이스라엘 항공우주 산업(IAI)은 1953년 베데크 항공(Bedek Aviation Co.)으로 설립되었으며, 이스라엘 건국 5년 후였습니다. 당시 로드 공항(현재 벤구리온 국제공항, 텔아비브 남동쪽) 옆에 위치했으며, 70명의 직원으로 시작했습니다. 이스라엘이 발전함에 따라 IAI도 기술과 운영 면에서 발전하여 현재 연매출 40억 달러, 110억 달러 수주 잔고, 15,000명 이상의 직원(6,000명은 엔지니어)을 보유하고 있습니다. 이스라엘 최대 산업 단지이자 다양한 방산 기술 분야의 세계적 리더입니다.
이 회사는 빌드-투-프린트(BTP)/빌드-투-스펙(BTS) 생산 능력으로 인정받지만, 완전한 방산 및 항공우주 OEM으로 항공기를 완전히 설계하고 완전 비행 인증까지 진행할 수 있습니다. 일례로 IAI는 걸프스트림 에어로스페이스(미국 조지아주 사바나)용 G150과 G280 비즈니스 제트기의 설계 및 해석, 지상 및 비행 시험, 제조 및 조립에 대한 전적인 책임을 맡았습니다. IAI는 미국, 유럽, 이스라엘 항공 당국과 공동으로 G150 비즈니스 제트기의 공동 인증을 달성했습니다.
IAI의 복합재 운영은 비즈니스 제트기 및 상용 항공기, 무인 항공기(UAV), 군용 항공기용 부품 제작 및 조립을 아우릅니다. 생산 부품에는 수직 및 수평 안정판, 러더, 날개 구조물, 엔진 나셀, 플로어 빔, 도어 서라운드, 구조용 격벽, 리브 및 스트링거, 조종면, 페어링, 레이돔이 포함됩니다. 제조 역량에는 프리프레그 핸드 레이업 및 자동 테이프 레이업(ATL), 핫 드레이프 포밍, 오토클레이브 및 오토클레이브 외 경화(OOA) 액체 몰딩 공정(레진 인퓨전, 레진 트랜스퍼 몰딩(RTM) 포함), 복잡한 본딩 및 조립이 포함됩니다. 회사는 자체 툴링을 설계 및 제작하며, 모든 주요 항공우주 및 복합재 품질 인증을 보유하고 있으며, 포괄적인 비파괴 시험 및 검사를 통해 품질 보증을 제공합니다.
IAI는 원스톱 숍으로서 완전한 설계 및 해석, 엔지니어링, 프로토타이핑, 생산 서비스뿐만 아니라 복잡한 공급망 관리를 제공한다고 홍보합니다. 캠퍼스는 수많은 건물과 많은 에이커에 걸쳐 있으며, 그중 17개 건물이 복합재 관련 제조 및 조립을 담당합니다.
CW의 투어는 IAI 마케팅 및 사업 디렉터 에이탄 샬리트(Eitan Shalit), R&D 프로그램 디렉터 하리 로젠펠드(Hary Rosenfeld), IAI 엔지니어링 및 개발 그룹 내 복합재 소재 및 공정 매니저 제브 밀러(Dr. Zev Miller) 박사가 안내했습니다. 투어는 IAI의 새로운 에어로-어셈블리스 디비전 복합재 생산 건물에서의 회사 개요로 시작되었습니다.
IAI의 주요 복합재 프로그램 중 하나는 F-35 라이트닝 II 제트기 외부 날개용 탄소 섬유 강화 비스말레이마이드 상부 및 하부 스킨 생산입니다. 이 프로그램을 위해 특별히 구축된 완전 자동화 조립 라인이 2014년에 개장되었습니다(그림 1). IAI는 2016년 7월 록히드 마틴(미국 메릴랜드주 베데스다)에 10번째 윙 구조물 세트십셋을 납품한 것을 축하했으며, 2034년까지 800쌍 이상을 생산할 예정입니다.
회사의 록히드 마틴과의 관계는 F-16 군용 항공기로 시작되었습니다. IAI는 여러 F-16 변형용 수직 안정판을 제조했습니다. 이 파손 치명적 부품의 스킨은 빌드-투-프린트로, 핸드 레이드 단일 방향 탄소 섬유 프리프레그와 오토클레이브 경화를 사용해 제작됩니다.
회사는 또한 맥도넬 더글러스 F-15 전투기용 수직 안정판과 러더를 생산했으며, 현재 보잉이 지원하며 보론/에폭시 복합재를 사용합니다. 시코르스키(미국 코네티컷주 스트랫퍼드) UH-60 블랙 호크 헬리콥터 수평 안정판용으로, IAI는 2m 길이의 일체형 복합재 박스용 원샷 탄소 섬유 강화 폴리머(CFRP) 프리프레그 공정을 개발했습니다. 이 비행 치명적 구조물은 이전 금속 어셈블리 대비 20% 중량 및 비용 절감을 달성했습니다. IAI는 2003년 설계부터 최초 납품까지 9개월 만에 완료했으며, 남쪽 베에르 셰바의 RAMTA 사업부에서 현재까지 1,500 세트십셋을 생산했습니다.
IAI는 1978년 스카우트 원격 조종 항공기 시스템(RPAS)으로 시작하여 UAV 설계 및 생산에 광범위한 경험을 가지고 있습니다. 스카우트에 이어 파이오니어, 레인저, 헌터 항공기가 나왔으며, 모두 100% 복합재 구조로, 습식 레이업 탄소 직물/에폭시 스킨과 허니컴 코어로 제작되었습니다. 이는 나중에 CF 프리프레그와 에보니크(독일 에센)제 로하셀 폴리메타크릴리미드(PMI) 폼 코어로 전환되었습니다.
현재 생산에는 서처 Mk III, 버드 아이 패밀리, 팬서 고정익 및 호버마스트 100 수직 이착륙(VTOL) 항공기, 헤론 패밀리 무인 항공기가 포함됩니다. 가장 진보된 변형인 헤론 TP는 길이 14m, 날개폭 26m입니다. 중고도 장시간 체공(MALE) UAV로, 13,716m 고도에서 40시간 비행 가능합니다. "우리의 모든 UAV 항공 구조물은 100% 복합재입니다"라고 밀러는 말합니다.
IAI는 상용 항공기 OEM용 티어 1 공급업체이자 걸프스트림 G280 비즈니스 제트기의 프라임 계약업체입니다. 그린 항공기를 제작하여 댈러스, 텍사스주 걸프스트림 완공 센터로 비행시킵니다. 2009년 CW는 현재 G280이 된 기종용 IAI의 RTM 러더 개발에 대해 보도했습니다( "RTM 쇼케이스: 원피스 러더" 참조). IAI는 사실 갤럭시/아스트라 임원용 제트기를 설계 및 제작했으며, 걸프스트림이 2001년 권리를 인수하여 각각 G100과 G200으로 리마킹했습니다. 이 라인의 최신형인 G280은 2~10명의 승객을 수용합니다. 외부 표면의 35%가 복합재인 반면 G100은 12%였습니다.
G280 수평 안정판은 오토클레이브 경화 일체형 구조입니다. 이는 접착제로 코본딩된 CF/에폭시 프리프레그 스킨에 프리큐어드 스트링거로 구성됩니다. 수직 안정판은 하이브리드 알루미늄 및 프리프레그 오토클레이브 구조이며, 엘리베이터는 CF/에폭시 프리프레그 스킨과 놉스 허니컴 코어를 사용한 샌드위치 구조입니다. 러더 부품은 현재 NCC(노스 코스트 컴포지츠, 미국 오하이오주 클리블랜드)에서 생산되어 IAI의 RAMTA 사업부(베에르 셰바)에서 조립됩니다. G280 날개-동체 페어링은 한쪽에 평직 직물, 다른 쪽에 논크림프 직물을 사용한 CF 프리폼을 사용하며, 두 플라이가 함께 스티칭됩니다. 이 프리폼과 로하셀 폼 코어는 에폭시 수지로 인퓨전되어 180°C에서 오븐에서 진공 백 온리(VBO) 경화됩니다.
IAI에는 6개의 클린룸이 있습니다. 그중 5개(총 바닥 면적 3,010m²)는 에어로-어셈블리스 디비전 소속으로, IAI의 복합재 부품 제조 및 조립 주력 시설입니다. 각 클린룸은 고객의 고유한 생산 니즈에 특화되어 있지만, 모두 레이업 첨단 기술로 장비되어 있습니다: 파이브스 신시내티(미국 켄터키주 헤브론)제 16x3m 컨투어 테이프 레이업(CTL) 머신, MTorres(스페인 나바라)제 15x3m 자동 테이프 레이업(ATL) 머신, 또는 수동 레이업용으로는 버텍 비전(캐나다 온타리오주 워털루)제 레이저 프로젝션 시스템이 갖춰져 있습니다.
에어로-어셈블리스 디비전에는 또한 복합재 부품 트림 및 드릴용 3대의 CNC 머신(최대 7x3.5m)과 치수 검사용 공유 CMM 장비가 있습니다. 디비전의 3개 도장실과 5개 조립 홀은 총 2,350m² 면적을 커버합니다.
에어로-어셈블리스 디비전 복합재 생산 시설 바로 맞은편에는 IAI의 RTM용 R&D 랩이 있는 건물이 있습니다. 여기에는 자동화된 프리포밍 셀이 포함됩니다(자세히 알아보기 참조). "이것은 원래 벨 525 헬리콥터 시트용으로 개발되었습니다"라고 로젠펠드는 말합니다. "하지만 다른 유사한 플랫폼에 적용할 수 있습니다." IAI는 테크니-모듈 엔지니어링(프랑스 쿠드)과 협력하여 핸드 레이업 프리프레그를 대체하기 위한 프리포밍 기술을 개발했습니다. 헬리콥터 추락 요건을 충족하도록 개발된 시트 설계는 조합의 보강재를 사용합니다. 로젠펠드는 "시트는 충격 시 플로어와 함께 변형된 다음 최대 가속 하중을 견뎌야 합니다."라고 설명합니다. 유리 섬유는 필요한 유연성과 내충격성을 제공하고, 탄소 섬유는 강도를 제공합니다.
"이 헬리콥터 시트는 프리프레그 베이스라인과의 동등성을 목표로 했지만, 성능과 경량화를 위해 더 최적화할 수 있습니다"라고 밀러는 말합니다. 셀은 보강재를 자동 절단 머신에 공급하는 자동 소재 공급 스테이션으로 설정되어 있습니다. ABB(스위스 취리히)제 픽-앤-플레이스 로봇이 드라이 패브릭 플라이를 프리포밍 툴로 이동시킵니다. 특수 그리퍼가 개발되었는데, 플라이가 부착되었는지 확인하는 센서가 포함됩니다. 로봇 암에도 센서가 있어 레이저 프로젝션을 사용하여 각 플라이가 배치될 때 위치를 확인합니다. 카메라는 기준 데이터베이스에 기록된 표준 이미지와 비교하여 플라이의 방향과 위치를 검증합니다.
주조 실리콘 백은 디벌킹 동안 재사용 가능한 진공 막을 제공하며, 이는 6회 수행됩니다. 다음으로 압축된 프리폼은 초음파 트리밍이 수행되는 툴로 이송됩니다. 부품이 몰딩된 후에는 트리밍이 없습니다. 마지막으로 트리밍된 프리폼은 매치드 스틸 RTM 금형 세트에 배치됩니다.
사용되는 수지는 솔베이(벨기에 브뤼셀)제 원컴포넌트 프리즘 EP-2400 터프닝 에폭시입니다. 먼저 탈기한 후 이소젯 이큅먼츠(프랑스 코르바)제 유닛을 사용하여 주입합니다. "보통 라인과 금형 청소에 많은 시간을 쓰지만, 우리는 주입 설정을 매우 단순하게 유지하여 청소할 양을 최소화했습니다"라고 로젠펠드는 말합니다. 수지는 80°C로 가열되어 점도를 낮춰 주입 중 흐름과 파이버 웨트아웃을 향상시킵니다. "이것은 프레스와 완전히 자동화되고 동기화됩니다"라고 로젠펠드는 말합니다. 120°C로 예열된 금형이 닫히고, 진공이 적용되고 수지가 주입됩니다. 진공만으로 수지가 프리폼을 통해 흐릅니다. 온도와 압력이 금형에서 모두 상승하여 2시간 몰딩 사이클 동안 180°C와 6바 압력에 도달합니다. 금형은 50°C로 냉각되고, 열리고, 완성된 부품이 제거됩니다.
RTM 랩의 인접 룸에는 테스트 장비가 있으며, 새로운 RTM 수지 테스트용 투컴포넌트 주입 머신이 포함됩니다: R&D는 IAI의 중요한 초점입니다. 86개 이상의 EU 자금 지원 다자 협력 프로젝트 경험이 있으며, 다음이 포함됩니다:
세 가지 다른 프로그램은 특별한 주목을 받을 만합니다. 에어버스가 주도한 8년짜리 MAAXIMUS 프로젝트에서 복합재 기체 개선을 위해, IAI는 구조 디테일(플라이 드롭, 스트링거 런아웃(메인 동체 원주 이음매 같은 생산 중단 지점에서 전형적인 종료) 포함) 연구와 강도 및 중량 개선 옵션 조사를 맡았습니다. 각 디테일마다 IAI는 CAD/CAE와 FEM 해석을 사용한 강도 예측을 수행하고, 관련 테스트 시편을 설계 및 제조한 다음 테스트 결과를 해석과 비교했습니다. 최종 결과는 전체 프로그램에서 미래 항공기 설계 및 생산을 위한 권장사항을 돕는 데 사용되었습니다.
LOCOMACHS에서, IAI는 복합재 기체 조립에서 가장 시간이 많이 걸리고, 따라서 비용이 많이 들지만 부가가치가 없는 작업(임시 조립으로 갭 확인, 시밍, 분해, 툴 핸들링 등)을 크게 줄이거나 제거하는 데 초점을 맞춘 31개 기업 중 하나였습니다. IAI는 프로젝트 코디네이터 SAAB 에어로노틱스(스웨덴 링코핑) 및 파트너 GKN 에어로스페이스(영국 레디치), 터키 항공우주 산업(앙카라), 네덜란드 항공우주 센터(NLR, 암스테르담)와 협력하여 린 어셈블드 윙 박스(LAWiB)(자세히 알아보기 참조)와 더 통합된 윙 박스(MIWiB) 데몬스트레이터를 제작했습니다. SAERTEX(독일 자르벡) 공급 논크림프 패브릭(NCF)을 사용해 CF/에폭시 스트링거를 생산했습니다. 이 스트링거들은 NCF 스킨에 코본딩되었습니다. 그 결과 상부 스킨-스파 인터페이스에서 시밍이 제거되었고, 패스너 수 감소로 조립 인건비 30% 절감을 달성했습니다. 밀러는 이 개념들이 더 작은 날개와 꼬리날개를 포함한 다른 구조물에도 잠재적 용도가 있다고 봅니다.
현재 IAI는 두 개의 복합재 집약적인 클린 스카이 2 프로젝트에서 주도적 역할을 맡고 있습니다: OPTICOMS(소형 항공기용 최적화 복합재 구조물)와 ECOTECH 친환경 혁신 기체. 코디네이터로서 IAI는 피아지오 에어크래프트(이탈리아 제노바), 코리올리스 컴포지츠(프랑스 케벤), 다노밧(스페인 엘고이바르), 테크니모듈 엔지니어링을 포함한 OPTICOMS 팀과 협력하여 저용량 복합재 구조물의 자동화를 시연하여 비용을 절감합니다. 길이 7m의 피아지오 에어크래프트 윙 데몬스트레이터는 원샷으로 생산된 일체형 스파/스킨 구조를 특징으로 합니다. 가장 비용 효율적인 제조 공정을 결정하기 위해 다양한 기술이 평가되고 있습니다. 한 가지 새로운 방법은 파이널 프레셔 트랜스퍼 몰딩(FPTM)입니다. 테크니모듈 엔지니어링이 개발한 이 기술은 IAI의 자동화 RTM 셀 파트너로, 밀폐된 캐비티에 공기나 가스를 주입하여 최대 10바 압력을 가하면서 가열된 매치드 금형에서 열경화성 프리프레그를 경화시킵니다. 결과적인 OOA 부품은 추가 수지 주입 없이(SQRTM 공정 참조) 오토클레이브 경화 프리프레그와 동등한 것으로 보고됩니다.
ECOTECH에서, IAI는 인벤트(독일 브라운슈바이크)와 함께 12개 멤버 컨소시엄을 이끌며, 항공기 생산의 환경 발자국을 줄이기 위한 새로운 소재, 공정, 재활용 기술 개발을 맡았습니다. 이전 에코-디자인 프로젝트의 일환으로, IAI는 중량, 비용, 에너지 소비, 배출, 유해 물질, 폐기물을 줄이는 기술을 선택하고 개발하는 것을 도왔으며, 2017년 세 개의 데몬스트레이터에서 검증되어 현재 관행 대비 10-20% 중량 감소와 지구 온난화 잠재력 50% 이상 감소 가능성을 달성했습니다. ECOTECH 최종 단계에서, 신소재 및 공정 기술의 추가 개발이 4개 데몬스트레이터(열가소성, 열경화성, 금속, 생체 소재) 제조에서 검증될 것입니다. 이 데몬스트레이터들과 OPTICOMS의 것들은 다쏘 에비에이션(프랑스 비아리츠), 에어버스 DS(스페인 마드리드), SAAB가 주도하는 클린 스카이 2 에어프레임 통합 기술 데몬스트레이터(ITD)에 통합될 것입니다( "열가소성 복합재 데몬스트레이터 - 미래 기체를 위한 EU 로드맵" 참조).
회사는 또한 적층 제조, 구조 건강 모니터링, 형상 변형 날개, 그리고 전기 추진 분야에서의 입지 구축을 탐구하고 있습니다. 이는 차세대 항공 시대로 보고 있습니다.
이 모든 것은 IAI의 미래에 좋은 징조입니다. "우리는 수십 년간의 생산 경험, 첨단 복합재 기술 개발 및 구현 능력, 미국 및 유럽 항공우주 산업과의 오랜 관계라는 독특한 조합을 가지고 있습니다"라고 샬리트는 말합니다. "상용 및 군용 항공우주 시장은 점점 더 경쟁이 치열해지고 있으며, 복합재는 핵심 역량입니다. IAI는 파트너들의 미래 성장을 위한 니즈를 충족시키는 솔루션을 계속 제공할 것입니다."
수지
제품 제조에서의 문제 중 하나는 소비자가 필요로 하는 것을 최종 제품 설계로 변환하는 문제입니다. 제조 회사들은 생산 공정의 진화가 있어야 한다는 데 동의하며, 이것이 우리가 조립을 위한 설계(DFA)라고 부르는 것입니다. 조립을 위한 설계는 제조업체가 관련성을 유지하고 고객의 끝없는 요구를 충족할 수 있게 하므로 필수적입니다. 제품 개발 공정은 수년간 대규모 수정을 겪었습니다. 이는 제조 및 조립을 위한 설계 공정이 주로 비용 절감으로 제품의 신속한 생산을 돕기 때문입니다. 이 기사에서는 조립을 위한 설계, DFA 가이드라인,
556 IC는 전자 회로에서 타이머, 카운터, 발진기 등 다용도로 쓰이는 듀얼 555 타이머입니다. 두 개의 독립적인 555 타이머가 한 패키지에 통합돼 있어 공간과 부품 수를 절약할 수 있습니다. 전자 애호가라면 556의 핀 구성, 동작 모드, 실전 회로 설계법을 반드시 익혀둬야 합니다. 1. 556 IC 주요 특징 듀얼 타이머: 555 타이머 두 개 내장. 각각 독립 동작 가능. 동작 모드: 어스테이블(Astable, 발진), 모노스테이블(Monostable, 원샷) 모두 지원. 저전력·저전압 동작: 다양한 전원
