탄소섬유 재활용: 스케이트보드에서 하이테크 제조까지

Elevated Materials(미국 캘리포니아 가데나)는 탄소섬유 재활용에 다소 파격적인 접근을 취합니다. 남캘리포니아 대학교(USC, 미국 캘리포니아 로스앤젤레스)에서 항공우주 공학을 전공하던 회사 창업자 겸 CEO Ryan Olliges는 매립지로 버려지는 미사용 탄소섬유 양을 목격했습니다. USC 조교수 Greg Autry 도움으로 121C Inc.( '압축 성형: 신소재와 신시장' 참조)를 설립하고 가열 프레스를 제작해 탄소섬유 스케이트보드를 만들었습니다. 신생 회사가 얼마나 많은 탄소섬유 스크랩이 존재하는지 깨닫자 스케이트보드 제작 이상으로 더 많은 폐소재를 활용할 더 큰 기회를 보았습니다. Olliges는 궁극적 목표가 단지 스케이트보드 회사가 되는 게 아니라 소중한 소재를 매립지에서 구해 지구에 좋은 일을 하는 것이라고 말합니다.

Elevated Materials, 탄소섬유 스케이트보드 프레스로 시작해 계약 제조 회사로 성장. Source | Elevated Materials

"생산 라인에서 20-40% 소재가 버려집니다."라고 Olliges는 상업용 항공우주와 우주 비행 산업을 언급하며 말합니다. "그게 여전히 좋은 미사용 소재입니다."

회사는 곧 다른 회사들이 원하는 부품 제작 문의를 받기 시작했고, 더 많은 폐소재를 활용할 기회로 인식했습니다. 그때 계약 제조 회사로 전환해 재생 소재로 수많은 산업에 서비스하기 시작했고, Elevated Materials 브랜드가 탄생했습니다.

Elevated Materials의 미션은 비용 때문에 소재 사용을 고려하지 않았던 산업에 고품질 항공우주급 탄소섬유를 제공하는 것입니다. 회사는 탄소섬유 트림 스크랩, 합판 커터 트림 스크랩, 초과 테이프 롤, 유효기간 지난 소재를 수거해 분류하고 표준 형상으로 절단합니다. 그 형상들을 키트로 분류해 금형에 적층하고 핫프레스로 경화된 평판 시트로 만듭니다. Olliges에 따르면 소재 아웃라이프는 큰 문제가 아니며, 트림 스크랩이 매일 수거되고 대부분 소재가 바로 핫프레스로 가공됩니다. 즉시 사용 안 되는 소재는 냉동 보관하고 추적·식별 시스템으로 유통기한 내 사용을 보장합니다.

Elevated Materials, 재생 탄소섬유로 프레스한 스톡 시트에서 부품 제작, 응용과 보유 소재 기반 맞춤 사이즈 시트도 주문 제작. Source | Elevated Materials

Elevated Materials는 다양한 두께 시트를 재고로 두고 있으며, CNC 라우터와 워터젯 커터로 해당 조각들을 다양한 제품으로 절단합니다. 부품은 스톡 시트에서 만들거나, 응용과 보유 소재 기반 맞춤 사이즈 시트를 주문 제작할 수 있습니다. 시트는 준등방성 적층부터 알루미늄 허니컴 패널까지 다양하며 맞춤 두께로 제작 후 필요한 크기나 모양으로 절단 가능합니다.

"제조 역량을 설계·구축하면서 오픈소스 소프트웨어, 자체 제작 장비, IoT 데이터 수집으로 공정 제어 시스템을 구현하고 고객사를 위해 신속히 확장합니다."라고 Elevated Materials CTO Jaysen Harris는 말합니다.

Elevated Materials CEO Ryan Olliges가 워터젯 절단 작업 감독. 회사는 드론 및 기타 가공 부품용으로 CNC 라우터와 워터젯 커터 모두 사용. Source | Elevated Materials

"탄소섬유를 쓰고 싶어하는 산업이 많은데 비용이 너무 높습니다."라고 Olliges는 말합니다. "우리는 이전에 사용 고려 안 했던 산업에 정말 좋은 고품질 항공우주 소재를 공급할 수 있습니다."

Elevated Materials는 소비자 제품 분야 다양한 고객사와 협업했습니다. 제품 예시: 스네어 드럼 쉘, 드론, T-슬롯 프레임용 브라켓, 자동차/ATV/오토바이 애프터마켓. Olliges 현재 최애 제품은 콘서트나 필름 장비용 로드 케이스. 이 케이스들이 수만~수십만 파운드 재활용 소재 소비 잠재력이 있다고 봅니다.

Olliges는 향후 자동차 시장 패널용 벌크 몰딩 컴파운드(BMC)와 시트 몰딩 컴파운드(SMC) 제작 잠재력도 있다고 생각합니다.