FRP 교안 (성형법) 멋있는 소나무 2002.03.05

몰드 형태에 의한 분류 Open mold : 성형제품의 한쪽면만이 몰드에 접촉되어 경화되는 형태 : Hand lay up, Spray up, F/winding Close Mold : 성형제품의 양쪽면 모두가 몰드에 접촉되어 경화되는 형태  Matched Die 성형법은 대부분 여기에 해당됨 : S/BMC, RTM, RRIM, Pultrusion, No mould 공법 : 대략의 몰드에서 심재(우레탄발포등)를 만들고 양쪽면을 적층하면서 형태를 만들어 가는 생산 방식 -

성형온도에 따른 분류 상 온 중 온 고 온 주촉진제 조촉진제 경화제 수지 type 경화온도 적용성형법 Co++ DMA DEA - (망간,바나듐계) 조촉진제 DMAA 경화제 Mekpo BPO AAPo BPO,P-16, (CHPo) TBPB 수지 type 중.저반응성 중반응성 고반응성 수지 경화온도 실온 (25~50℃이내) 60~100℃이하 120℃이상 적용성형법 수작업,스프레이 RTM Casting, RTM S/BMC,인발

Hand Lay UP : 크기에 제한 없슴, 투자비 저렴, 다품종 소량생산, 장점 단점 성형온도 : 상온(50℃이하), 주안점 : 작업자의 숙련도 요구, Trimming, 노무비율 높음, Mat 이음매 발생 성형온도 : 상온(50℃이하), 주안점 : 물성을 저하시키지 않는 범위내에서 작업성 향상(경화성, 작업온도) : 몰드준비G/coat도포 매트재단 적층경화이형Trimming 기타자재 : 겔코트, Chopped strand mat, 함침용 롤라, FRP산업에서 가장 중요하고 비중이 있는 작업방법 유리섬유함량 : 30%내외

Spray Up 장점 : Hand lay up법과 같으나 생산성 높음 단점 성형온도 : 상온(50℃이하), 주안점 Mat 이음매 없음, 단점 : Hand lay up법과 같으나 설비비 추가, 성형온도 : 상온(50℃이하), 주안점 : 스프레이시 숙련도가 요구됨(유리섬유함량 및 두께) : 몰드준비G/coat도포스프레이적층경화이형Trimming 기타자재 : 겔코트, Gun Roving, 함침용 롤라, 너무작은 성형품은 곤란하며, mat재단공정이 없어 유리함 유리섬유함량 : 30%내외

Resin Transfer Molding 장점 : 비교적 저렴한 설비투자, 중간 정도의 생산성, 균일한 품질 제조가능 작업방법 : Preform 준비금형에 설치금형결합 Resin transfer경화탈형 성형온도 : 상온 또는 중온, 주안점 : Preform기술 및 설비, : 수축방지 및 흐름성(Filler, wetting agent) 기타자재 : : Preform제조시:Roving, binder, Preform machine, 유리섬유함량 : 25~40%내외

S/BMC 장점 단점 성형온도 : 130~150℃ 사용재료 : 취급용이, 작업환경,대량생산, 자동화, 리브,나사등의 동시성형, 품질의 안정화 단점 : 설비투자비 고가, 강화재의 배향접힘에 의한 외관손상가능성  금형설계,charge pattern,배합설계에 대한 충분한 검토필요 : BMC의 경우 유리섬유의 손상, 성형온도 : 130~150℃ 사용재료 : SMC- C/Roving(4800Tex), 증점제, 고온경화제, Filler : BMC- C/strand(3,4.5,6mm), 증점제, 고온경화제, Filler

S/BMC 성형조건 S M C B M C 성형온도 성형압력 경화시간 Charge pattern 몰드하강 1속 속도 2속 3속 몰드하강 1속 속도 2속 3속 130~150℃ 5~10MPa 2~30분 50~90% 100~350 mm/sec 10~70 mm/sec 0.1~30mm/sec 120-170℃ 3~10MPa 1~30분 - 20~70 mm/sec 0.1~20 mm/sec

Filament Winding 장점 단점 성형온도 : 상온 ~ 고온 사용재료 : 유리섬유함량 높음(고강도)-내압용기 (70~80%) 단점 : 설비투자비 고가, 회전체에 국한 성형온도 : 상온 ~ 고온 사용재료 : D/roving, (Gun roving), Mat,Carbon fiber,에폭시 및 UP수지 권취방법 : Helical, Parallel감기가 대표적임 기타 : 수지함럄이 작기 때문에 수지의 특성이 예민하게 작용함 권취선속도 15~30m/min 불포화폴리에스테르보다는 에폭시수지가 적당함: 수지함럄이 작으므로 수지의 특성이 예민하게 작용함,기계적강도,수축률,접착강도가 뛰어남,

연속성형법 장점 단점 성형온도 : 80~120℃ 사용재료 : 생산능률의 향상, 제품의 균일화, : 설비투자비 고가, 특수 type수지,복잡한 성형물제조어려움 성형온도 : 80~120℃ 사용재료 : C/Roving(2400Tex), cutting machine & 함침기, 성형품 : 평판, 골판

Flow chart of process Line speed 3m/min Resin reservoir Roving Roving cutter Polyester film Impregnation roller Defoaming roller 1st barrel 2nd barrel 3rd barrel Air cooling Trimming Packing 2min 30sec 4min 3min Line speed 3m/min 90℃ 115℃ 120℃

Pultrusion 장점 단점 성형온도 : 160~180℃, 성형속도:30~150cm/min 사용재료 : 축방향으로 최고의 강도, 생산성 높음, 단점 : 설비투자비, 복잡한 형상 성형불가, 성형온도 : 160~180℃, 성형속도:30~150cm/min 사용재료 : Direct Roving(4400Tex), Puller, Cutter, 기타 : 고주파가열방식, 맨드릴, 축직각방향 강도보강(Mat),

Bag Method 성형방법 : 수지와 강화제를 일반형에 적층 또는 유연성이 있는 bag에 압력을 주어 밀착시킨후 경화시킴 : 진공 백 법-압력0.5~1kg/㎠ : 가압 백 법- 압력0.5~1kg/㎠ : 오토크레이브 법-압력 5kg/㎠

기타 RRIM (Reinforced reaction injection molding) : 우레탄 form제조시 chopped strand mix하여 성형 원심성형법 : Sheet 단추, 휴지통