최첨단 증착 기술로 제작된 첨단 복합 아이소그리드 구조물

기계 제작사 코멕(COMEC, 이탈리아 키에티)이 복합재 R&D 기관 세트마(CETMA, 이탈리아 브린디시) 지원으로 혁신적인 증착 기술로 복합 아이소그리드 구조물을 제작했습니다. 이는 아브루초 주 지원 'POR FESR 아브루초 2014-2020' 프로그램 일환인 '첨단 소재 산업 활용 기반 혁신적 제품·공정 솔루션 연구' 프로젝트에서 개발되었습니다.

아이소그리드 구조 특징

아이소그리드 구조는 다양한 용도와 구성으로 사용됩니다. 일반적으로 외부 얇은 스킨과 보강 격자가 일체로 연결된 구성. 보강 요소 반복으로 하중 효율적 분산, 충격·박리·결함 전파에 의한 손상 민감도 저하. 삼각 패턴 격자는 등방성 소재와 유사한 기계적 거동 보입니다.

하이브리드 금형 필요성

아이소그리드 구조 설계에는 외부 알루미늄 부품과 내부 테플론 금형으로 구성된 하이브리드 금형 필요. 테플론 금형엔 아이소그리드 구조 각인이 있어 미경화 토우프레그(towpreg) 소재 증착에 사용. 하이브리드 금형은 테플론과 알루미늄의 다른 열팽창 계수(CTE) 활용으로 토우프레그 레이업 최적 다짐과 강성 외부 알루미늄 컨테인먼트 구조 동시 확보 위해 필요.

증착 기술 상세

코멕 개발 증착 기술은 6축 로봇과 토우프레그 증착 헤드 두 요소로 구성. 3축은 암 위치決정용(증착 헤드 손목 연결), 3축은 손목 자체용(헤드 방향 결정). 증착 헤드 솔루션: 드라이 토우 입력 → 인라인 시스템으로 수지 함침. 함침은 증착 헤드 내부에서 수행, 섬유를 수지로 현장 적심하는 유닛 통합. 인라인 함침 시스템으로 반제품 비용 절감(드라이 보강재보다 비쌈), 냉동/냉장 보관 불필요(드라이 파이버는 불필요).

증착 헤드 단자부는 증착 전 토우가 통과하는 마지막 영역. 증착 아이에서 나온 함침 토우가 하이브리드 아이소그리드 금형 표면에 증착. 양호한 복합 레이어 다짐 위해 롤러로 신규 함침·위치결정 토우에 적정 압력 가함.

경화 공정

테플론 금형 내 토우프레그 레이어 증착 후 세트마가 외부 알루미늄 금형으로 핫 프레스에서 경화 공정 수행. 중합 사이클은 토우프레그용 수지 의존. 본 사례는 에폭시 수지로 120°C에서 완전 중합 필요.

샌드위치 구조 대안으로서의 가치

복합재 아이소그리드 구조는 가혹 환경용 샌드위치 구조의 매력적 대안. 유연한 구성으로 다양한 산업 고성능 애플리케이션 가능. 코멕 개발 함침 기계가 실질적으로 모든 섬유/매트릭스 조합 사용 가능해 다양한 복합 소재 아이소그리드 구조물 즉시 제작 가능.

세트마는 이 개발 지원에 만족, 코멕 R&D 팀은 세트마 기여 평가: "세트마와의 협력으로 노하우 성장과 혁신 지향 점점 강력해지는 파트너십 공고화."