 초음파세척했다. 최종연마된시편은 GFRP 복합재료이기때문에, 전도성을주어야 SEM 관찰이가능하므로, 시편을 3 nm 로 Pt 코팅하기위해이온증착기를이용했다. 모재와섬유의함침을관찰하기위해, 이와같이제조된시편을자동연마기로연마해서 Ion Sputtering 한후, 표면부와절단면등의조직을주사전자현미경으로관찰했다. 3.4 섬유배향함수및불균질도측정가압장치는 30 ton 열압축프레스로금형에는열전대를부착시키고가열은봉및판히터를사용했다. 압축성형에있어서재료의흐름은폭방향을구속하여길이방향으로만되게했다. 섬유배향성을측정하기위해, 성형품의길이 B/2 인점을기준으로하여 50 mm 50 mm 의영역을화상처리함으로써섬유배향함수를측정했다. 3.5 평직직조방법을적용한 GFRP Sheet 제조폴리프로필렌층과수직교차형평직직조방법을적용한프리프레그층을적층하여금형속에넣고, 열압축프레스로열압축성형하여 GFRP Sheet 를제작했다. 이때, 금형캐비티의치수는 200 mm 200 mm, 금형온도 (TM) 는 200, 프리프레그온도는 190, 프레스의압축속도는 21.5 mm/sec 이다. 4. 결과및고찰 4.1 GFRP 프리프레그의함침도및인장강도연속적으로프리프레그의섬유함유율 40 wt%, 폭 10 mm, 두께 1 mm 로제조할경우, 수지온도와다이온도를각각 180, 200, 220 의세종류로변화시켜유리섬유와폴리프로필렌의함침도와당김속도의관계를 Fig. 4 에나타냈다. 연속적으로유리섬유와폴리프로필렌을함침시킬경우, 프리프레그의함침에영향을미치는주요인자는당김속도임을알수있다. 함침되는시간과밀접한관계가있는당김속도가수지온도보다더지배적임을알수있다. 연속적으로프리프레그를제조할경우, 당김속도가낮고수지온도와다이온도가높을수록유리섬유와폴리프로필렌의함침이잘되는것을알수있다. 또한, 함침도에미치는수지온도와다이온도의영향을비교하면, 수지온도가다이온도보다크게영향을미치는것을알수있다. Fig. 4 에서수지온도가 220 이고, 다이온도가 220 인경우, 함침도와당김속도의관계식을다음과같이나타냈다. D = ( V ) (8) i 1 p 이함침도와당김속도의관계식으로부터, 산업현장의생산성향상에기여할수있는기초자료를마련했다. 다이온도 220, 수지온도 220, 다이길이 6 m 에서섬유함유율 40 wt%, 폭 10 mm, 두께 1 mm 로제작한프리프레그의섬유길이방향인장강도의이론및실험값을 Table 1 에나타냈다. 식 (4) 와실험으로구한인장강도값을비교했다. 오차가약 0.8 % 로비교적잘일치했다. Table 1 Tensile strength o GFRP prepreg Theoretical tensile strength Experimental tensile strength

이프리프레그적층판을프레스 1 ton 의압력으로, 다이온도 200 에서압축비는 0.5 로 1 분간압축성형한것이 Fig. 5(b) 이다. 이결과로부터로빙섬유에수지가잘함침된프리프레그를프레스로압축성형하면, 섬유와수지가분리되지않고, 유동함을관찰했다.

5 평직직조방법을적용한 GFRP Sheet 제조에관한연구 853 Fig. 4 Relationship between degree o impregnation and pulling speed (a) GFRP prepreg (b) Ater molding (R cr =0.5) Fig. 5 GFRP prepreg o beore and ater compression molding 4.2 수직교차형평직직조프리프레그의압축성형 Fig. 5(a) 는본연구에서제조한섬유함유율 40 wt% 인경우, GFRP 프리프레그의수직, 수평방향의섬유함유율을 1:1 로하여수직교차형평직직조방법을적용한프리프레그적층판을나타낸것이다. 이프리프레그적층판을프레스 1 ton 의압력으로, 다이온도 200 에서압축비는 0.5 로 1 분간압축성형한것이 Fig. 5(b) 이다. 이결과로부터로빙섬유에수지가잘함침된프리프레그를프레스로압축성형하면, 섬유와수지가분리되지않고, 유동함을관찰했다. 즉, 프리프레그의프레스압축성형시, 모재와유리섬유의유동속도차가발생하지않아, 모재와유리섬유의분리및이방성의섬유배향이발생하지않았음을알수있다. 4.3 섬유함유율비 Fig. 6 은본연구에서제조한 GFRP Sheet 와시판되고있는 GMT Sheet 의섬유함유율 40 wt% 인경우, 이두종류각각의복합재료를프레스로열압축성형하여제작한자동차범퍼빔의길이방향 Fig. 6 Relationship between iber content ratio and distance ratio rom center 단면에대하여중심으로부터의거리에따른섬유함유율비를나타낸것이다. 섬유함유율비는자동차범퍼빔의길이방향중심선을기준으로폭 10 mm 를절단하여등간격 15 등분하여연소법으로구했다. 이두종류범퍼빔의섬유함유율비분포를비교한결과, GFRP Sheet 복합재료의범퍼빔은섬유함유율비분포가일정함을알수있다. 이결과로부터 GFRP Sheet 는섬유유동성이뛰어나고, 섬유배향이발생하지않고, 불균질성이없으며, 구조안정성이우수한재료이다. 즉, 기계적강도나특성에변화가생기지않는우수한복합재료이다. 반면에 GMT Sheet 복합재료의범퍼빔은길이방향단면에대하여중심으로부터의거리가멀어질수록섬유함유율비분포가일정하지않음을알수있다. 이는 GMT Sheet 를프레스로열압축성형시, 성형품의중심으로부터거리가멀어질수록유리섬유와폴리프로필렌이분리되어섬유함유율비가저하되며, 금형이막혀있는부분에서섬유함유율비가증가됨을을알수있다. Fig. 7 은본연구에서제조한 GFRP Sheet 복합판재범퍼빔과현재시판되고있는 GMT Sheet 복합판재범퍼빔을 Micro-CT 장비를이용하여, X- Ray 촬영한섬유함유율비분포결과를나타낸것이다. 이두종류범퍼빔의 X-Ray 사진을비교한결과, GMT Sheet 복합판재범퍼빔이 GMT Sheet 복합판재범퍼빔보다섬유함유율비분포가우수함을확인했다. 따라서본연구의 FRP 프리프레그를수직교차형평직직조방법을적용하여 GFRP Sheet 복합판재를사용한성형품은균질하고섬유배향이발생하지않아, 기계적강도나특성에변화가생기지않

854 김진우 김형석 이정훈 이동기 Table 2 Typical properties o GFRP Sheet and GMT UD Sheet Specimen GFRP Sheet GMT UD Sheet Tensile MD 303.6 304.4 strength TD 136.2 47.2 Bending MD 306.5 238.1 strength TD 151.6 91.

또한, 제품의기계적특성에맞도록수평과수직방향의섬유함유량을조절할수있어, 유동성이우수한 GFRP Sheet 를제조할수있다. 4.4 불균질도 Fig. 8 은본연구에서제조한 GFRP Sheet 와시판되고있는 GMT Sheet 의섬유함유율 40 wt%, 두께 3.8 mm 인경우, 두종류의복합재료를열압축성형하여불균질도와압축비와의관계를나타낸것이다.

반면에, GFRP Sheet 는압축비와섬유함유율에관계없이, 불균질도가 0 에가까워모재와강화재가균일하게잘유동됨을알수있다. 즉, 성형품이균질하게되어성형품의기계적강도나특성에변화가생기지않는다. 그러므로본연구결과에서제작한 GFRP Sheet 는섬유유동성이뛰어나고, 섬유배향이발생하지않고, 불균질성이없으며, 구조안정성이우수한복합재료이다. Fig.

6 854 김진우 김형석 이정훈 이동기 Table 2 Typical properties o GFRP Sheet and GMT UD Sheet Specimen GFRP Sheet GMT UD Sheet Tensile MD strength TD Bending MD strength TD MD: Vertical direction, TD: Horizontal direction (a) GFRP Sheet bumper (b) GMT Sheet bumper Fig. 7 X-ray photograph o automobile bumpers 는다. 또한, 제품의기계적특성에맞도록수평과수직방향의섬유함유량을조절할수있어, 유동성이우수한 GFRP Sheet 를제조할수있다. 4.4 불균질도 Fig. 8 은본연구에서제조한 GFRP Sheet 와시판되고있는 GMT Sheet 의섬유함유율 40 wt%, 두께 3.8 mm 인경우, 두종류의복합재료를열압축성형하여불균질도와압축비와의관계를나타낸것이다. GMT Sheet 는폴리프로필렌과니들펀칭된유리섬유매트를적층하여함침시킨복합판재이므로실험값의편차가심하다. 이편차때문에, 측정값은 5 회실험하여얻어진값을평균으로했다. GMT Sheet 의불균질도는압축비가클수록성형품내의엉켜있는섬유와모재와의분리로인하여증가함을알수있다. 즉, 압축비에의존함을알수있다. 반면에, GFRP Sheet 는압축비와섬유함유율에관계없이, 불균질도가 0 에가까워모재와강화재가균일하게잘유동됨을알수있다. 즉, 성형품이균질하게되어성형품의기계적강도나특성에변화가생기지않는다. 그러므로본연구결과에서제작한 GFRP Sheet 는섬유유동성이뛰어나고, 섬유배향이발생하지않고, 불균질성이없으며, 구조안정성이우수한복합재료이다. Fig. 8 Eect o compression ratio on degree o nonhomogeneity 4.5 인장및굽힘강도자동차범퍼빔용플라스틱복합재료로시판되고있는 GMT UD Sheet 는랜덤유리섬유매트와수직방향으로배향된일방향장섬유매트를폴리프로필랜과조합 함침시킴으로서특정방향으로의강도를향상시킨적층판이다. GFRP Sheet 의시편제작시, GMT UD Sheet 와유사한시편제작을위해 GFRP 프리프레그의수직, 수평방향의섬유함유율을 2:1 로하여수직교차형평직직조방법을적용했다. 본연구에서제조한 GFRP Sheet 와시판되고있는 GMT UD Sheet 의인장및굽힘은 ASTM D638, ASTM D790M 규격에의해시험했다. Table 2 에 2 종류의복합재료에대해인장및굽힘강도를비교했다. GFRP Sheet 가 GMT UD Sheet 보다수직방향의인장강도값은유사하게나타났으나, 수평방향의인장강도값은약 2.8 배크게나타났다. 또한수직방향의굽힘강도값은약 1.2 배크게나타났으며, 수평방향의굽힘강도값은약 1.6 배크게나타났다. 이와같은기초적인데이터에근거하여, 본연구의 GFRP Sheet 복합재료는자동차용범퍼빔등과같은부품개발에적용할수있다.

7 평직직조방법을적용한 GFRP Sheet 제조에관한연구 결론 본연구에서 GFRP 프리프레그를제조한후, 이프리프레그를수직교차형평직직조방법을적용하여 GFRP Sheet 를제조하여다음과같은결과를얻었다. (1) 프리프레그의제조시, 당김속도가낮고수지온도가높을수록유리섬유와폴리프로필렌의함침이잘되고, 수지온도가다이온도보다크게영향을미치는것을알수있다. (2) 섬유유동성이뛰어나고, 함침도가우수하며, 이론과실험으로구한인장강도값이잘일치하는 GFRP 프리프레그를제조했다. 이 GFRP 프리프레그를압축성형시, 모재와섬유의분리및이방성의섬유배향이발생하지않음을알수있다. (3) GFRP Sheet 가 GMT UD Sheet 보다수직방향의인장강도값은유사하게나타났으나, 수평방향의인장강도값은약 2.8 배크게나타났다. 또한수직방향의굽힘강도값은약 1.2 배크게나타났으며, 수평방향의굽힘강도값은약 1.6 배우수하게나타남을알수있다. 후기 이논문은 2013 학년도조선대학교학술연구비의지원을받아연구되었음. 참고문헌 (Reerences) (1) Kim, J. W., Kim, H. S., Kim, T. I., Lee, D. G. and Sim, J. K., 2012, "Strength and Eiciency During Lap Joining Molding o GMT-Sheet," Journal o the Korean Society o Manuacturing Technology Engineers, Vol. 21, No. 6, pp. 1018~1023. (2) Do, T. T. and Lee, D. J., 2010, "Analysis o Tensile Properties or Composites with Wrinkled Fabric," J. Mech. Sci. Technol., Vol. 24, No. 2, pp. 471~479. (3) Kim, H. S., Kim, J. W., Kim, Y. J. and Lee, D. G., 2010, "Eects o Molding Condition on Surace Unevenness o GFRP Composites in Compression Molding," Trans. Korean Soc. Mech. Eng. A, Vol. 34, No. 11, pp. 1649~1657. (4) Minay, E. J. Boccaccini, A. R., Veronesi, P., Cannillo. V. and Leonelli, C., 2005, "Sintering o Metal Fibre Reinorced Glass Matrix Composites Using Microwave Radiation," Adv. Appl. Ceram., Vol. 104, No. 2, pp. 49~54.i (5) Kim, H. S., Kim, J. W., Seo, J., Lee, D. G. and Sim, J. K., 2013, "Fabrication and Characterization Evaluation o Prepreg with Unidirectional Glass Fibers or use o Automobile Bumper Beams," Journal o the Korean Society o Manuacturing Technology Engineers, Vol. 22, No. 5, pp. 806~811. (6) Kim, J. W. and Lee, D. G., 2011, "Creep and Tensile Properties o Press Molding Joined GMT-Sheets," Trans. Nonerrous Met. Soc. China, Vol. 21, No. s1, pp. s170~s174. (7) Kim, J. W., Kim, H. S. and Lee, D. G., 2011, "Study on Fibre Orientation o Weld Line Parts During Injection Moulding o Fibre Reinorced Plastic by Image Processing," Mater. Res. Innov., Vol. 15, No. s1, pp. s303~s306. (8) Kim, J. W. and Lee, D. G., 2010, "Eect o Fiber Orientation and Fiber Contents on the Tensile Strength in Fiber-Reinorced Composites," J. Nanosci. Nanotechnol., Vol. 10, No. 5, pp. 3650~3653.

14.531~539(08-037).fm

14.531~539(08-037).fm G Journal of the Korea Concrete Institute Vol. 20, No. 4, pp. 531~539, August, 2008 š x y w m š gj p { sƒ z 1) * 1) w w Evaluation of Flexural Strength for Normal and High Strength Concrete with Hooked