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Korean Journal of Rheology, Vol.5, No.1, 85-92, June, 1993
수지이동 성형공정에서 섬유직조내의 수지유동에 관한 연구
A Study on the Resin Flow through Fibrous Preform in Resin Transfer Molding Process
초록
수지이동 성형공정에서 수지가 섬유직조망에 함침될 때의 투과계수와 수지의 표면장력으로 인하여 유동진전면에서 잘생하는 모세관압을 실험적으로 측정하였다. 두 종류의 섬유직조망에 대해서 기공율이 증가함에 따라 투과계수는 증가한다. 수지, 섬유 그리고 공기가 서로 다른 세개의 상을 구성함으로써 수지의 표면장력의 영향을 받는 비정상상태의 투과계수가 수지가 섬유직조망에 포화된 정상상태에서 측정된 투과계수보다 본 실험 에서 수행된 모든 기공율 범위에서 크다는 것을 보여주었다. 수지 유동진전면에서 발생되는 모세관압은 기공율이 감소함에 따라 증가하였고, 섬유직조망의 기공율이 0.469인 경우에는 금형입구에서의 수지주입압력의 25%에 해당되는 모세관압이 발생되는 것으로 나타났다. 따라서, 낮은 압력으로 가공이 이루어지는 RTM 공정에서의 수지유동현상을 정확히 해석하기 위해서는 반드시 모세관압을 가공조건으로 고려해야 한다는 것을 제시할 수 있었다. 또한, 본 연구에서 사용된 임의배향 섬유 직조망에 대해 실리콘 오일과 유리섬유 계면의 동적접촉각 측정을 통하여 섬유배향 및 기공의 분포를 나타내는 형상인자의 값을 구함으로써 실제 RTM 공정에서 발생되는 모세관압을 예측할 수 있는 기초자료를 제시하였다.
This experiment determined the permeability of the woven fabric preforms impregated by resin during Resin Transfer Molding (RTM) process and capillary pressure generated at the advancing flow front due to the resin surface tension. The unsteady state isotropic/anisotropic permeabilities were measured as a function of porosity. It was found that the permeability of unsteady state was larger than that of the steady state, which depended highly on porosity and structural characteristics of fibrous preforms. The capillary proessure corresponding 25% of the resin injection pressure at the gate was induced when the porosity was 0.469. Accordingly, capillary pressure should be considered as a process condition in order to analyze the resin flow phenomena during the RTM process. In addition, the form factor describing fiber orientation and pore distribution for the random glass fiber mat was obtained by measuring the dynamic contact angle between glass fiber and silicon oil. Consequently, the form factor determined in this study will serve data to predict capillary pressure induced during the RTM process.
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