[논문자료]미래모빌리티를 위한 차세대 경량구조복합재료 검토: 자기강화복합재료의 적용 가능성

 

미래모빌리티를 위한 차세대 경량구조복합재료 검토:

자기강화복합재료의 적용 가능성

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미래모빌리티의 발전 기대에 따라 에너지 소비 절감에 대한 수요가 증가하고 있다.

경량구조용소재는 온실가스 배출 감소 및 에너지 효율 향상을 위한 방안으로 알려져 있다.

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특히, 섬유강화복합재료(FRP, fiber reinforced polymer composite)는 뛰어난 기계적 특성 및 낮은 무게로 인해 기존 합금을 대체할 수 있는 소재로 주목받는다. 본 논문에서는, 탄소섬유강화복합재료(CFRP, carbon FRP) 및 자기강화복합재료(SRC, self-reinforced composite)의 산업 적용 및 연구 동향을 강화재, 고분자 매트릭스 및 공정에 기반하여 검토하였다.

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항공분야에서 주로 활용되는 에폭시 수지 기반 오토클레이브 공법의 높은 공정단가 및 긴 제조시간을 극복하기 위하여, 속경화성 에폭시 수지를 이용한 고압수지이송성형 공정으로 CFRP가 적용된 전기자동차의 양산을 보고하였다.

또한, 탄소섬유복합재료의 재활용 이슈를 해결하기 위한 열가소성 수지 기반 CFRP 및 계면 향상 방안들이 재료 및 공정 측면에서 검토되었다.

FRP의 우수한 기계적 특성을 유도하는 주요한 요인으로 알려진 완벽한 매트릭스-강화재 계면을 형성하기 위하여, 고분자 섬유에 동일한 매트릭스를 함침시킨 SRC에 대한 연구들이 보고되고 있다. 다양한 열가소성 고분자에 기초한 SRC의 물리적 및 기계적 특성들을 고분자 배향 및 복합재료 구조 측면에서 검토하였다. 또한, 고연 신 폴리프로필렌 섬유 기반 SRC의 공정창 확장을 위한 공중합체 매트릭스 전략이 논의되었다. 경량구조용소재의 CFRP 및 SRC 적용은 미래모빌리티의 에너지 효율 향상에 대한 잠재적인 선택을 제공할 수 있다.

 

논문 출처 - https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO202314252213385

날이 갈수록 심화되는 환경오염 및 강화되는 세계적인 환경 규제에 대응하고자 오늘날의 비행기 및 자동차 등의 운송수단에는 경량화에 따른 에너지 절감을 위해 CFRP를 사용한다. 주로 오토클레이브 공정으로 제조된 열경화성 에폭시 수지 기반 CFRP 등의 복합재료가 Boeing 787 Dream

liner의 기본 구조에 50% 이상 적용되고 있다.

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오늘날의 전기자동차 및 도심항공모빌리티 등의 미래모빌리티의 발전 동향은 경량화를 통한 에너지 절감과, 부품들의 재활용을 가능하게 함으로써 환경오염 감소와 환경규제를 대응하는 등의 탄소중립에 초점이 맞춰지고 있다.

현재는 미래모빌리티의 경량화소재로 CFRP를 주로 고려 하지만, 실제 상용화된 상황을 가정했을 때 CFRP의 재생, 재활용 및 폐기의 문제는 지속 가능한 발전 측면에서 큰 위협이 될 수 있다. 따라서, 향후에는 한 종류의 열가소성 고분자로 구성되어 손쉽게 재활용이 가능한 SRC의 미래모빌리티의 적용 확대가 예상된다.

 

 

[논문]미래모빌리티를 위한 차세대 경량구조복합재료 검토: 자기강화복합재료의 적용 가능성

[논문]미래모빌리티를 위한 차세대 경량구조복합재료 검토: 자기강화복합재료의 적용 가능성

 

원문보기 - ScienceON

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이제 미래 모빌리티의 시대가 한발짝 씩 다가오고 있습니다.

美 연방항공청 "2028년 UAM 서비스를 도입하겠다 발표하였고, 국내 창원시에서는 UAM (도심항공교통)산업을 본격 육성한다는 의지를 나타내며 정책. 인프라 조성 방안 등 을 준비하고 있습니다.

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UAM 뿐만아니라 전반적인 항공기에서 필수적인 경량화, 고강도 및 생산비 절감 등의 문제 해결을 신소재 분야에서 찾아내려 많은 노력들이 이어지고 있습니다.

 

복합재성형 오토클레이브

일신오토클레이브의 복합재성형 오토클레이브는

서로 다른 성분이나 형태의 재료를 조합하여 구성 재료 고유의 특성을 극대화 한 재료를 제작하는데 사용됩니다.

복합재료란 서로 다른 장점을 가지고 있는 재료를 결합한 이종재료로 신소재와는 다른 특성을 가지며, 신소재나 기존 소재의 한계를 뛰어넘을 수 있는 소재입니다. 복합재료는 내식성, 내마모성, 내충격성, 피로수명, 경량화 및 전기 절연성 향상과 같은 많은 이점이 있어 우주항공 산업뿐만 아니라 자동차, 철도, 선박, 건설, 스포츠 용품 및 에너지 분야에도 적용되어 산업발전에 크게 기여하고 있습니다.

 

CMAS시리즈 : 기본크기 / CMAM시리즈 : 중형크기 / CMAP시리즈 : 대형크기 ​

 

 

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Professional engineering

복합재 오토클레이브 성형 적층

- 여러 장의 prepreg + 첨가제 + 보조재료를 조합하여 성형용 스택 제작

- 2~3개의 prepreg를 적층할 때 감압하여 기포 제거

 

 

 

 

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제품 사양

CMAS 시리즈 1200

Series	Working Vessel Internal Diameter ( ㎜ )	Working Vessel Distance ( ㎜ )	Temp. ( ℃ )	Pressure ( ㎏/㎝2)
CMAS - 1200 - 3,000L	1,200	3,000	200	9
CMAS - 1200 - 3,000H				20
CMAS - 1200 - 4,000L		4,000		9
CMAS - 1200 - 4,000H				20
CMAS - 1200 - 5,000L		5,000		9
CMAS - 1200 - 5,000H				20

CMAS 시리즈 1500

Series	Working Vessel Internal Diameter ( ㎜ )	Working Vessel Distance ( ㎜ )	Temp. ( ℃ )	Pressure ( ㎏/㎝2)
CMAS - 1500 - 3,000L	1,500	3,000	200	9
CMAS - 1500 - 3,000H				20
CMAS - 1500 - 4,000L		4,000		9
CMAS - 1500 - 4,000H				20
CMAS - 1500 - 5,000L		5,000		9
CMAS - 1500 - 5,000H				20

CMAM 시리즈 2000

Series	Working Vessel Internal Diameter ( ㎜ )	Working Vessel Distance ( ㎜ )	Temp. ( ℃ )	Pressure ( ㎏/㎝2)
CMAM - 2000 - 5,000L	2,000	5,000	200	9
CMAM - 2000 - 5,000H				20
CMAM - 2000 - 7,000L		7,000		9
CMAM - 2000 - 7,000H				20
CMAM - 2000 - 10,000L		10,000		9
CMAM - 2000 - 10,000H				20

CMAM 시리즈 2500

Series	Working Vessel Internal Diameter ( ㎜ )	Working Vessel Distance ( ㎜ )	Temp. ( ℃ )	Pressure ( ㎏/㎝2)
CMAM - 2500 - 5,000L	2,500	5,000	200	9
CMAM - 2500 - 5,000H				20
CMAM - 2500 - 7,000L		7,000		9
CMAM - 2500 - 7,000H				20
CMAM - 2500 - 10,000L		10,000		9
CMAM - 2500 - 10,000H				20

CMAP 시리즈 3000

Series	Working Vessel Internal Diameter ( ㎜ )	Working Vessel Distance ( ㎜ )	Temp. ( ℃ )	Pressure ( ㎏/㎝2)
CMAP - 3000 - 5,000L	3,000	5,000	200	9
CMAP - 3000 - 5,000H				20
CMAP - 3000 - 7,000L		7,000		9
CMAP - 3000 - 7,000H				20
CMAP - 3000 - 10,000L		10,000		9
CMAP - 3000 - 10,000H				20

CMAP 시리즈 3500

Series	Working Vessel Internal Diameter ( ㎜ )	Working Vessel Distance ( ㎜ )	Temp. ( ℃ )	Pressure ( ㎏/㎝2)
CMAP - 3500 - 5,000L	3,500	5,000	200	9
CMAP - 3500 - 5,000H				20
CMAP - 3500 - 7,000L		7,000		9
CMAP - 3500 - 7,000H				20
CMAP - 3500 - 10,000L		10,000		9
CMAP - 3500 - 10,000H				20

일신은 30년 기술의 노하우로 고온 고압기술의 선두주자 입니다.

최근 삼성SDI의 전고체 배터리 파일럿 라인에 일신의 정수압 프레스가 적용되었습니다.

초고압 정수압 프레스 기술로 새로운 영역에 도전 할 수 있도록 일신이 함께하고 있습니다.

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고부가 가치의 신소재를 개발하고, 생산하는 곳에 일신이 함께 하겠습니다.

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