탄소섬유강화플라스틱(CFRP)의 적층 배향각에 따른 드릴링 가공 특성 고찰

Q: 이 논문에서 정의한 적층 배향각이란 무엇인가?

탄소섬유강화플라스틱(CFRP)을 제조하는 과정에서 각 층을 구성하는 탄소섬유의 배열 방향을 각도로 나타낸 것이다. 이는 복합재료의 구조적 특성을 결정하며 드릴링 가공 시 절삭력과 가공면 상태에 영향을 미치는 핵심적인 변수로 작용한다.

Q: CFRP 드릴링 가공 시 절삭력과 가공 품질을 최적화하는 조건은 무엇인가?

연구 결과, TiAlN 코팅 드릴을 사용하여 회전수 2,000 rpm과 이송 속도 10 mm/min으로 가공하는 것이 가장 적절하다. 특히 일방향 프리프레그의 경우 적층 구성을 [0°/90°/45°/-45°]₆으로 설정할 때 가공성 측면에서 가장 유리한 것으로 나타났다.

김태영; 김호석; 신형곤

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김태영 (Chonbuk National University) 김호석 (Chonbuk National University) 신형곤 (Chonbuk National University)

저널정보: 한국생산제조학회 한국생산제조학회지 한국생산제조시스템학회지 Vol.23 No.3

발행연도: 2014.6

수록면: 250 - 258 (9page)

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Due to recent industrial growth and development, there has been a high demand for light and highly durable materials. Therefore, a variety of new materials has been developed. These new materials include carbon fiber reinforced plastic (CFRP or CRP), which is a wear-, fatigue-, heat-, and corrosion-resistant material. Because of its advantageous properties, CFRP is widely used in diverse fields including sporting goods, electronic parts, and medical supplies, as well as aerospace, automobile, and ship materials. However, this new material has several problems, such as delamination around the inlet and outlet holes at drilling, fiber separation, and tearing on the drilled surface. Moreover, drill chips having a fine particulate shape are harmful to the work environment and engineers’ health. In fact, they deeply penetrate into machine tools, causing the reduction of lifespan and performance degradation. In this study, CFRP woven and unidirectional prepregs were formed at 45° and 90°, respectively, in terms of orientation angle. Using a high-speed steel drill and a TiAIN-coated drill, the two materials were tested in three categories: cutting force with respect to RPM and feed speed; shape changes around the input and outlet holes; and the shape of drill chips.

#Carbon fiber reinforced plastics #Fabric prepreg #Unidirectional prepreg #Composite material #TiAlN-coated drill

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