복합재 성형 Autoclave원리는 어떻게 되나요?

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by suflux 2017. 7. 26. 13:52

복합재 성형 Autoclave(오토클레이브)원리는 어떻게 되나요?

오토클레이브란?
오토클레이브는 우리말로 표현하면 "고압반응솥"이라고 하며, 고온·고압에서 일어나는 반응을 견딜 수 있는 용기와 그에 따른 시스템을 의미합니다. 일신오토클레이브는 이름에서 느껴지듯이 오토클레이브에 대한 다년간의 경험과 노하우를 가지고 있는 기업으로, 일신오토클레이브의 오토클레이브는 산업체 생산 목적과 특성에 맞추어서 오토클레이브 시스템을 구성하며, 작업자의 편리성과 경제성에 맞게 선택이 가능합니다.

복합소재 성형법 중 Autoclave 성형법은 많은 생산량을 필요로 하지 않으나, 고품질이 요구되는 우주항공용 복합재료(Glass, Carbon, Kevlar Prepreg)를 이용하여 부품을 제조할 때 주로 사용합니다. 본 설비는 이러한 복합소재 제품의 성형을 위한 장비로 성형을 위한 외부환경과 필요한 압력과 온도를 제공할 할 수 있습니다.

복합재료란?
복합재료는 서로 다른 성질 또는 성분을 가진 물질들이 거시적으로 혼합 되거나 조합 되어 구성 재료의 특성을 극대화 하여 새로운 특성을 갖게 만든 재료입니다. 즉 개개 물질의 장점이 다른 재료와 결합되어 장점은 배가되고 단점은 보완되는 이종재료인데 이런 측면에서 보면 신소재와는 확연히 구분되며, 여러 재료의 조합으로 신소재나 기존 소재의 한계를 넘을 수 있는 것이 복합소재기술입니다. 이러한 복합재료는 단일 재료가 갖지 못하는 특성을 목적에 맞게 개선할 수 있습니다.

강도, 내식성, 피로수명, 내마모성, 내충격성, 경량성, 전기절연성, 등을 향상시킬 수 있습니다. 이러한 복합재료는 다양한 기능적 특성으로 인하여 우주항공분야 뿐만 아니라 자동차, 선박, 건설, 스포츠 용품, 에너지 분야 등 다양한 분야의 기술들에 적용되고있는 21세기 산업의 대표적 소재입니다.

복합재료 성형 오토클레이브란?
이종재료를 조합하여 원하는 형태나 형상으로 성형하는 방법입니다. 조합하는 재료(수지, 금속, 세라믹 등)의 종류나 기계적 특성에 따라 성형법이 다릅니다. 그 종류로는 1) Autoclave 성형법 2) Compression Molding(압축) 성형법 3) Pultrusion(인발) 성형법 4) RTM(Resin Transfer Molding) 5) Filament Winding 성형법 등이 있습니다당사는 복합재료성형 오토클레이브 제조업체이므로 오토클레이브 성형 장비를 소개하고자 합니다.

오토클레이브 복합재성형이란?

프리프레그(Prepreg)를 여러 겹으로 원하는 형상의 몰드를 적층한 후에 진공을 유지하기 위해 진공백으로 제품 전체를 포장하여 기체 가압부와는 차단하여 공정을 진행합니다. 내부 진공을 유지하면 내부에 있는 수지로부터 발생되는 휘발성분을 제거하고, 여러 겹의 프리프레그를 접합시에도 기포가 제거되어 치밀하게 접합된 제품을 얻을 수 있습니다. 등방향에서 압력을 가하는 방식을 사용하고, 가벼운 소재를 사용하여 금형을 제작할 수 있으므로 복잡한 형상의 제품을 제작하는데 용이합니다. 이러한 장점으로 항공기 날개와 같은 부품 제작 성형에 많이 사용되는데, 항공기 부품 중에서도 높은 하중을 받는 1차 구조물 보다는 비교적 작은 하중을 받으며 형태를 유지하는 역할을 해주는 2차 구조물에 적합합니다. 이 성형법은 항공기 복합재 부품 및 시제작품 뿐만 아니라 풍력 발전기 날개나 선박 해양 스포츠 용품, 자동차 부품 등의 다양한 분야에서 사용되고 있습니다.

오토클레이브 성형법은 유리(Glass), 카본(Carbon), 프리프레그(Kevlar prepreg)를 이용하여 고품질이 요구되는 우주항공용 복합재료에 주로 사용되며, 많은 생산량을 요구하는 방법보다는 복잡한 형태의 단일 생산에 많이 사용됩니다. 오토클레이브 내부에서 기본적으로 소재의 냉각과 가열 그리고 진공처리가 가능하며, 성형이 일어나는 온도와 압력 조건에서 프로그램을 진행할 수 있습니다.

일신오토클레이브에서 제작하는 복합재성형 오토클레이브는 다양하며 복잡한 모양의 복합재 성형을 수행할 수 있는 설비로 제작하였으며, 제품의 성형 효율을 위해 다수의 제품 진공 라인을 구성하였고, 설비의 성능을 향상시키기 위해 온도 유지와 압축에 대한 정밀한 공정 수행이 이루어 질 수 있는 제품으로 만들었으며, 압력 용기의 안전성을 위해서는 미국기계학회의 압력용기 인증인 ASME 규격에 맞추어 설계, 제작 및 인증을 받고, 한국가스안전공사나 산업안전관리공단 인증을 통하여 안전하게 제작하였습니다.

복합재성형 오토클레이브 개요
복합소재 성형법 중 Autoclave 성형법은 많은 생산량을 필요로 하지 않으나, 고품질이 요구되는 우주항공용 복합재료(Glass, Carbon, Kevlar Prepreg)를 이용하여 부품을 제조할 때 주로 사용됩니다.

본 설비는 이러한 복합소재 제품의 성형을 위한 장비로 성형을 위한 외부환경과 필요한 압력과 온도를 제공할 할 수 있습니다. 기본적으로는 재료의 냉각과 가열 그리고 진공처리가 가능하며 사용자가 정하는 압력과 온도에서 성형이 일어날 수 있도록 하며 이러한 온도, 압력 그리고 진공은 프로그램 콘트롤러와 수치 제어 프로그램을 이용하여 전 공정이 자동화됩니다.또한 그래픽 지원 가능한 시스템을 이용하여 수치 제어 프로그램은 단순한 프로그래밍, 파일교환, 설비의 조정에 동조를 이룰 수 있도록 되어있습니다.

복합소재의 종류
  • PMC : 고분자 수지와 각종 섬유로 구성(Glass, Aramid, Carbon) – FRP
  • MMC : 알루미늄과 같은 금속 재료를 기지 재료로 사용하는 것으로 자동차 산업에 많이 사용
  • CMC : 고온에서 사용하는 재료로써 세라믹을 기지 재료로 세라믹 섬유를 보강재료로 사용

일신오토클레이브 제품의 장점

안전성
• 미국 기계기술자 협회(ASME:American Society of Mechanical Engineer)의 고압용기 안전 규정에 맞춘 설계 및 제작
• 한국가스안전공사(KGS)와 한국산업안전관리공단(KOSHA)의 고압용기 안전 규정에 맞춘 설계 및 제작
정확한 설비 구형
• 고압형 팬모터의 내부 장착을 통한 항온 유지 성능 향상
• 완벽한 내외부 단열을 통한 온도 유지
• 다중 안전장치를 통한 압력 안전성 향상
고객 맞춤형 엔지니어링
• 고객의 요구를 해소할 수 있는 다양한 종류와 사양을 구비
• 많은 구성품류들을 이용하여 다양한 연구 목적에 맞춘 연구 진행 가능
• 정확한 측정 방식과 설비 조작의 간편화를 통한 손쉬운 연구 수행 가능
유지보수의 편리성
• 각종 측정기들을 통한 전체 동작상태에 대한 진단이 편리
• 분리 청소가 용이하고, 조립 및 분해가 용이하여 손쉽게 유지 관리
• A/S 대응 전담팀 구성을 통한 신속한 대응력

오토클레이브의 공정 변수

온도균일성
• 내부 순환 팬을 설치하여, 상· 하· 좌· 우의 온도 편차 최소화
• 내외부 단열을 통한 온도 유지
압력정확성
• 자동조절 밸브 라인을 통한 1.5%(Max)이내 편차 유지

생산량 결정
• 1회 장입량 계산(제품크기→내부공간 설정)
• 온도, 압력, 유지시간 결정