Toray 항공우주용 CFRP 프리프레그, 난연성, 기계적 성능 입증

Toray Industries Inc.(일본 도쿄)는 첨단 항공우주 응용 분야를 위한 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 프리프레그를 개발했습니다. 이 회사는 기계 학습, 이론적 밀도, 시뮬레이션 및 데이터베이스를 결합한 기술인 재료 정보학 기술을 활용하여 이 재료에 대한 최적의 높은 난연성과 기계적 성능을 신속하게 달성했다고 말합니다. 회사는 항공기, 자동차 및 일반 산업 용도를 포괄하는 CFRP 응용 및 수요를 확대하기 위해 실증 테스트를 추진할 것입니다.

Toray에 따르면 CFRP는 기계적으로는 금속보다 우수하지만 난연성 및 전기 전도성을 비롯한 몇 가지 기능적 단점이 있습니다. 결과적으로 이러한 특성을 개선하는 것이 바람직한 것으로 간주됩니다. 그럼에도 불구하고 다양한 난연성 및 기계적 특성을 엔지니어링하고 최적화하는 데에는 많은 양의 실험 데이터가 수반됩니다. 개발 리드 타임을 줄이는 것도 어려웠다고 Toray는 덧붙였습니다.

데이터와 디지털 기술을 활용하여 경쟁력을 강화하는 디지털 혁신 이니셔티브의 일환으로 Toray는 CFRP 엔지니어링에 재료 정보학을 배치하고 역 문제 분석을 활용하여 필요한 속성을 기반으로 재료 설계를 개선함으로써 재료를 신속하게 개발하는 기술을 확립했습니다. .

회사는 이 분석을 위한 도구로 도호쿠 대학과의 공동 연구에 배포된 자체 구성 맵을 사용하여 실험을 통해 원하는 속성을 달성하기 위해 적합한 재료 조합을 식별할 수 있었습니다. 이것은 CFRP 프리프레그를 개발하기 위한 섬유 강화용 매트릭스 수지의 성공적인 엔지니어링으로 이어졌습니다.

프리프레그는 현재의 항공 우주 재료와 동등한 압축 강도, 내열성 및 기타 기계적 특성을 제공한다고 합니다. 동시에 화재로부터 발생하는 열의 비율인 열방출률을 해당 소재에 비해 35% 더 낮춥니다. 또한, 도레이는 항공기, 자동차 및 일반 산업용 부품에서 요구가 다양화되는 고기능성 프리프레그의 엔지니어링을 돕기 위해 열전도율, 전기 전도도 및 기타 요소에 역문제 분석을 적용할 계획입니다.

이 개발 노력에서 Toray의 진전 중 일부는 부처 간 전략적 혁신 촉진 프로그램(SIP)에 따라 구조 자재의 혁신적인 설계 시스템을 위한 "재료 통합"의 일부였습니다. SIP는 일본 과학 기술청이 감독하는 일본 정부 내각부의 과학, 기술 및 혁신 위원회(CSTI)가 주도합니다.