April 26 (Friday)
구조 및 재료Ⅴ
Oral,
제 1 발표장(그랜드볼룸A)
  • Chair :
  •  김태형
FD1-2
마그네타이트를 이용한 열가소성 복합재의 유도용접 연구
백인석, 이석순(국립경상대학교)
항공, 자동차 분야에서 열경화성 복합재료가 대부분 사용되고 있지만 현재 열가소성 복합재로 대체되고 있다. 그 이유는 열가소성은 열경화성과 동등한 기본 성능을 가지고 있고, 가열을 통해 재사용이 가능하기 때문이다. 열가소성 복합재료는 기계적 체결방식과 접착제를 이용한 접합 작업이 어렵다. 그러므로 현재 열가소성 복합재료는 저항, 초음파 및 유도용접이 가장 많이 사용되고 있다. 특히, 유도용접은 비접촉으로 빠르고 깨끗한 공정이다. 서셉터(susceptor)를 통해 국부적인 가열과 가열 공정 제어가 용이하다. 지금까지 사용되었던 서셉터는 금속 메쉬를 사용하였지만 다양한 문제점을 가지고 있고 해결하지 못하였다. 마그네타이트(Fe3O4)를 이용하여 서셉터를 제작하면 기존의 문제점을 해결할 수 있다. 본 연구에서는 마그네타이트와 열가소성 수지를 섞어 얇은 필름 형태로 제작하여 PA6/CF(30%) 열가소성 복합재료에 유도용접을 수행하였다. 서셉터는 마그네타이트의 중량비를 50, 67, 75, 80 wt%로 나누어 유도가열 거동을 확인하였다. 가열 효율이 높은 중량비는 75 wt%로 확인되어 10회의 재 가열 거동을 확인하였다. 실험 시 유도가열 장치의 출력은 3.4 kW에서 100 kHz였다. 유도용접 조건은 60초 가열 후 120초 동안 냉각과 가압을 하였다. 유도용접 성능은 인장 시험을 통해 Lap shear strength 값 44, 30, 36 MPa로 확인하였다. SEM 이미지를 촬영하여 미시적인 관점으로 유도용접 성능을 확인하였다. 마그네타이트와 열가소성 수지로 제작된 서셉터를 사용하여 유도용접이 성공하였다. 열가소성 복합재의 새로운 제작공정과 쉬운 유지보수로 저변확대에 도움이 될 것이다.
Keywords :
유도용접, 열가소성 복합재, 서셉터(susceptor), 마그네타이트(Fe3O4), Lap shear strength
Paper : FD1-2.pdf

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