탄소섬유의 조선분야 응용 및 타 분야로의 확대전망

전문가 제언

복합재 삭구(rigging) 용도로 1996년에 단방향 섬유 케이블이 최초 개발된 이후 최적의 섬유정렬과 하중분할 (load sharing) 방법을 개발하여 신축섬유(stretch)의 강도와 중량 면에서 최고의 성능을 내는 복합재 케이블이 생산되어 요트의 측면 보호덮개(shroud), 펄링 포스테이(furling forestay), 고정 포스테이, 후방 삭구와 스트롭(strop)에 주로 사용된다.

주용 핵심 기술은 맞춤형 CNC 와인딩 기술로서 적용분야(GP 경주, 경주용 슈퍼 요트, 크르주 슈퍼요트) 및 적용부재(측면부재, 포스테이, 비틀림 부재, 선미)마다 용도에 적합한 섬유를 필요로 한다. 대표적인 탄소섬유 제푼으로 PBO(poly benzobis oxazole) 섬유, Dyneema(high performance polyethylene) 섬유, Kevlar(aramid 섬유) 및 TSC (thermoset carbon) 와 같은 탄소섬유 등이 있다.

주요 생산 장비로는 1.5m 직경x50m 길이의 성형로(Autoclave), 60m 길이의 도장 부스, 70m 조립장 및 가공공장 등이 필요하고, 공정은 오목 형 알루미늄 몰드에서 수동으로 프리프레그를 레이업한 후 오토클레이브에서 100~120℃온도와 3~6bar 압력으로 성형하여 제조한다. 설계는 항공용 복합재 구조 설계용 소프트웨어 Catia-Abaqus와 맞춤형 소프트웨어 MasterMind Pro 를 사용한다.

용도는 경주용 자동차 휠에 탄소 안전 줄(tether), 탄소 복합재 터브(tub)에 사용하고, 토목 분야에서는 다리 하중을 받쳐주는 주 부재로 사용하고, 크레인에는 내피로 특성을 강화하고 수명을 연장한 경량 복합재 케이블을 사용하고 있다.

향후 도전하여야 할 과제는 현재 특수목적에 필요한 일회성 고객 맞춤형 용도로 생산하고 있는 것을 대량 생산 체제로 바꾸는 것이다. 대규모 세계 시장수요는 고 품질에 의한 표준화 제품을 필요로 하게 되고, 이를 위해 제조공정 효율을 최적화함으로서 탄소섬유 산업이 크게 발전할 것이다.

저자

Amanda Jacob

자료유형

연구단신

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2013

권(호)

57(6)

잡지명

Reinforced Plastics

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

38~41

분석자

나*주

분석물

• 탄소섬유의 조선분야 응용 및 타 분야로의 확대전망.pdf [282,715 byte]

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