온도와 압력에 따른 토우프리프레그 내 레진 유동 특성 및 거동에 관한 연구

Abstract

토우프리프레그 (Tow-prepreg)로 제작한 복합재료는 제조 과정에서 발생하는 레진 유동에 따라 성능이 결정된다. 따라서 고성능 복합재료를 제조하기 위해서는 경화 공정에서 발생하는 토우프리프레그 내부와 토우프리프레그와 토우프리프레그 사이의 레진 유동을 파악하고 적절히 제어하는 것이 중요하다. 이를 위해 마이크로 스케일 (Micro-scale)인 섬유에서의 유동 해석 결과를 메소 스케일(Meso-sccale)인 토우프리프레그에 반영하여 레진 유동과 토우프리프레그의 거동이 유기적으로 고려될 수 있도록 해석을 진행하였다. 마이크로 스케일에서의 레진 유동은 대표 체적 요소를 생성한 뒤 FLUENT를 통해 진행하였으며, 해석 결과를 통해 투수 계수를 계산하였다. 메소 스케일에서는 앞서 구한 투수 계수와 경화 사이클에 따른 점도 변화를 반영하여 토우프리프레그의 압밀 과정을 Abaqus를 통해 해석하였다. 동일한 경계 조건으로 검증 실험을 진행한 뒤 수치 해석 결과와 비교하였으며, 같은 경향성을 보이는 것을 확인하였다.