복합재료 레포트

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목차

Ⅰ.서론

1) 복합재료란?
2) 복합재료의 구성

Ⅱ.본론

1) 기지재(matrix materials)의 종류
2) 강화재(reinforcements)의 종류
3) 복합재료의 제조 방법

Ⅲ.결론

1) 느낀 점
2) 참고문헌

본문내용

능하다
(5) 오픈 몰드(Open Mold)성형법
*오픈 몰드 성형의 수적층법
- 원하는 제품의 형상을 따라 몰드를 제작하여 수지를 바르면서 보강제를 적충하여 굳힌 뒤, 몰드에서 탈형하여 완성
*오픈 몰드 성형의 스트레이 성형법
- 수지 및 보강제를 금형에 분사 고착시켜 원하는 형태로 성형하는 방법
(6) 레이업(lay-up)
-핸드 레이업(hand lay-up) 최종성형물 모양의 거푸집은 가공조건에서 원료에 견딜 수 있고, 표면이 매끄럽게 가공될 수 있는 나무, 석고, 플라스틱, 복합재료, 금속으로 만들어진 것이 일반적으로 사용된다. 유리섬유/에폭시 복합재료 거푸집은 호평을 받고 있는데, 표면이 특히 평활하여 더 이상의 마무리가 필요 없고, 금속거푸집의 부식에 대한 우려도 없기 때문이다. 제조는 거푸집에 이형제(mold release or parting agent)를 바르거나 막을 입힌다. 최종성형물의 공기와 접촉하는 표면이 될 부분을 매끈하게 먼저 겔형태의 수지만으로 층을 만든다.
(7) 필라멘트 와인딩(FW: filament winding)
-필라멘트와인딩은 섬유강화재를 수지혼합물에 통과시킨 후 젖은 상태로, 회전하는 원통형의 실패(맨드렐:mandrel)에 연속적으로 감음으로서 진행된다. 필라멘트 운동방식과 감기는 각도, 맨드렐의 좌우, 회전운동이 잘 조화, 조절되어야 균일한 두께의 제품을 만들 수 있다. 필라멘트와인딩에 쓰이는 수지로는 다양하지만 주로 폴리에스터와 에폭시가 일반적이다. 첨단복합재료에는 강성이 높은 탄소섬유를 많이 사용하고 있다.
(8)풀트루전(pultrusion)
-풀투루전은 잡아당기는 압출성형(pulling extrusion)을 말하며, 압출성형은 단면적이 일정한 금속, 세라믹, 플라스틱 재료의 연속성형법으로 널리 쓰인다. 섬유강화재가 열경화성수지 원료 혼합물에 함침되어, 경화되지 않은 상태로 원하는 단면의 출구를 한쪽 끝으로 하는 틀(die)의 통로로 들어가고, 열처리되는 틀을 지나면서 수지는 차차 경화되어 출구에 이르면 거의 딱딱해진다. 폴리에스터는 경화중에 수축이 적고 틀에 잘 붙지 않아 가장 많이 쓰인다.
(9)프리프레그(Prepreg)
-프리프레그는 (preimpregnation) 강화섬유를 한 방향으로 잘 배열한 후, 액상의 수지와 용매 혼합물에 담구어 내어서 반건조시켜 롤러에 의해 일정하게 압착되고 가볍게 경화되어 얇은 층상으로 만든 반제품이다. 열과 압력을 받아 수지는 녹거나 점도가 낮추어져 섬유 속으로 자리잡게 되고, 다음 상온에서 냉각된 상업적인 탄소섬유강화 에폭시 프리프레그는 대개 0.25mm이하의 두께이며 제조기계에 따라 폭이 다양하다.
(10)성형복합재(molding compound, matched die molding)
-Preform Molding : 프리폼 성형은 매트형의 섬유강화재를 거의 원하는 형태로 미리 가공한 후, 이를 위가 열린 거푸집에 놓고 수지를 집어넣은 후 거푸집을 닫고 압착 가열하여 경화시키는 방법.
*BMC Molding : 섬유강화재와 수지혼합물을 반죽하듯이 섞어 덩어리형태로 모양을 갖춘 성형복합재가 BMC이다. 프리믹스(pre-mix)를 아래 거푸집에 필요한 양만큼 넣고 위 거푸집을 닫아 열과 압력을 가해 경화시켜 제품을 얻는다.
*SMC Molding : SMC는 박판형태의 성형복합재로서, 강력한 혼합이 필요한 프리믹스라는 중간단계가 없어 BMC의 단점인 유리섬유의 훼손을 줄일 수 있다. 스프레이업에서처럼 일정한 길이로 잘라진 유리섬유들이 아래와 위에서 이동판(carrier film)을 따라 공급되는 수지혼합물에 분포되고, 단섬유가 혼합된 수지혼합물은 압축롤러를 지나면서 열을 받고 경화되어 박판형태로 만들어지며, 이 과정을 통해 두 재료는 혼합상태가 더욱 좋아진다.
(11)오토클레이브성형(Autoclave Molding, Bag Molding)
-어느 정도 경화된 매트릭스에 방향이 잡힌 섬유를 포함한 프리프레그를 진공자루에 넣고 압력을 가하여 성형하는 방법이다. 진공장치는 최종제품에 기포가 포함되지 않도록 하기 위해 부착되며, 압력이 가해짐과 함께 치밀화와 경화가 이루어진다. 압력용기에 반제품을 넣고 가압, 가열하여 구조물이 제조되는데, 용량이 허용되는 범위 내에서 복잡한 형상, 크기의 구조물을 몇 개라도 동시에 성형할 수 있다.
(12)수지이송성형(RTM: resin transfer molding)
수지이송성형은 모양을 미리갖춘 강화섬유를 똑같은 모양의 거푸집에 넣고 바깥에서 액상의 수지를 주입하여 제품을 만드는 방법이다. 미리 가공한 섬유로 된 프리폼(preform)의 공간을 낮은 압력으로 사출된 매트릭스수지가 메우게 됨으로써 여타 방법에 비해 섬유의 배열이 설계된 대로 될 수 있는 가능성이 크다.
(13)강화반응사출성형(RRIM:reinforced reaction injection molding)
RRIM이라 하면 고압주입기를 이용하여 고반응성 원료를 밀폐된 금형내로 사출하여 짧은 시간에 경화시켜 얻는 성형법이다.
Ⅲ.결론
1) 느낀 점
과제를 하면서 다시 한번 머리 속으로 개념을 상기하는 좋은 시간이었습니다. 기본을 지키고 기술을 구사하라라는 제가 좋아하는 말이 있는데, 딱 이 재료공학이 그 말의 본질인 것 같습니다. 강력한 재료공학 기술은 문명의 발전을 만들었습니다. 자연에서 채취한 돌에서 청동기로, 철기로, 지금은 반도체로 온 것 같습니다. 여기서 제 생각은 미래에는 인류가 만약 우주를 개척한다면 복합재료의 극한재료가 전성기가 될 것 같습니다. 매우 가볍고 강하고 열팽창에 강한 재료들이 지금의 우주시대의 시작에서 가장 경쟁력 있는 분야인 것 같습니다. 감사합니다.
2) 참고문헌
복합재료 강의안자료
복합재료-박재원 이호균 공저
재료역학-(주) 시그마프레스 Paul S. steif(2013)
재료과학의 이해와 응용 2판-McGraw-Hill Korea J. Schaffer(2000)
복합재료 역학 및 가공론-한국과학기술원 이대길(1993)
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%B3%B5%ED%95%A9_%EC%9E%AC%EB%A3%8C

키워드

복합재료,   재료공학,   종류,   제조방법