프라운호퍼, 다기능성·디지털화 중심 경량 구조 교차 부문 R&D 출범

프라운호퍼 IWU(독일 켐니츠)는 경량화, 충돌 하중 충족, 전기차 수명 종료 시 재사용 가능한 풀트루전 탄소섬유 복합재 사이드 스커트를 개발했다. 사진 제공: 프라운호퍼 기계 공구 및 성형 기술 연구소 IWU.

프라운호퍼 게젤샤프트 산하 15개 경량 구조 연구 개발(R&D) 파트너 연구소는 제조 공정과 분석·평가 방법을 따라 전체 가치 사슬에 걸친 솔루션에 기여한다. 이들은 노하우를 결집하여 혁신 기업의 기술적 요구뿐만 아니라 비즈니스 및 생태/환경적 요구도 구체적으로 해결할 수 있다. 또한 특별히 맞춤화된 모듈로 구성된 포괄적인 고급 교육 과정도 제공할 수 있다.

이전 '프라운호퍼 경량 구조 얼라이언스'라는 이름으로 운영되던 이 파트너십은 이제 '프라운호퍼 연구 분야 경량 구조'로 계속되며, 2021년 초점은 추가 기능 통합과 디지털화에 맞춰져 있다. 이는 세계 기후 목표 달성에 중요한 기여이다.

"우리는 기존 방식으로 협력을 계속하지만, 올해 초 몇 가지 새로운 우선순위가 있습니다."라고 프라운호퍼 재료 역학 연구소 IWM(독일 프라이부르크)의 미하엘 루케 박사는 말한다. 루케 박사는 2020년부터 파트너 연구소들의 경량 구조 분야 공동 연구 활동 대변인을 맡고 있다. "기술 측면에서 기능 통합과 디지털화가 2021년 전면에 나설 것이며, 기후 목표를 고려합니다." 프라운호퍼 연구 분야 경량 구조는 2021년 6월 라이트콘 - 경량 구조 신규 콩그레스 페어(하노버, 독일)에서 연구 결과, 기술, 솔루션을 발표할 예정이다.

2020년 연구 결과: 지속가능한 모빌리티와 AI

프라운호퍼의 경량 구조 R&D 적용 폭은 작년 연구소들의 연구 결과 중 일부에서 명확해진다:

프라운호퍼 기계 공구 및 성형 기술 연구소 IWU(독일 켐니츠)는 EU 프로젝트 '파이버이유즈(FiberEUse)'의 일환으로 자동차 엔지니어링 바디 파트의 새로운 구조 방법을 개발했다. 장수명 섬유 복합재 차량 구조의 일부로 풀트루전 사이드 스커트는 전기차 수명 종료 시 스크랩되지 않는다. 연관된 재제조 기술로 재사용 가능하다. 이는 자동차 순환 경제로의 중요한 단계이다. 경량 컴포넌트는 제조 비용이 저렴할 뿐만 아니라 최고 충돌 요건도 충족한다.

프라운호퍼 구조 내구성 및 시스템 신뢰성 연구소 LBF(독일 다름슈타트)의 '라스트-라이트-구조-바이크(L-LBF)'도 천연자원 보호에 기여한다. 상용 화물 자전거 대비 40% 더 가볍고, 특수 설계 덕분에 새로운 경량 프레임에 배터리 공간이 훨씬 더 많아 훨씬 더 멀리 주행할 수 있다.

'비전 PI'는 미래를 위한 지속가능한 모빌리티 컨셉이다. 6개 프라운호퍼 연구소가 공동 설계했으며 현대 기술, 자원 보호, 개별 라이프스타일 니즈를 결합한다. 컨셉은 껍질 원리 논리에 기반한 모듈식 구조의 승객 셀로 구성되며 여행자 니즈에 유연하게 적응 가능하다: 낮에는 커뮤니케이티브 라운지, 밤에는 편안한 장거리 여행을 위한 릴랙스 캡슐이 된다. 내부는 유연하게 적응 가능하고 설정에서 적응적이다. 사용 소재는 재생 가능 원료이거나 최적 재활용을 위해 설계되었다. 전체 모듈은 차량 플랫폼, 에어 택시, 하이퍼루프 솔루션 등 니즈에 따라 다양한 모빌리티 캐리어와 결합 가능. 인터랙티브 VR 라운지로 변환도 가능해 무제한 가상 세계 여행으로 새로운 모빌리티와 빌딩 디자인의 혁신적 구성 요소가 된다.

프라운호퍼 주조, 복합재 및 가공 기술 연구소 IGCV(독일 아우크스부르크) 연구자들은 항공용 헬리콥터와 비행기에 사용되는 탄소섬유의 광학 측정 시스템을 인공지능(AI)으로 개발했다. 생산 중 마이크로 결함을 원활하게 모니터링하고 부정적 공정 영향을 조기에 식별할 수 있다. 신경망이 컴포넌트가 양품인지 불량품인지 확실하게 인식한다. 이는 토우 꼬임이나 파단 같은 생산 공정 교란을 방지할 수 있다. 시스템은 탄소섬유 복합재 생산 공정 안정성을 크게 개선하는 데 사용할 수 있는 데이터도 제공한다.

또한 파트너 연구소들은 '이노푸시(Innopsuh)' 프라운호퍼 프로젝트 프레임워크에 지속적으로 큰 노력을 기울이고 있다. 이는 친환경 주행('경량 소재 4 모빌리티' 프로젝트)을 위한 새로운 경량 구조와 가속된 개발 공정을 다룬다. 디지털화된 소재 및 데이터 가치 사슬, 자원 효율적 데이터 시스템도 이 프로젝트 프레임워크에서 설계된다. 이들은 소재 제조의 디지털 전환을 지원하기 위한 것이다. 이를 위한 적절한 참조 아키텍처 구축 중('DMD4Future' 프로젝트).

이것은 프라운호퍼 기계 공구 및 성형 기술 연구소 IWU의 보도자료입니다. 메일: christian.schaefer-hock@iwu.fraunhofer.de