일반기술

복합재료의 Resin Transfer Molding 공정해석 소프트웨어

Resin Transfer Molding (RTM)은 형상이 복잡하고 부피가 큰 제품을 용이하게 생산할 수 있는 대표적인 복합재료 성형 공정의 하나이다. RTM 성형에 있어서의 금형 최적 설계 및 성형 조건의 최적화를 위해, 금형 충전시의 수지의 유동을 예측할 수 있는 수치해석 소프트웨어를 개발하였다. 가열된 금형과 수지 사이의 열전달, 수지의 경화 반응 및 보강섬유의 비등방성 등을 고려하였다. 기본적인 RTM 공정 뿐만 아니라, 고강도 제품 성형을 위한 개선된 방법들을 수치 해석할 수 있도록 하였다. 여러 개의 주입구를 적절히 설계된 순서에 따라 순차적으로 개방하는 다중순차주입법, 수지주입 성형과 압축 성형을 병행하는 Resin Transfer/Compression Molding (RT/CM) 등을 해석할 수 있도록 하였으며, 실험을 통해 수치해석 프로그램의 타당성을 검증하였다. 또한, 제품의 강도에 큰 영향을 미치는 미세 기공의 형성 모델을 프로그램 내에 포함시켜, 성형 완료 후의 기공의 함유율을 예측할 수 있도록 하였다. 수치해석 기법으로는 Control Volume Finite Element Method(CVFEM)을 사용하였으며, 이동 경계 문제를 효율적으로 처리하기 위해 Fixed Grid Method를 사용하였다. 성형 공정을 보다 손쉽게 최적 설계하기 위해 Graphic User Interface (GUI)를 채택하였다. 자체 내장된 post processor를 통해 해석 도중에 진행 과정을 확인할 수 있으며, 필요에 따라 설계 공정을 해석 진행 도중에 변경할 수 있도록 하였다.