항공우주 분야의 탄소 섬유

항공우주는 변화와 혁신으로 가득 찬 산업입니다. 항공우주 엔지니어들은 비행을 보다 안전하고 지속 가능하게 만들기 위해 노력해 왔으며, 그 결과 비행기, 헬리콥터, 심지어 우주 왕복선에 탄소 섬유 복합 재료가 사용되었습니다.

탄소 섬유는 길고 얇은 결정으로 배열된 탄소 원자로 만들어진 물질입니다. 이러한 결정의 배열은 탄소 섬유를 사람의 머리카락보다 얇은 두께에 비해 매우 강하게 만듭니다. 탄소 섬유와 에폭시가 결합되어 여러 산업 분야에서 널리 사용되는 강하고 가벼운 복합 재료를 만듭니다.

항공우주 분야에서 탄소 섬유의 장점

탄소 섬유는 금속으로 만들 수 없는 모양을 포함하여 또는 여러 조각을 함께 용접하여 약점을 만들지 않고도 거의 모든 모양으로 에폭시로 성형할 수 있는 독특한 재료입니다. 이 때문에 탄소 섬유는 좌석에서 프레임에 이르기까지 항공 우주 어디에서나 사용할 수 있는 다재다능한 소재입니다. 그러나 왜 항공 우주에서 탄소 섬유 복합 재료를 사용합니까? 다음은 항공우주 분야에서 탄소 섬유의 장점 중 일부입니다.

경량

아마도 항공 우주 응용 분야에서 탄소 섬유의 가장 큰 장점 중 하나는 그것이 얼마나 가벼운가일 것입니다. 항공 우주에서 무게는 연료 소비에 중요한 역할을 하기 때문에 중요합니다. 비행기, 헬리콥터 또는 우주 왕복선이 가벼울수록 공중에 띄우는 데 필요한 연료가 줄어듭니다. 또한 더 가벼운 비행기는 더 적은 연료로 더 멀리 여행할 수 있습니다. 연료 소비는 비용과 환경 의식에서 매우 중요한 요소입니다.

내구성

탄소 섬유의 무게 대비 강도 비율은 놀랍습니다. 인장 강도가 높아 장력이 가해져도 파손되지 않습니다. 항공우주 분야에서 탄소 섬유 부품은 사고 생존성을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.

금속 하이브리드 화합물

항공 우주에서 탄소 섬유의 한 가지 단점은 전도성이 없다는 것입니다. 즉, 전기를 전도하지 않습니다. 비행기는 종종 낙뢰의 영향을 받기 때문에 낙뢰로 인한 전기를 소산시키고 계획 안의 모든 사람을 보호하기 위해 외피가 전기를 전도할 수 있어야 합니다. 현재 탄소 섬유는 전도성 금속 와이어, 포일 및 메쉬로 매립되어 전도성을 돕습니다. 그러나 다른 장점을 손상시키지 않으면서 탄소 섬유를 전도성으로 만들기 위해 하이브리드 복합 재료와 관련된 새로운 응용 프로그램이 개발 중입니다.

내식성

특정 금속이 접촉하면 서로 부식될 수 있습니다. 탄소 섬유는 금속이나 그 자체와 접촉하여 부식을 일으키지 않습니다. 이는 항공우주 분야에서 탄소 섬유를 사용하면 금속 부품의 수명을 향상시킬 수 있음을 의미합니다.

내화학성

탄소 섬유는 화학적 노출에도 상당히 강합니다. 강한 화학 물질에 노출되어도 다른 재료처럼 약해지거나 부식되거나 부서지지 않습니다.

내온성

대부분의 금속은 주변 환경의 온도에 따라 팽창 및 수축합니다. 항공 우주에서 금속 부품은 이착륙하는 동안 몇 분 내에 극도로 급격한 온도 변화를 겪습니다. 탄소 섬유와 같은 복합 재료는 급격한 온도 변화를 겪을 때 극적으로 팽창 및 수축하지 않아 금속보다 내구성이 뛰어납니다.

항공우주 분야의 탄소 섬유 부품

오늘날 다양한 복합 재료가 현대 항공기의 약 40%를 차지합니다. 그러나 항공기에서 탄소 섬유 복합 재료를 사용하는 곳은 어디입니까?

탄소 섬유는 항공기, 특히 비행기의 거의 모든 곳에서 사용되었습니다. 예를 들어, 보잉 787 드림라이너 여객기는 중량 기준으로 50%의 복합 재료로 구성되며, 대부분의 복합 재료는 탄소 섬유 라미네이트 또는 탄소 섬유 샌드위치입니다. 탄소 섬유 재료는 날개와 꼬리의 일부뿐만 아니라 비행기의 동체 또는 본체를 구성합니다. 보잉은 연료 효율성 외에도 탄소 및 기타 복합 재료를 사용하면 금속처럼 부식되거나 피로하지 않기 때문에 유지 보수가 덜 수 있다고 지적합니다. 유지 보수가 적으면 비행 시간이 길어져 탄소 섬유 비행기의 수익성이 높아집니다.

탄소 섬유는 로터 블레이드 및 테일과 같은 헬리콥터의 금속 부품을 대체하는 데에도 사용됩니다. 또한 계기 인클로저, 도어 및 좌석과 같은 내부 부품에도 적용됩니다. 탄소 섬유를 더 작은 방식으로 사용하면 별 차이가 없는 것처럼 느껴질 수 있지만 더 무거운 재료를 제거하면 무게 차이가 더 커질 수 있습니다. 또한 탄소 섬유는 부식과 피로에 대한 저항력이 있기 때문에 기기 인클로저에 탄소 섬유를 사용하면 기기의 사용 기간이 연장되고 손상으로부터 보호됩니다.

PCMI의 탄소 섬유 주조 솔루션

탄소 섬유에 대한 한 가지 장벽은 종종 비용입니다. 그러나 PCMI Manufacturing은 더 저렴한 재료와 더 빠른 사이클 속도를 사용하는 고유한 탄소 섬유 주조 공정을 제공합니다. 평균적으로 우리의 공정은 기존 생산 방법에 비해 20-30%의 비용 절감 효과를 가져옵니다.

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