FBG 센서를 이용한 복합재료 성형 시 마이크로웨이브 강도 영향 평가

초록

탄소섬유 복합재료의 경우 높은 비강도, 비강성으로 항공분야 및 기계, 철도차량 등 폭넓은 분야에서 활발히 적용되고 있다. 최근 소요시간을 단축시키면서도 상대적으로 높은 수준의 제품 성능을 제공할 수 있는 새로운 성형 방법으로 마이크로웨이브 성형 방법이 개발되었다. 마이크로웨이브 성형의 경우에도 고품질의 제품을 제작하기 위해서는 오버-슛과 같은 과열을 방지할 수 있는 성형 사이클의 최적화가 요구된다. 이를 위해, 본 연구에서는 마이크로웨이브 성형 최적화에 영향을 주는 다양한 인자들 중 마이크로웨이브의 강도에 대한 영향을 분석하기 위해 광섬유 브래그 격자 센서를 통해 성형 모니터링을 수행하였다. 시험 결과, 마이크로웨이브의 강도가 높아질수록 두 단계의 온도 상승구간에서 소요시간이 선형적으로 감소하며 너무 낮은 강도에서는 성형 사이클을 추종하지 못하였다. 위치에 따라서는 시편의 가운데보다 가장자리에서 전 과정동안 더 큰 오버-슛과 잔류 변형률이 발생하였다. 향후, 마이크로웨이브의 강도는 복합재료의 성형 품질 및 센서의 신호 신뢰성 저하 등의 문제를 야기할 수 있으므로 이를 극복하기 위한 방안 모색이 필요하다.

키워드