AFRL·대학 협력, 항공우주용 3D 프린팅 탄소섬유/에폭시 복합소재 개척

공군 연구소(AFRL, 오하이오주 데이턴) 복합재 부문은 아칸소대, 마이애미대, 루이지애나 공대, 텍사스대 엘파소와 협력하여 항공기와 우주선의 구조 부품용 적층 제조 에폭시/탄소섬유 복합소재를 개발하고 있습니다.

프린팅 소재에 사용되는 폴리머는 이미 공군 시스템에 사용 중인 것과 동일한 소재로, 높은 열적/환경적 내구성, 고강도, 초경량으로 개발되었습니다.

AFRL에 따르면, 기존 복합재와 비교해 복잡한 적층 제조 복합 부품을 더 쉽게 만들 수 있으며, 비용과 시간이 많이 드는 경화 공정이 필요하지 않습니다. 적층 제조는 현장이나 창고에서 부품 생산, 조립, 수리가 가능하므로 관련 물류를 단순화한다고 합니다.

또한 AFRL은 인도 등 국제 동맹국과 공동 프로젝트를 구성하여 복합재 3D 프린팅으로 복잡한 코어 구조를 제작하고, 이를 상하면 시트와 결합하여 운반해야 할 물리적 힘에 맞춰 특성이 조절된 경량 샌드위치 구조를 만들었습니다.

이러한 적층 프린팅 코어의 제조 민첩성은 금속 피팅과 전기 부품 같은 다른 소재의 쉬운 삽입을 가능하게 하여 조립을 용이하게 하고, 차세대 다기능 무인 항공기를 위한 임베디드 센싱, 작동, 연산, 전기 파워를 갖춘 다기능 구조물 생성을 돕습니다.

기존 샌드위치 구조는 항공기 외피에 전체 영역에 걸쳐 동일한 코어 형상을 사용합니다. 샌드위치 구조 적층 프린팅은 필요한 곳에서는 더 무거운 힘을 견디고, 필요하지 않은 곳에서는 더 가볍게 유지하는 구조를 가능하게 할 것이라고 보고되었습니다.

"전쟁 수행자를 위해 고강도 복합 부품과 지그를 신속하게 프린팅할 잠재력은 현장과 무기 체계 개발 가속화 모두에 엄청난 자산이 될 수 있습니다."라고 제프리 바우르 박사(복합재 성능 연구 팀 리더)는 말했습니다.

팀의 연구 결과는 Journal of Experimental Mechanics의 적층 제조 소재의 역학 특집호에 게재될 예정입니다.