진공수지함침성형 (Vacuum-Assisted Resin Infusion)
한 줄 정의: 진공압을 이용해 섬유 강화재 안으로 수지를 빨아들여 함침시키는 개방형 복합재료 성형 공정입니다.
쉽게 풀면
섬유 천을 한쪽 틀 위에 쌓아 놓고 비닐 백으로 전체를 밀봉한 뒤 안의 공기를 빼내면, 진공 압력 차이로 수지가 마치 빨대로 빨아들이듯 섬유 사이로 흘러 들어갑니다. 별도의 고압 주입 장비 없이도 진공만으로 수지를 넓게 퍼뜨릴 수 있어 큰 부품을 만들 때 특히 유용합니다.
왜 중요한가
풍력 블레이드나 선박 선체처럼 크기가 큰 복합재료 구조물은 폐쇄형 금형 대신 진공수지함침성형으로 제작하는 경우가 많아, 대형 구조물 제조 공정 연구에서 중요하게 다뤄집니다. 또한 폐쇄된 금형이 필요 없어 설비 비용을 낮출 수 있다는 점도 관심을 받는 이유입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"Large wind turbine blade shells were manufactured using vacuum-assisted resin infusion."
대형 풍력터빈 블레이드 외피를 진공수지함침성형으로 제작했다는 뜻입니다.
"The flow front progression during vacuum-assisted resin infusion was monitored using embedded sensors."
진공수지함침성형 중 수지 유동 전선(front)의 진행을 내장 센서로 모니터링했다는 뜻입니다.
조금 더 깊게 보면
진공수지함침성형은 흔히 유동매체(flow media)라 불리는 고투과성 재료를 표면에 배치해 수지가 빠르게 퍼진 뒤 두께 방향으로 스며들도록 유도합니다. 진공압만 사용하므로 압력차가 제한적이라 대형 구조물에서는 수지 점도 관리와 유동 경로 설계가 함침 품질에 크게 영향을 미칩니다.
주의할 점
밀봉이 불완전하면 진공 누설로 함침이 불균일해질 수 있고, 결과적으로 기공이나 미함침 부위가 남을 위험이 있습니다.