BBG, CFRP 수소 탱크 양산용 셀프 클로징 HP-RTM 금형 공개

Photo Credit: BBG

기계 제조사 BBG GmbH & Co. KG(독일 Mindelheim)가 9월 16일, 콤팩트 모듈러 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 수소 탱크 신속·재현성 제조 가능한 셀프 클로징 고압 수지 전이 성형(HP-RTM) 금형 컨셉을 발표했다. 프레스나 오토클레이브 등 추가 장비 없이 양산에 충분하다.

BBG에 따르면 콤팩트 탱크는 개별 CFRP 실린더 모듈로 구성되어 차량 내 가용 설치 공간에 맞춤 제작 가능하다. 700 bar 내부 압력 충전 탱크는 내연기관 차량과 유사한 주행거리를 수소 승용·상용차에 제공한다고 한다.

제조 공정

BBG에 따르면 제조 공정 중 실린더 내피(라이너)가 탄소섬유로 오버브레이딩된다(Fig 2). 준비된 블랭크를 2분할 금형에 삽입하면 직경 50mm 이상 실린더 최대 15개 동시 생산 가능하다. 가열 금형이 자율적으로 닫히면 저점도 수지계 혼합물이 고압 하에서 주입된다. 이 혼합물이 탄소섬유 브레이드를 관통해 개별 섬유를 균일하게 결함 없이 감싼다. 금형 내 경화 후 완성된 내압 부품을 꺼내 탱크로 조립한다.

회사에 따르면 타 공정 대비 양산 능력으로 저투자 비용 실현 가능하다. 더 중요하게, 대형 원통형 수소 저장 장치를 콤팩트 탱크로 대체하고 생산비 절감은 연료전지 차량 개발에 큰 역할을 한다. TU Dresden, 뮌헨 응용과학대, Leichtbauzentrum Sachsen(독일 드레스덴), BMW(독일 뮌헨) 참여 연구 프로젝트 Bryson 등도 이 문제 해결 모색 중이다.

BBG 프로젝트·영업 매니저 Gerhard Hörtrich는 "수소 탱크에 가해지는 고압으로 부품 안정성이 매우 중요해 HP-RTM 금형 설계·제작에 최대 정밀도를 중시한다. 동시에 수소 탱크 생산 효율성 위해 신뢰성 있는 실링 시스템 등 개발·통합했다. 이 시스템으로 수지 혼합물 가공 시 사실상 수작업 후공정 불필요하다"고 밝혔다.