[논문]국산 복합재료 프리프레그 통계적 특성

김진원; 이호성

doi:10.20910/jase.2016.10.1.103

국산 복합재료 프리프레그 통계적 특성
Statistical Characteristics of Domestic Composite Material Prepregs 원문보기

This study shows the statistical properties of the domestic composite material prepregs test result. During the last three years(2012.5~2015.6) the prepreg specimen tests have been performed by referring to NCAMP developed test procedure which was approved by FAA. The database of (1) Carbon Tape, (2) Glass Fabric, and (3) Carbon Fabric composite material prepregs' characteristics have been established for certified aircraft structures. This qualified materials can be used for aircraft structural design through proper material equivalency procedures.

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문제 정의

기타 시험 항목에는 유체민감도 시험 및 냉동보관시험이 있으며 이것은 재료 사용자에게 정보를 주기위한 시험이다. 상온에서의 Short Beam Shear 시험 결과를 상기에서의 시험한 경우를 비교하여 재료의 열화 여부를 가리게 되며, 본 연구에서는 별다른 특이 사항이 발견되지는 않았다.

제안 방법

또한, 탄소섬유 테이프에 대하여는 추가로 라미네이트 시험도 일부 수행을 하였으나, 예산 문제로 인증시험 수준으로 하지 못하고 단순 참고용으로 일부의 시험만 수행하였다 [Table 13].
Table 9는 미경화 프리프레그 물성과 관련하여 뱃치 별로 측정하는 방법(또는 규격)을 나타낸다. 모든 시험은 시험기기의 교정 여부를 점검하고, 시험방법 절차서 확인 및 제반 절차 준수 여부를 심사하면서 실시하였다.
는 수정 변동계수를 나타내며 이것은 뱃치간 물성치의 변화가 별로 없을 경우를 대비하여 강제적으로 CMH-17에서 설정한 방식으로 변동계수를 수정하여 B-Basis 값을 구하기 위함이다. 해외 유사 복합재료(Toray 사) 대비 국산 복합재료의 상대적 특성을 비교하였다[Table 6~8]. 탄소섬유 테이프의 경우에는 국산의 특성이 대부분 우수한 경향을 보이고 있다.

대상 데이터

본 사업을 위하여 참여한 업체는 한국화이바와 티비 카본이며 세가지 재료, (1) 탄소섬유 테이프 (2) 유리 섬유 직물 (3) 탄소섬유 직물, 를 대상으로 하였다. Fig.
위 카본테이프의 기계적 물성시험을 위한 시험의 매트릭스는 Table 2와 같으며, 5개의 시편 뱃치와 2개의 경화 사이클을 적용하였으며, 한 뱃치에서는 3개의 시편을 제작하여 시험을 수행하였다.

데이터처리

본 시험에서는 합동이 불가능한 경우가 다수 발생하였으며, 이 경우에는 Single-point 방법으로 통계 처리를 수행하였다[Fig. 7].

후속연구

이상과 같이 국산 프리프레그 재료의 시험결과를 공개하였으며, 항공기에 사용하고자 하는 경우에는 복합 재료인증체계 안내서[4]의 안내에 따라 적절한 재료의 동등성 시험을 수행하여 시험결과가 동등한 수준의 재료임이 입증이 되어야 한다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

탄소섬유 복합재료의 장점은?

최근 항공기 구조물 재료에 본격적으로 적용되는 있는 탄소섬유 복합재료는 금속과 대비하여 비강도가 우수하여 2020년까지 그 사용량이 꾸준히 증가할 것으로 예측된다[Fig. 1].

국토부 지원으로 항공용 프리프레그의 특성을 평가하기 위해 어느 업체가 참여했고 어떤 재료를 대상으로 했나?

본 사업을 위하여 참여한 업체는 한국화이바와 티비 카본이며 세가지 재료, (1) 탄소섬유 테이프 (2) 유리 섬유 직물 (3) 탄소섬유 직물, 를 대상으로 하였다.

탄소섬유의 전망은 어떠한가?

1]. 탄소섬유는 2015년 대비 2020년까지 약 50%의 증가를 예상하고 있으며, 레저용, 자동차용, 건축용으로 활용이 꾸준히 늘어나고 있어 전망도 밝은 편이다.

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