호손 컴포지츠, CAMX 2021서 비용 효율적 코큐어드 윙 구조 공개

호손 컴포지츠(Hawthorn Composites, 미국 오하이오 제니아), 스핀테크 홀딩스(Spintech Holdings Inc.) 사업부가 드라이 탄소섬유 적용, 오버브레이딩, 액체 인퓨전, 스마트 툴을 사용해 제작한 코큐어드(co-cured) 윙 구조를 전시한다. 회사는 이 조합이 기존 프리프레그·오토클레이브 경화 부품 대비 구조적 무결성과 중량 중립성을 유지하면서 인건비와 자재비를 크게 낮춘다고 말한다.

브레이디드 드라이 카본 슬리빙·스마트 툴·멀티 레이어 스킨으로 제작

부품은 3개 스마트 툴 각각에 브레이디드 바이액셜 드라이 탄소섬유 슬리빙을 당겨 시어 웹과 컨트롤 서페이스 구조 일부를 만들었다. 다음, 준등방성 탄소섬유 패브릭 2개 레이어를 몰드에 깔아 컨트롤 서페이스 하부 스킨을 형성했다. 적층된 스마트 툴을 하부 스킨 위에 놓고 상부 스킨 패브릭 1레이어를 툴 위로 당겼다. 다수의 맞춤형 누들(노즐)을 컨트롤 서페이스 후행엣지에 배치하고 하부 스킨으로 밀봉했다. 마지막으로 상부 스킨 2번째 레이어를 1번째 레이어 위로 당겨 고정했다.

클램쉘 몰드·진공백·가압으로 리버스 오토클레이브 효과 구현

클램쉘 몰드 상부를 하부에 올리고 볼트로 고정했다. 진공백을 각 스마트 툴을 통해 당겨 중간 씰 플레이트에 밀봉했다. 진공백 고정 후 압력 플레이트를 몰드에 부착해 몰드 내부 캐비티를 75psi로 가압, 몰드 내부에 리버스 오토클레이브 효과를 생성했다.

LTRM 인퓨전·예열·경화·스마트 툴 추출로 완성

몰드를 오븐에 넣고 라이트 레진 트랜스퍼 몰딩(LTRM)으로 인퓨전 배관했다. 몰드와 레진을 예열하고 레진을 인퓨전해 탄소섬유 프리폼을 완전히 적셨다. 완료 후 출구·입구 튜브를 닫아 가압된 스마트 툴이 경화 중 프리폼을 통합하고 보이드를 제거하는 정수압 힘을 생성하게 했다.

경화 완료 후 몰드를 오븐에서 꺼내 엔드플레이트를 분해했다. 진공백을 각 캐비티에서 제거하고 이제 탄성 있는 스마트 툴을 경화된 복합 부품에서 낮은 힘으로 추출했다.