컨티뉴어스 컴포지츠, 록히드 마틴 AFRL WiSDM 윙 프로젝트서 CF3D 기술 실증

컨티뉴어스 컴포지츠(미국 아이다호주 쾨르덜레인)는 4월 7일 록히드 마틴(미국 메릴랜드주 베데스다)을 통해 미 공군 연구소(AFRL)의 2년짜리 윙 구조 제조 설계(WiSDM) 계약 성공적 완료를 발표했습니다. 이 프로젝트는 저가 소모성 항공기(LCAA) 날개를 제조하는 것이었습니다. 프로젝트는 상응하는 소재와 제조 기술과 결합된 새로운 구조 설계 패러다임에 초점을 맞춰 소모성 기체 구조물의 비용과 리드타임을 대폭 절감하는 것을 목표로 했습니다. 컨티뉴어스 컴포지츠는 자사의 특허받은 연속 섬유 3D 프린팅(CF3D) 기술이 윙 어셈블리의 구조적 카본 파이버 스파를 성공적으로 프린트했다고 밝혔습니다. 완성된 윙 박스가 정적 시험을 받아 설계 한계 하중(DLL)의 160%을 달성한 후 압축 스킨이 좌굴될 때까지 구조적 성능이 입증되었습니다. 스파는 파손되지 않았습니다.

"컨티뉴어스 컴포지츠와의 성공적 작업과 이 프로젝트에 대한 AFRL의 CF3D 초점은 새로운 3D 프린팅 기술을 발전시킬 뿐만 아니라 고성능 산업에서 항공우주급 복합소재 프린팅의 잠재력을 제공합니다."라고 록히드 마틴 스컹크 웍스 존 스카르첼로 선임 매니저는 말합니다. "이 공정이 방산 및 상업 애플리케이션 모두에서 더 광범위한 적용을 위한 길을 닦고 있음을 인지하며, 록히드 마틴은 첨단 제조의 그런 미래에 참여할 계획입니다."

이 프로그램에는 혁신적 소재와 제조 공정에 초점을 맞춘 다양한 기술이 포함되었습니다: 스파 프린팅용 CF3D, 리브용 장섬유 사출 몰딩, 적층 제조(AM) 툴링, 스킨용 자동 섬유 배치(AFP), 오토드릴 및 로봇 조립. 더 구체적으로, 컨티뉴어스 컴포지츠는 길이 8피트(2.44m), 중량 4파운드(1.8kg), 4플라이 카본 파이버 테이퍼드 C-채널 스파 2개를 프린트했습니다. 컨티뉴어스 컴포지츠에 따르면 이 새로운 복합소재 제조 접근법은 현장 함침, 압착, 경화를 특징으로 해 비용과 리드타임을 크게 단축합니다. 완전 자동화된 공정은 절단과 재공급을 특징으로 해 구조물 내 플라이 드롭과 가변 부품 두께를 가능하게 합니다.

최종 윙 어셈블리는 미 공군에 인도되어 정적 하중 시험을 거쳤습니다. 완전히 조립된 윙은 DLL의 160%까지 하중이 가해졌습니다. CF3D 프린트 스파에서는 측정되거나 시각적으로 확인된 손상이 없었습니다. 프린트된 카본 파이버 스파는 약 1-2% 보이드율로 60% 파이버 부피 분율을 달성했습니다.

공군 연구소 프로그램 매니저 레이 피셔에 따르면, "CF3D는 소모성 기체 구조물을 실현하기 위한 생산 속도와 반응성 요구사면에 저비용과 민첩성을 모두 보여주는 혁신적인 제조 기술입니다. 이 LCAA 프로젝트의 성공은 최적으로 배향된 구조적 파이버로 맞춤형 CF3D 소재 솔루션을 사용한 적층 제조의 큰 기회를 보여줍니다. 고가의 툴링 없이 항공우주 구조 부품을 제조할 수 있다는 점이 특히 매력적입니다. 향후 점점 더 복잡한 구조물에 CF3D를 통합할 추가 기회를 기대합니다."

"이 프로젝트는 CF3D가 엄격한 항공우주 기계적 특성 요구사항을 초과 달성하면서 상당한 비용 절감과 설계 자유도를 보여주는 하나의 적용 사례입니다."라고 컨티뉴어스 컴포지츠 CEO 타일러 알바라도는 말합니다. "우리 팀은 록히드 마틴, 미 공군 및 기타 파트너들이 이 LCAA 프로젝트에 CF3D를 포함시킨 것에 깊은 감사를 드립니다. 우리는 장기 DoD 프라임 파트너 선정을 위한 다음 단계를 밟고 있으며, AFRL PiCARD 프로그램에서의 주요 참여와 5년 CRADA 병행으로 공군과의 협력을 이어가고 있음을 곧 발표할 예정입니다."