초록 ▼

본 연구는 기계적 강도 및 경량성이 뛰어나서 용도가 크나 국산화 제품이 없어서 대부분 수입에만 의존하고 있는 항공기용 부품인 허니컴 샌드위치 구조재용 코아재료를 자체적으로 제작하는 것을 주내용으로 하고 있다. 기계적 특성이 우수한 Nomex 허니컴 코아의 제작을 위해서 제 1차 년도에서는 corrugation method를 이용하였지만, 생산 효율과 양질의 허니컴 코아의 제조하기 위해서는 expansion method를 사용하는 것이 매우 유리하다. 제2차 년도에서는 expansion method를 이용하여 허니컴 코아를 제조하였다

본 연구는 기계적 강도 및 경량성이 뛰어나서 용도가 크나 국산화 제품이 없어서 대부분 수입에만 의존하고 있는 항공기용 부품인 허니컴 샌드위치 구조재용 코아재료를 자체적으로 제작하는 것을 주내용으로 하고 있다. 기계적 특성이 우수한 Nomex 허니컴 코아의 제작을 위해서 제 1차 년도에서는 corrugation method를 이용하였지만, 생산 효율과 양질의 허니컴 코아의 제조하기 위해서는 expansion method를 사용하는 것이 매우 유리하다. 제2차 년도에서는 expansion method를 이용하여 허니컴 코아를 제조하였다. expansion method를 이용하여 허니컴 코아를 제조하기 위해서는 expander가 필요하므로 적절한 규모의 expander를 자체적으로 제작하였다. 그리고 Nomex 허니컴 코아의 제작 공정을 통해 축적된 기술을 바탕으로 유리섬유 mat를 이용하여 유리섬유 허니컴 코아를 제작하였다. 유리섬유 허니컴 코아는 expansion method를 이용하여 제작하는 과정에서 발생하는 제반문제, 특히 유리섬유 mat를 전처리하는 과정등을 해결하여 고성능의 유리섬유 허니컴 코아를 제작하였다. 그리고 이 기술은 carbon honeycomb을 제조하는데 발전적으로 적용되었다. 허니컴 코아에 함침되는 페놀, 에폭시, 폴리이미드등 열경화성 수지의 종류와 경화 조건의 변화에 따른 성형 가공성 및 그에 따른 기계적 특성의 변화를 고찰하였고, 허니컴 샌드위치 구조재를 제작하기 위하여 필요한 facesheet로 사용하기 위하여, unidirectional carbon/epoxy prepreg 혹은 carbon fabric을 이용하여 탄소섬유 보강 고분자 복합재 적충판을 제작하고, 필름형 접착제를 사용하여 샌드위치 구조재를 제조하여 일부 기계적 특성을 평가하였다. 당해 연도인 3차년도에서는 기계적 압축특성이 가장 우수한 탄소섬유 허니컴 코아를 제작하는데 그 주된 목표가 있고 1,2차년도에서 축적된 허니컴 코아 제조 공정에 관한 제반 기술을 바탕으로 기계적 특성이 우수한 양질의 탄소섬유 허니컴 코아를 상업적인 생산에 반드시 필요한 공정인 expansion method에 따라 비교적 크게 제작하는 것이 연구개발의 주안점이다. 유리섬유 mat와는 다른 특성의 탄소섬유 mat로 허니컴을 제작할 경우 발생되는 문제를 해결하고, 더 나아가 허너컴 코아 제조후 페놀 수지의 고른 함침과 기계적 물성이 증가되는 방안을 모색하여 매우 미세하고 표면 특성이 개질된 흑연 분말을 filler로 첨가하여 기계적 특성이 우수한 탄소섬유 허니컴 코아를 제작하였다. 또한, 허니컴 코아의 압축 시험시 load를 가장 많이 받는 node 부분에 도포되는 접착제를 여러 가지 고내열, 고강도 폴리머 분말을 첨가하여 전체적인 물성을 높이는 것에 대한 연구도 수행하였다.

Abstract ▼

The aim of this research is to catch up the domestic fabrication technology of high performance honeycomb cores which can be used in the aerospace components. The related big honeycomb core samples nomex, glass, carbon have been produced by the expansion method instead of the corrugation method use

The aim of this research is to catch up the domestic fabrication technology of high performance honeycomb cores which can be used in the aerospace components. The related big honeycomb core samples nomex, glass, carbon have been produced by the expansion method instead of the corrugation method used in the first year. An expander system has been developed through the research work. The nomex honeycomb fabrication technics have been extended to the glass and carbon honeycomb. For the glass honeycomb a different pretreatment was needed than that of nomex honeycomb.
The effects of impregnating resins and cure conditions of the used systems on the final mechanical properties have been investigated. The final goal of the work is to obtain the fabrication technology of the high performanced carbon honeycomb by the commercially available expansion method.
The characteristics of the carbon fabrics are totally different from those of the glass fabrics and the 'nomex paper. The obstacles have been eliminated step by step. Finally we have found that the addition of very fine and surface treated graphite power can improve very much the final mechanical properties by enhancing the even impregnation of phenolic resins. And the stress sustaining ability of the nodes area has been improved by the toughening technology using new finely divided thermo-plastic particles.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...21
• 제 1 절 재료에 따른 허니컴 코아의 종류...24
• 제 2 절 Honeycomb cell configurations...27
• 제 3 절 Methods for making honeycomb cores...29
• 제 4 절 Resins for honeycomb cores...32
• 제 5 절 Facesheets...32
• 제 2 장 실험 방법...35
• 제 1 절 재료...35
• 제 2 절 허니컴 코아의 제조 방법...48
• 제 3 절 기계적 강도 측정...54
• 제 3 장 결과 및 고찰...55
• 제 1 절 탄소섬유 허니컴 코아의 기계적 특성...57
• 제 2 절 Honeycomb cores의 node 부분 접착용 강인화 에폭시 수지 조성물...71
• 제 3 절 중간 단계의 시제품 제조 결과...87
• 제 4 절 Applicator를 이용한 세제품 제조상의 문제점...89
• 제 5 절 Polyimide함침수지를 이용한 carbon honeycomb 제조...90
• 제 6 절 최종년도까지의 연구 성과 요약...98
• 제 4 장 결론...101
• 제 5 장 참고문헌...105