경량 복합재 고속성형 기술센터

사례연도 -

기업요구사항 연속유리섬유강화 PET 샌드위치 및 중공단면 복합재 중간재 제조 및 이를 활용한 자동차 구조용 부품 성형 기술 개발

지원내용 - 유리섬유 재단 및 PET 폼 재단
- 연속유리섬유강화 PET 샌드위치 복합재 압축성형 테스트
- GFRP/PET Foam 샌드위치 구초 복합재 가공

주요성과 - 인체의 근골격계를 모사한 연속섬유로 국부보강된 하이브리드 복합재 성형 기술을 Fraunhofer ICT와 공동 연구·개발함
- 탄소연속섬유를 메탈 인서트에 와인딩 함으로써 주요하중부재(뼈) 역할을 하도록 하고, 외관 유지를 위해 장섬유 복합재(근육/피부)를 “뼈대”에 오버몰딩 함
- 위상최적화를 통해 Demonstrator Part의 설계를 최적화 함

사례연도 -

기업요구사항 자동차 구조용 부품 제작을 위한 무연신 열가소성 나노복합 필름 함침 100㎛ 이하급 연속 탄소섬유 강화 테잎 및 인서트 프리폼 개발

지원내용 - 개발 중인 고기능성(PA6) 필름 성형성 평가
- 열가소성 테입 고속적층장비 구축 전 자동 섬유재단기를 이용한 테입재단 및 적층
- 프레스를 이용한 UD tape 압축성형
- UD 테입으로 제작한 CFRTP 평가용 시편 가공

주요성과 - 대상 기술의 최종 제품은 기 생산되고 있는 금속 제품과 동등한 성능을 가지고 저가로 생산하고자 하며, 아직 시장에서 정립되지 않은 열가소성 나노복합 필름 및 CFRTP 테잎 대량 생산 공정을 본 과제를 통하여 구축
- 국내외 수요기업과 협업을 하여 진행하는 과제로서 성공적인 제품 개발 완료 후, 수요기업과 시장 진입을 위한 신뢰성 평가 후, 최종 자동차 업체에 부품 공급을 통한 매출 발생 가능 (과제 개발 완료 1년 후부터 매출 60억원 발생 가능)
- 한-독 양측 특화기술을 유기적으로 조합한 Win-Win 전략 구축

사례연도 -

기업요구사항 초소형 전기차 Center Floor Cover 개발 공동연구

지원내용 - PC-RTM용 금형 개발 공동 연구
- PC-RTM을 활용한 Center Floor Cover 제작

주요성과 [HP-RTM 공정 중 Fiber Clamping 기술 개발 및 적용]
- 금형에 수지 주입 시, 금형의 끝단에서 섬유와 금형 사이 빈 공간의 낮은 섬유체적률로 인해 수지가 먼저 유동되는 현상인 Edge Effect 발생. 이는 부적합한 금형 설계로 인해 발생하는 문제료, 섬유 변형, Air Pocket, Dry Spot 등으로 이어지며, 국내에서는 아직 뚜렷한 해결방안을 찾지 못하고 있는 난해한 문제임
- 본 문제가 해결되지 않을 경우, 아래의 그림과 같이 복합재 2/3 지점 이후로 결함이 존재하므로, 양산 적용 시, 불량률이 증가하는 문제를 초래함
- 본 기술은 센터와 기술협약을 체결한 Fraunhofer ICT의 기술지원을 받아 Fiber Clamping 연구 진행을 통해 Edge Effect 문제를 해결하였으며, 국내에서는 최초로 PC-RTM 및 HP-RTM에 적용될 수 있는 기술을 확보함

[PC-RTM을 이용한 초소형 전기자동차용 Center Floor Cover 시제품 제작]
- 국외 PC-RTM의 경우, Foam Core를 국부적으로 사용하여 자동차 부품에 적용하였으나, 본 센터에서 개발한 초소형 전기자동차용 Center Floor Cover는 1.5m×1.3m의 대형 샌드위치 복합재 부품 성형에 성공함
- 샌드위치 복합재 적용으로 초소형 전기자동차용 Center Floor Cover 중량을 스틸 대비 87%, 알루미늄 대비 74% 경량화를 달성함

사례연도 -

기업요구사항 AFP와 OOA 공정기술 기반 단일통로 대형민항기용 4m 이상급 복합재 주익 스킨·스트링거 일체형 모듈 및 3m 이상급 열가소성 복합재 동체모듈 공정기술개발

지원내용 - 기존 복합재 생산을 위한 소재와 공정의 비효율성을 개선하고 고품질 항공기 복합재 부품을 생산하기위한 기술개발을 수행함

주요성과 - 재활용 열가소성 복합재(Recycled Composites Material)을 활용한 민항기용 윈도우 프레임 개발중
- 열가소성 복합재 동체모듈 개발에 적용되는 개별기술들은 대량생산이 가능한 기술로서 기존 항공산업에 적용된 복합재료의 패러다임을 바꾸는 획기적인 공정기술이 될것이라고 예상됨