컨티뉴어스 컴포지트·지멘스 에너지, 차세대 발전기용 첨단 복합 소재 시연

컨티뉴어스 컴포지트(Continuous Composites, 미국 아이다호 쿠르달레인)와 지멘스 에너지(Siemens Energy, 독일 뮌헨, 지멘스 그룹 가스·전력 부문 분사)가 연속 섬유 3D 프린팅(CF3D) 기술을 지멘스 에너지 발전기 부품에 성공적으로 적용했다고 발표했습니다. 다년간 협력으로 열경화성 유리 섬유 강화 폴리머(GFRP) 소재를 개발해 더 높은 온도에서 향상된 기계적 성능, 토폴로지 최적화 설계, 하중 방향에 맞춘 이방성 섬유 동적 조향으로 맞춤형 애플리케이션 구현이 가능해졌습니다.

기술적 혁신

컨티뉴어스 컴포지트 CEO 타일러 알바라도(Tyler Alvarado)는 "CF3D를 발전기 부품 제조에 배치한 것은 우리 기술이 기존 제조 공정을 혁신하고 고성능 복합 소재로 금속 부품을 대체하는 한 사례다. 지멘스 에너지와의 협업으로 엄격한 기계적 물성 요구사항을 충족하는 소재 솔루션 개발·커스터마이징 능력을 입증했다. 이는 에너지 섹터를 훨씬 넘어선다"고 말했습니다.

소재 파트너 아케마(Arkema, 독일 쾰른) 사르토머(Sartomer) 사업부와 공동 개발한 고온 CF3D 열경화성 폴리머로 기존 복합 기술로는 제조 불가능한 대형 복잡 부품 프린팅 가능. 글라스 전이 온도(Tg) 227°C 달성, Tg 이상에서도 강도 손실 최소화. CF3D 프린팅 복합재는 섬유 체적률(FVF) 50% 초과, 보이드 함량 1.5% 미만 달성.

비용·리드타임 혁신

기존 금속 주조 공정으로 제작되던 여러 발전기 부품을 신소재+CF3D 공정으로 대체. 발전기 및 기타 지멘스 에너지 애플리케이션의 소재 온도 요구사항 초과 달성. 데모 결과: 제조 비용 기존 대비 1/5, 리드타임 8~10개월에서 3주로 단축. 장기 가동 중단 에너지 비용 100만 달러 절감, 부품 중량 및 소재 폐기물 대폭 감소.

지멘스 에너지 수석 기술 개발 엔지니어 조엘 알파노(Dr. Joel Alfano) 박사는 "CF3D의 우수한 기계적 성능과 대폭적인 비용·리드타임 절감으로 컨티뉴어스 컴포지트를 선택했다. 금속 발전기 부품을 AM 활용 복합 소재로 대체하는 것은 에너지 산업 제약 해결의 강력한 돌파구이며, CF3D 기술이 이를 가능케 한다"고 밝혔습니다.