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비등방성 유동을 시뮬레이션 할 수 있는 새로운 섬유 유동 커플링 해석 모델

코어테크 R&D 프로젝트 매니저 쩡환창(曾煥錩) 박사

섬유 강화 열가소성 복합재료(FRT)는 차량의 중량을 줄이고 연료 효율을 개선하기 위해 자동차 및 항공우주산업에서 자주 사용된다. FRT 성형 방법에는 신속하며 자동화된 압축 성형 및 사출 성형 기술이 포함되는데, 섬유와 수지를 금형 캐비티로 보내게 된다. 섬유 강화 플라스틱의 비등방성 유동 행위는 주로 섬유의 배향 상태에 따라 결정되는데, 실제 압축 성형된 유리-매트 열가소성 플라스틱(GMTs)의 경우, 섬유 배향에 의해 발생하는 비등방성 유동은 원판 모양의 제품을 타원형으로 압착시킨다 (그림 1)[1]. 일반적인 상황에서 순수한 수지의 사출 성형 중 용융 선단은 매끄럽고, 자유 표면이 밖으로 확장된다 (그림 2)[2]. 장섬유/단섬유가 포함된 용융물의 섬유 농도가 높으면 일부 특이하고 불규칙한 유동 특성이 생성되는 것은 이미 알려져 있다. (금형 벽면의 유동이 빨라지는 현상)