화학공학소재연구정보센터
  • 항공우주 용도로 디자인된 복합재료등록일 : 2015/10/27
  • 글로벌 리더 PAEK 기반 솔루션 제공자인 Victrex는 일방향(unidirectional) 복합재료 테이프 및 래미네이트 패널의 형태로 항공우주 산업에 사용하기 위한 복합재료 개발을 시작하였다. 이들 새로운 복합재료에 기반을 둔 제품들은 부하가 걸리는 조건에서 실행될 수 있는 연속적으로 보강되는 부품들을 생산할 수 있게 해준다. 브래킷, 클립, 클램프 및 하우징을 포함하는 부품들은 1차 및 2차 구조물로 항공기 전체에 사용된다. 하이브리드 성형 기술의 개발 및 착수는 2014년에 발표되었고 Victrex가 향상된 해결안을 제공하기 위해 공급 사슬로 진행한다는 것을 보여주는 것이다. PAEK 기반 복합재료 해결안을 실행하는 하나의 큰 장점은 보다 스마트한 디자인으로 보다 빠르게 제조할 수 있어 비용 절약과 향상된 설치 시간을 이루는데 기여할 수 있다는 것이다.

    제조된 복합재료는 알루미늄, 스테인리스 스틸 및 티타늄과 같은 금속과 비교할 때 일정 환경에서 무게를 60% 이상 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 무게 감소는 에너지 효율성과 이산화탄소 배출 감소에 직접 연계된다. 또한 복합재료의 강도는 금속의 강도와 비교하여 5배 더 높게 나타난다. 이는 소비자들에서 토탈 솔루션을 제공하여 지원하는데 또 다른 좋은 기회가 된다고 Victrex는 평가하고 있다. 혁신적인 PAEK 복합재료는 혁신적인 하이브리드 성형 기술과 연계되어 복합재료와 사출 성형 사이의 간격을 줄여줄 것이다. 이는 현재까지 가능성이 없었던 복잡한 복합재료 부품의 제조를 가능하게 해준다. 기존 사출 성형 장비 내의 삽입물로 사용되는 복합재료와 함께 하이브리드 성형 공정은 PEEK 사출 성형 고분자로 연속적으로 보강되는 열가소성 복합재료의 오버성형을 가능하게 해줄 수 있다. 하이브리드 성형 기술은 향상된 사이클 시간, 보다 낮은 에너지 소비 및 조각 및 이차적인 작업을 없애주는 것을 포함하여 주된 장점들을 제공해준다.

    이들 요소들은 조립 라인에서 판을 보다 빠르고 보다 비용효과적으로 움직이게 하려는 산업체의 노력에 대해 우선순위를 가져 전체 시스템 비용을 줄이는 것을 도와준다. 분석가들은 노후한 항공기를 대체하고 민간항공기 수요를 대처하기 위해서 앞으로 20년 동안 35,000대 이상의 새로운 항공기가 필요할 것으로 생각하고 있다. “이 성과의 주요한 점은 금속과 열경화성을 차세대 열가소성 해결안으로 대체하는 것이다. Victrex가 우리의 소비자들과 함께 개념에서 최종 부품에 이르기까지 협력할 때 경비 절약, 무게 감소, 다양한 디자인, 강도 및 생산 속도 향상에 있어 차세대 열가송성 부품이 가지고 있었던 그동안의 문제들을 많이 해결할 수 있게 된다. 이들 모든 것은 항공기 프레임 및 타이어 공급자들에게 모두 같이 점차 중요한 것이 되고 있다”고 Tim Herr는 말한다.

    열경화성 해결안과 비교해볼 때 PAEK 복합재료는 오토클레이브 방법을 벗어날 수 있고 100% 재활용할 수 있다. 열가소성은 열경화성에 비해 손상에 보다 잘 견디며 보다 우수한 화학적인 저항성, 피로 성능 및 FST(연소/연기/독성) 특성을 가지는 반면에 강도와 강성은 열경화성과 거의 유사하다. 금속과 비교할 때 부식 저항성, 제조 속도 및 단열 특성이 향상되는 반면 충격 저항성과 손상 저항은 유사하게 된다. 이들 복합재료의 또 다른 주요 특성은 고온에서의 성능 및 열안전성이 우수하고 수분 및 부식에 대해 뛰어난 성능을 가진다는 점이다. Victrex는 30년 이상 전적으로 PAEK에 기반을 둔 해결안 개발에 중점을 두고 있으며 결과적으로 자동차, 항공우주, 에너지, 전자 및 의학산업에서 세계를 앞서가는 회사들과 파트너가 될 수 있게 되었다.
  • 키워드 : 항공우주, 복합재료, 열가소성
  • 출처 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑