다양한 제조 공정에서 얻은 유리 섬유 강화 고분자 복합 라미네이트의 기계적 특성 측정

요약

이 논문은 습식 핸드 레이업/진공 백 방법을 사용하여 얻은 섬유 강화 폴리머 매트릭스 복합 라미네이트의 제조 공정을 설명합니다.

초록

전통적인 습식 핸드 레이업 공정(WL)은 섬유 복합 라미네이트 제조에 널리 적용되었습니다. 그러나 성형 압력이 부족하여 섬유의 질량 분율이 감소하고 내부에 많은 기포가 갇혀 품질이 낮은 라미네이트(강성 및 강도가 낮음)가 됩니다. 복합 라미네이트 제조를 위한 습식 핸드 레이업/진공 백(WLVB) 공정은 진공 백을 사용하여 기포를 제거하고 압력을 제공한 다음 가열 및 경화 공정을 수행하는 기존의 습식 핸드 레이업 공정을 기반으로 합니다.

기존의 핸드 레이업 공정과 비교하여 WLVB 공정으로 제조된 라미네이트는 더 나은 강도와 강성, 더 높은 섬유 부피 분율 및 더 낮은 공극 부피 분율을 포함하여 우수한 기계적 특성을 보여주며, 이는 모두 복합 라미네이트의 이점입니다. 이 프로세스는 완전히 수동이며 준비 담당자의 기술에 큰 영향을 받습니다. 따라서 제품은 공극 및 고르지 않은 두께와 같은 결함이 발생하기 쉽고, 라미네이트의 품질과 기계적 특성이 불안정합니다. 따라서 라미네이트의 기계적 특성을 보장하기 위해 WLVB 공정을 미세하게 설명하고, 단계를 미세하게 제어하고, 재료 비율을 정량화해야 합니다.

이 논문은 직조 일반 패턴 유리 섬유 강화 복합 라미네이트(GFRP)를 제조하기 위한 WLVB 공정의 세심한 공정에 대해 설명합니다. 라미네이트의 섬유 부피 함량은 공식 방법을 사용하여 계산되었으며, 계산 결과 WL 라미네이트의 섬유 부피 함량은 42.04%인 반면 WLVB 라미네이트의 섬유 부피 함량은 57.82%로 15.78% 증가한 것으로 나타났습니다. 라미네이트의 기계적 특성은 인장 및 충격 시험을 사용하여 특성화되었습니다. 실험 결과 WLVB 공정으로 라미네이트의 강도와 탄성률이 각각 17.4% 및 16.35% 향상되고 비흡수 에너지가 19.48% 증가한 것으로 나타났습니다.

서문

섬유 강화 고분자 복합재(FRP)는 섬유 보강재와 고분자 매트릭스 ^1,2,3을 혼합하여 제조된 고강도 재료의 일종입니다. 저밀도, 높은 비강성 및 강도, 피로 특성 및 우수한 내식성으로 인해 항공 우주 ^4,5,6, 건설 ^7,8, 자동차 9 및 해양 ^10,11 산업에서 널리 사용됩니다. 일반적인 합성 섬유에는 탄소 섬유, 유리 섬유 및 아라미드 섬유가 포함됩니다¹². 이 논문에서는 조사를 위해 유리 섬유를 선택했습니다. 기존 강철에 비해 유리 섬유 보강 복합 라미네이트(GFRP)는 밀도가 1/3 미만으로 가볍지만 강철보다 더 높은 비강도를 달성할 수 있습니다.

프로토콜

1. 재료 준비

1. 300mm x 300mm 짠 유리 섬유 직물 8 개를 가위로 자릅니다. 섬유 필라멘트가 떨어지지 않도록 먼저 절단면을 테이프로 붙입니다.
   알림: 천을 절단할 때 손가락 찌르기와 필라멘트 흡입을 방지하기 위해 마스크와 장갑을 착용하십시오. 직조 유리 섬유 직물뿐만 아니라 단방향 직물 및 탄소 섬유 및 아라미드 섬유와 같은 다른 유형의 섬유도 사용할 수 있습니다.
2. 260g의 에폭시 수지와 78g의 경화제를 10:3의 질량 비율로 계량합니다.
   주: 섬유 직물과 수지 체계의 비율은 단 하나 층 섬유 직물의 평방 미터 당 에폭시 수지 체계의 360 g이기 위하여 추천됩니다.

2. 제작 공정

참고: 그림 1 은 섹션 2에 표시된 핸드 레이업 공정을 위한 복합 라미네이트 제조 개략도를 보여줍니다.

1. 증권 시세 표시기
   1. 천을 60°C의 오븐에 8시간 동안 넣습니다.
   2. 수지가 접착되는 것을 방지하기 위해 아크릴 시트에 절연 필름을 붙입니다.
   3. 누워있는 곳에 금형....

토론

이 논문은 저렴한 비용으로 핸드 레이업 방법을 위한 두 가지 다른 제조 공정에 중점을 둡니다. 따라서 이 논문에서 신중하게 설명하기 위해 두 가지 제조 공정을 선택했는데, 이는 더 간단하고 마스터하기 쉬우며 투자 비용이 저렴하고 실험실 및 소규모 공장에서 재료 수정을 통한 생산에 적합합니다. 라미네이트를 경화하는 동안 높은 통합 압력은 고품질의 라미네이트 제조에 중요한 역할을 합?.......

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
breather fabric	Easy composites	BR180
drop-weight impact testing machine	Instron	9340
Epoxy matrix	Axson Technologies	5015/5015
glass fiber	Weihai Guangwei Composites	W-9311
non-porous release film	Easy composites	R240
Peel ply	Sino Composite	CVP200
perforated released film	Easy composites	R120-P3
test machine	ZwickRoell	250kN
vacuum film	Easy composites	GVB200