복합재료의 민주화

저는 Covestro의 Maezio CFRTP(Continuous Fiber-Reinforced Thermoplastic) 재료와 Haier의 고급형 Casarte 에어컨에서의 적용에 대해 블로그에 글을 남겼습니다. Maezio는 현재 중국 스포츠웨어 브랜드 Bmai의 한정판 런닝화 정강이에 사용되고 있습니다.

"Covestro는 2011년부터 상하이에 글로벌 본사를 두고 있습니다."라고 상하이에 거주하는 Covestro 수석 성장 벤처 부사장인 David Hartmann은 말합니다. "글로벌 경기 침체 이후 우리는 중국이 우리 제품의 가장 큰 단일 시장이라는 것을 깨달았고, 따라서 유럽에서만 본사를 유지하면서 중국에서 비즈니스를 발전시킬 수 없다는 것을 깨달았습니다." 따라서 그는 Covestro가 독일과 미국에 탄탄한 기반을 가지고 있지만 Maezio 열가소성 복합 재료의 무게 중심은 아시아에서 매우 강력하다고 설명합니다.

Bmai 수석 디자이너인 Axis Liu가 Covestro와 협력 상하이에 있는 Covestro APAC 혁신 체험 센터의 팀원들. 출처 | 코베스트로.

중국 우선

Hartmann은 계속해서 “소비재 분야에서 가장 최첨단의 흥미진진한 개발이 중국에 있음을 알고 있습니다. “그 이유 중 하나는 중국 소비자들이 매우 관대하기 때문입니다. 그들은 기꺼이 새로운 기술을 시도하고 다음 반복으로 넘어갈 것입니다. 반복 속도를 따라잡을 수 있다면 새로운 기회를 쉽게 찾을 수 있습니다."

공급망 전체에 걸친 파트너십과 협력이 항상 재료 공급업체의 핵심이었지만 — DuPont에서 우리는 직접 Nomex 종이 고객, 핵심 제조업체, 패널 제작업체 및 Boeing/Airbus와 협력했습니다 — 중국에서 Covestro의 접근 방식은 하나의 단계입니다. 앞으로. “Bmai와의 파트너십에서 우리는 디지털 커뮤니케이션 앱을 통해 하루에 2~3번 디자인 정보를 논의하고 주고받았습니다. 그리고 어디에서 성공했는지 뿐만 아니라 어디에서 실패했는지 메시지를 보내는 것이 중요합니다. 이는 유럽과 미국의 표준과 매우 다릅니다.”

또 다른 비정형 접근 방식은 중국 최대 B2B 디지털 시장인 Alibaba의 1688.com 플랫폼을 통해 직접 중국 시장을 샘플링하는 것입니다. Hartmann은 "이것은 단순한 판매처가 아닙니다. "우리는 고객이 재료를 더 쉽게 테스트하고 열가소성 복합 재료의 채택을 촉진할 수 있도록 제품의 접근성을 높이고 있습니다." 120mm 너비의 단방향 탄소 섬유/폴리카보네이트 테이프의 1kg/33m 스풀이 488위안에 제공됩니다. 이것이 1688.com의 유일한 Maezio 제품이지만 Covestro는 맞춤형 크기의 시트와 120-730mm 너비의 테이프 및 3k 직물 대안도 상업화했습니다.

모두를 위한 성능

이 새로운 수준의 파트너 관계를 맺은 한 가지 이유는 복합 재료가 매우 맞춤화되어 있거나 Covestro가 선호하는 것처럼 조정 가능하기 때문입니다. . Hartmann은 "중창을 만들 때 한 방향에서는 강성을, 다른 방향에서는 유연성을 정밀하게 조정합니다."라고 말합니다. “저희가 신발로 작업하는 모든 고객/파트너를 위해 — 그리고 그들 중 다수가 있습니다 — 우리는 그 신발이 달성하기를 원하는 것을 기반으로 약간 다른 성능 범위를 설계하고 있습니다. 열가소성 복합 재료를 사용하면 대규모로 이 작업을 수행할 수 있습니다.”

그는 Covestro가 다양한 재료로 매우 오랫동안 신발에 사용되어 왔으며 열경화성 복합 재료는 1980년대로 거슬러 올라갑니다. "Nike는 섕크와 밑창에 이 제품을 사용했지만 대부분은 외모를 위해 거기에 있었습니다."라고 Harmann은 회상합니다. “그리고 나서 Nike Vaporfly 4%가 등장하여 2시간 마라톤의 장벽을 깨는 데 도움이 되는 신발을 디자인했습니다. 달리기에서 당신과 길 사이에는 신발 외에는 아무것도 없습니다. Nike는 신발에 복합 재료 및 기타 기술을 사용하여 주자 에너지의 4%를 그 또는 그녀에게 돌려주었다고 주장했습니다. 이제 이 신발을 신은 주자들이 최대 4%의 이점을 얻고 있음을 보여주는 충분한 데이터가 있습니다.”

그러나 Bmai와 Covestro는 엘리트 운동선수만 이러한 유형의 성능 이점에 접근하는 것을 돕고 싶지 않습니다. Hartmann은 "이곳이 Bmai와 Maezio의 그룹이 연결되는 곳입니다. Covestro의 글로벌 제품 전문가인 Cholthee Chandrachoti는 “Bmai는 특이한 회사입니다. “그들은 중국 최고의 운동 브랜드에서 분사했지만 거의 반문화로 자리 잡았습니다. (참고:영어로 번역된 Bmai는 "자신이 되십시오"를 의미합니다.) 베이징에서 가장 큰 레크리에이션 공원의 한가운데에 있으며 각 직원은 실행 목표가 있습니다. 그들은 운동 경기를 모든 사람에게 공개하기 위해 최선을 다하고 있으며 모든 사람이 더 빨리 달리고 최선을 다할 수 있도록 도울 권리가 있음을 강조합니다.” 그녀는 중국에서 매년 1,000개 이상의 마라톤이 있다고 덧붙입니다.

신발 디자이너 Brett Golliff의 스케치는 복잡한 기능을 보여줍니다. 디자인과 소재(중앙 이미지의 탄소 섬유 참조), 그리고 오른쪽에서 미래에 신발이 어떻게 달라질지 엿볼 수 있습니다.
출처| Coroflot.com(왼쪽, 가운데) 및 (오른쪽) 원래 Complex.com(더 이상 사용할 수 없음)이지만 현재 Sohu.com 및 museafrica.com에 게시 중입니다.

기존 소비자 애플리케이션 변경

운동 능력을 민주화한다는 이 아이디어는 흥미롭습니다. Chandrachoti는 “우리는 이미 고성능 하이힐과 같은 여성용 솔루션에 대한 고객의 요청을 받았습니다. “앞발에는 유연성이 필요하지만 아치에는 더 강성이 필요하고 발뒤꿈치로 이동할 때 더 많은 지지력이 필요합니다. 그러나 제조업체는 다양한 재료와 부품을 조립하는 것을 원하지 않습니다. 그들은 한 부분을 원합니다. Maezio를 통해 이를 가능하게 할 수 있습니다.”

Hartmann은 미드솔, 토 캡, 갑피 및 아웃솔을 포함한 다양한 잠재적인 신발 구성 요소를 나열합니다. "미드솔은 상단의 쿠션과 바깥쪽 솔 사이에 있습니다."라고 그는 설명합니다. "신발 디자이너들은 신발을 지지할 뿐만 아니라 쿠션 및 내구성과 같은 기능에도 기여하는 매우 조밀한 소재를 찾으려고 노력하고 있습니다." Chandrachoti는 정형 외과 건강, 안정성 및 운동 중 제어에 영향을 미치는 또 다른 핵심 기능으로 회내를 추가합니다. 내전은 걷거나 달릴 때 발이 좌우로 움직이는 것입니다. 이상하면 pronate — 즉, 발이 안쪽으로 더 많이 굴러갑니다. 정상보다 — 그러면 신발이 충격을 고르게 분산하고 안정성을 추가하는 데 도움이 됩니다. 아래 pronate — 즉, 발이 안쪽으로 덜 굴러갑니다. 정상보다 — 그러면 신발이 추가적인 수직력과 충격을 흡수하기 위해 더 많은 쿠셔닝을 제공해야 합니다. "신발 제조업체는 특정 동작 또는 사용 프로필에 대해 강성, 쿠션 및/또는 유연성을 증가시키기를 원합니다."라고 그녀는 설명합니다. “이러한 조정 가능성은 기존 재료에 의해 제한되었으며 이러한 재료의 무게도 줄여야 합니다. 열가소성 합성물은 두 가지 문제에 대한 솔루션을 제공합니다.”

신발 토캡, 생크 및 중창용 Maezio 소재 샘플. 출처 | 코베스트로.

이것은 Bmai의 열가소성 복합 재료 및 일종의 테스트 케이스에 대한 첫 번째 진출이었습니다. “그들의 목표는 가격을 합리적으로 유지하는 것입니다. Bmai에는 소매점이 많지 않습니다. 판매의 70%가 온라인입니다. 그들이 가지고 있는 몇 안 되는 매장을 '체험 센터'라고 부르며 고객에게 제품에 대한 교육을 제공합니다.” Bmai는 광고나 고액 마케팅에 많은 돈을 쓰지 않기 때문에 신발 한 켤레의 평균 가격은 100달러 미만입니다.

매트릭스 옵션 및 지속 가능성

폴리카보네이트(PC)는 Covestro가 광범위한 전문 지식과 역량을 보유하고 있기 때문에 Maezio 제품용으로 상용화된 최초의 재료입니다. Chandrachoti는 "Bmai의 솔루션은 PC였지만 다양한 신발 소재를 심사하고 있습니다. "열가소성 폴리우레탄(TPU)을 포함하여 10가지 다른 재료를 테스트 중입니다."

재활용 가능성과 관련하여 Hartmann은 EU가 2024년까지 일회용 플라스틱을 금지하기를 원한다고 말합니다. “우리는 이미 시장에 재활용 등급의 ​​PC를 출시했으며 Maezio를 위해 이를 검토하고 있지만 이를 개발하려는 초기 파트너가 필요합니다. 전체 가치 사슬을 포함하기 때문에 우리 혼자 할 수 없습니다.” 그는 열가소성 합성물이 열경화성 수지보다 지속 가능성이 더 높은데, 그 이유는 스크랩이 부서지고 재성형되거나 사출 성형 화합물로 바뀌기 때문입니다. Hartmann은 "Maezio의 폐쇄 루프 재활용을 위해서는 전용 가치 사슬을 구축해야 합니다."라고 지적합니다. “하지만 우리는 하이얼과의 작업에서 정확히 그렇게 했습니다. 8개월이 넘는 기간 동안 우리 기술 팀은 해당 프로그램이 작동하도록 하기 위해 중국에 있는 많은 파트너에게 접근했습니다. 그러나 이러한 종류의 파트너십과 지속 가능성은 화학 및 복합 재료 산업의 미래입니다.”

기타 애플리케이션 및 산업

Hartmann은 Maezio가 광범위한 애플리케이션을 위한 경량 솔루션을 제공하는 것으로 보고 있습니다. "우리는 많은 상용 자동차 프로그램을 진행 중이며 현재 대부분의 주요 노트북 제조업체와 논의 중입니다." 그는 랩톱 업계가 "더 얇고 가벼운" 것을 원하지만 외부 덮개는 전자 제품을 보호할 수 있을 만큼 충분히 단단해야 한다고 말합니다. 제조업체는 전통적으로 상업용 노트북의 외부 표면에 마그네슘 합금을 사용했지만 공급망 문제가 있었고 Maezio는 다양한 표면 마감을 포함하여 흥미로운 설계 유연성을 제공합니다.

배터리 팩과 수하물은 개발 중인 다른 애플리케이션입니다. Hartmann은 “가방의 경우 우리 소재는 기능성과 가벼움뿐 아니라 독특한 미학을 가지고 있습니다. “그리고 우리는 딥 드로 구조를 형성하는 문제를 해결했습니다. 여행 가방 모서리라고 하는 모서리는 상당히 어렵습니다. 이를 달성했을 때 우리는 성취감을 느꼈고 업계의 요구를 충족시키는 능력을 보여주었습니다.” 이러한 성형성은 Maezio의 자전거 및 기타 스포츠 용품 개발에도 도움이 됩니다.

고성능, 대용량, 낮음 가격은?

Maezio의 현재 개발 프로그램은 모두 상대적으로 대량 생산되는 소비재를 위한 것입니다. Hartmann은 "신발 안창이나 노트북 덮개와 같은 작은 부품의 경우 연간 판매량이 수백만 개에 달합니다."라고 말합니다. “여기서 열가소성 복합재료의 장점이 작용합니다. 열경화성 수지의 경우 이 볼륨이 매우 어려웠습니다. 우리 재료로는 문제가 되지 않습니다.” 왜 안 돼? 빠른 성형 주기가 가능하기 때문에 일반적으로 1-2분에서 몇 초로 측정됩니다. "그래도 신생 기업이기 때문에 우리의 임무는 이러한 산업과 시장에 대해 학습하여 그들이 필요로 하는 것이 무엇인지, 그들의 요구 사항을 충족시키기 위해 무엇을 해야 하는지를 더 잘 이해하는 것이라고 생각합니다."

Hartmann은 "Made in China"의 의미가 변하고 있다고 말합니다. “여기에는 매우 강한 디자인의 페티시가 있지만 그것은 민주화에 대한 열망과 결합되어 있습니다. 목표는 모든 사람이 스타일과 성능에 접근할 수 있어야 한다는 것입니다.” 그는 중국 전자제품 제조사 샤오미를 좋은 예로 들었다. "그들은 고품질 전자 제품을 생산하는 것으로 알려져 있지만 가격은 더 저렴합니다."라고 그는 설명합니다. “그들은 5%의 이윤만을 남기고 많은 고객을 확보하기로 약속했습니다. Maezio와 함께 Covestro CFRTP는 이러한 시장 및 제품 진화에 발맞추고 있습니다. 우리는 사람들이 Lamborghini 가격표 없이 복합 재료가 제공해야 하는 디자인, 성능 및 라이프스타일 이점을 경험할 수 있도록 하고 있습니다.”