항공기의 경량화를 실현하는 탄소섬유 복합재료

전문가 제언

○ 탄소섬유를 강화섬유로 하는 CFRP는 경량이며, 고내구성이 있기 때문에 민간항공기의 각종 구성부재로서 이상적인 재료이다. 성형법으로는 탄소섬유와 고인성 에폭시수지로 된 두께 150~200㎛, 폭 30㎜의 프리프레그를 1매 1매씩 적층한 적층체를 오토클레이브 중에서 가압, 가열하여 경화시키는 소위 오토클레이브 성형법이 일반적이다.

○ FRP는 불포화폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지 등 열경화성 수지나 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, PPS, PEEK 등 열가소성 수지의 매트릭스 수지 및 탄소섬유, 글라스섬유, 아라미드 섬유 등의 섬유강화재로 구성된다. 이 재료는 경량이면서 강도특성이 우수하기 때문에 최근 항공우주산업으로부터 일반 산업분야에 이르기까지 폭넓은 분야에서 사용되고 있다. 그리고 성형방법으로서는 여러 가지 방법과 수단이 알려져 있으며, RTM 성형법은 특히, 다품종 중량생산에 적합한 성형법으로서 주목을 받고 있다.

○ 항공기에 사용되는 에폭시수지는 새나 돌 등과의 충돌, 공구 등의 낙하충격에 의한 내부손상, 예를 들면 박리나 섬유파단 등에 의해 잔존압축강도가 저하되지만, 이 내부손상은 육안으로는 검출할 수 없고, 내부손상이 있어도 비행에 충분한 잔존압축강도를 가져야 하기 때문에 열가소성 수지나 고무성분 등 에폭시수지보다 고인성의 성분을 혼입시키고 있다.

○ 이 자료는 항공기의 경량화를 실현하는 탄소섬유 복합재료에 관한 것으로서 탄소섬유의 역사, 특징, 가공법, CFRP 항공기의 LCA분석 및 앞으로의 과제에 대하여 기술하고 있다. 에너지 절약, 환경성 개선이 요구되는 가운데 가볍고 강한 CFRP가 항공기의 표준재료로 되고 있다. 앞으로 재료기술, 성형기술, 부재설계, 제조기술에 대한 지속적인 연구개발로 생산성 향상을 도모하고, 항공기에 사용되는 고인성 수지의 유동성, 내손상성, 내열성 및 프리프레그의 반응성 개선을 해결하는 연구개발에 초점이 맞추어져야 할 것이다.

저자

Kitano Akihiko

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2012

권(호)

12(2)

잡지명

未來材料

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

53~58

분석자

서*석

분석물

• 항공기의 경량화를 실현하는 탄소섬유 복합재료.pdf [347,158 byte]

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