헹션 카본 앤 컴포지츠(Hengshen Carbon & Composites), 중국 항공우주 OEM용 실물 크기 후방 압력 격벽 시제기 5기 제작

탄소섬유 제조사·직물·수지·프리프레그·항공우주 복합부품 제조사... 4.5m 실물 크기 RPB 5기 제작 계약

탄소섬유 제조사이자 직물, 수지, 프리프레그 생산업체 겸 항공우주 복합부품 제조사인 헹션 카본 앤 컴포지츠(Hengshen Carbon and Composites, 중국 장쑤성 단양)는 중국 항공우주 OEM용 4.5미터 실물 크기 후방 압력 격벽(Rear Pressure Bulkhead, RPB) 시제기 5기 제작을 수주했다고 밝혔다.

사이먼 첸(Simon Qian) 헹션 전무이사는 이 프로젝트가 OEM에 회사의 제조 역량과 레이업 툴링 및 RPB 제품 양쪽 소재 역량을 입증하기 위해 설계됐다고 설명했다.

2기는 헹션 EH918·HF40C, 3기는 솔베이 CYCOM X850 프리프레그 사용... AFP 공정으로 제작

5개 RPB 중 2기는 헹션 자사 항공우주급 강인화 에폭시 프리프레그 시스템 EH918과 중간 탄성률(IM) 탄소섬유 HF40C로, 나머지 3기는 솔베이 복합소재(Solvay Composite Materials, 미국 조지아 알파레타) CYCOM X850 강인화 에폭시 프리프레그로 제작된다.

앤서니 페로나토(Anthony Ferronato) 헹션 엔지니어링 이사에 따르면 두 버전 RPB 모두 코리올리스(Coriolis, 프랑스 케벤) AFP 시스템으로 자동 섬유 배치(AFP) 공정으로 제작된다. RPB용 OML 툴링은 프랑스 툴메이커 루아르테크 인제니에리(Loiretech Ingénierie, 프랑스 낭트)가 헹션 툴링 프리프레그 시스템 EH201로 제작했다.

복합소재 툴링 장점... 강철/인바 대비 경량으로 AFP 레이업 원활, 경화 리드타임 단축

RPB 툴은 탄소섬유 레이업 표면을 탄소섬유 리브로 보강한 설계다. 레이업 표면은 전체 안정성과 AFP 머신 연결을 위해 강철 구조물에 장착된다. 루아르테크는 독자 기술로 복합소재 스킨과 금속 프레임 간 경화 시 열팽차 차이를 고려해 조립했다.

헹션에 따르면 복합소재 툴의 주요 장점은 인바(Invar)나 강철 같은 재래식 소재 대비 전체 툴 중량 감소다. 이 중량 절감으로 더 무거운 툴 회전 위험 없이 AFP 레이업 중 더 원활한 작동이 가능하다. 또한 금속 툴처럼 툴을 가열할 필요 없어 경화 리드타임이 단축된다.

"팬데믹으로 큰 불확실성 속에서 여러 글로벌 조직 간 세심한 조정이 필요했습니다. 항공 산업이 역경 속에서도 여전히 번창할 수 있음을 보여줬습니다."

7개월 기획·엔지니어링·제작 후 툴링 도착... 고온 진공 시험·AFP 머신룸 이관·첫 제품 생산

7개월 기획, 엔지니어링, 제작 후 탄소섬유 RPB 툴이 프랑스 낭트에서 헹션으로 긴 여정 끝에 도착했다. 툴링은 운송 중 손상이나 이동 여부 확인됐고, 고온 진공 시험으로 누기 여부 검증됐다. 성공 후 AFP 머신룸으로 이관됐다. AFP 머신룸은 800㎡ 면적 환경 제어 공간으로 레일 위 쿠카(KUKA) 로봇 AFP 머신과 2개(20T, 40T) 수평 스핀들 축 포지셔너를 갖췄다. AFP 머신 제조 엔벨로프는 20×6m로 RPB를 넉넉히 수용한다.

툴링은 코리올리스 40T AFP 머신에 장착돼 레이업 전 최종 프로그래밍이 수행됐다. 첫 제품은 헹션 EH918 강인화 에폭시 시스템으로 오메가형 코어 스트링거가 있는 돔 형상 스킨 코본디드 제품으로 제작됐다. 이어 솔베이 X850 강인화 에폭시 프리프레그로 2번째 제품 생산. 두 항공우주급 소재 X850과 EH918은 헹션에서 미크로샘(Mikrosam, 마케도니아 프릴렙) 머신으로 AFP급 6.35mm(0.25인치) 테이프로 슬리팅됐다.

ASC 프로세스 시스템 오토클레이브서 경화... 무파괴 검사 후 최종 가공, 12월 말 납품 예정

RPB 경화 공정은 헹션 ASC 프로세스 시스템(ASC Process Systems, 미국 캘리포니아 발렌시아) 오토클레이브에서 완료된다. 경화 제품은 무파괴 검사 후 최종 가공이 완료된다.

RPB는 2021년 12월 말까지 고객에게 납품되며, 이후 다양한 기계적 테스트로 주어진 하중 케이스 준수와 구조 해석 검증이 입증된다. RPB가 이 테스트들을 통과하면 설계, 소재, 공정, 공급사(헹션)가 신규 항공기 프로그램 포함 검토 대상이 된다.