프리미엄 아에로텍, 에어버스 A320 패밀리용 열가소성 CFRP 압력 격벽 공개

항공 구조물 공급사 프리미엄 아에로텍(Premium Aerotec, 독일 아우크스부르크)이 에어버스 A320 1차 구조물의 주요 부품을 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP)에 열가소성 매트릭스로 개발·제조했다. A320 패밀리 압력 격벽의 풀스케일 양산 근접 데몬스트레이터가 약 4개월 만에 개발·생산돼 4월 독일 베를린 ILA 에어쇼에서 공개됐다.

이 혁신으로 프리미엄 아에로텍은 항공기 동체에서 열가소성 매트릭스 CFRP 적용 범위를 현재 소형 부품 수준을 훨씬 넘어 확장했다. 협력사들과 함께 대형 항공기 부품을 열가소성 매트릭스 CFRP로 개발·제조할 수 있음을 입증 중이다.

압력 격벽 데몬스트레이터는 최첨단 용접 기술로 연결된 8개 동일 크기 세그먼트로 구성된다. 열가소성의 용접성은 이 소재의 장점이다. 프리미엄 아에로텍은 이 특성을 기존 리베팅 대체로 활용해 시간과 비용을 절감한다. 전체 개발과 설계는 프리미엄 아에로텍이 수행했으며, 개별 부품 제조는 복합소재 연구소(IVW, 독일 카이저슬라우테른)와 협력했다. 프리미엄 아에로텍은 DLR 경량 구조 생산 공학 센터(독일 아우크스부르크)와 협력해 변형된 부품 용접 기술 솔루션을 개발했다.

현재 A320 패밀리용 전통적 압력 격벽(리베팅된 알루미늄 부품)과 비교 시 CFRP 버전은 더 가볍지만 동등한 기계적 물성을 가지며, 생산 시간이 더 짧고 제조 비용이 더 경제적이다. 향후 몇 달간 프리미엄 아에로텍은 이런 대형 부품을 열가소성 CFRP로 제작하기 위한 기술적으로 타당한 설계와 효율적 제조에 대한 지식을 더 축적하고 필요 공정 자격 인증을 추진할 예정이다.

프리미엄 아에로텍의 열가소성 소재 전문성은 A350 XWB의 소형 부품에 수년간 사용하며 축적됐다. 예를 들어 CFRP 프레임과 CFRP 스킨 섹션 연결에 열가소성 소재가 사용된다. 프리미엄 아에로텍은 항공기당 4,000개 이상의 열가소성 매트릭스 CFRP 부품을 고도로 자동화된 양산 공정으로 제조한다. 이 기술이 이제 더 큰 항공기 부품에도 적용 가능하며 용접 공정과 결합할 수 있다. 이번 데몬스트레이터는 고생산율 차세대 항공기 동체 쉘의 기반 상당 부분을 이 개념이 마련함을 보여준다.

압력 격벽 데몬스트레이터 개발 외에도 프리미엄 아에로텍은 공공 자금 지원 프로젝트로 열가소성 기술 발전을 추진 중이다. 2018년 초 OSFIT 프로젝트(One-Step Fully Integrated Thermoplastic Frames)가 시작됐으며, 독일 연방 경제에너지부(베를린) 후원으로 연방 정부 항공 연구 프로그램(LuFo V-3) 범위 내 진행된다. IVW, 자동차 센터 쥐트베스트팔렌(ACS, 독일 아텐도른), 양 프라운호퍼 연구소(IGCV: 주조·복합소재·가공 기술, 아우크스부르크 / IFAM: 제조 기술·첨단 소재, 브레멘)도 참여하며 프리미엄 아에로텍이 그룹을 이끈다.

프리미엄 아에로텍의 핵심 사업은 금속 및 탄소섬유 복합소재 항공기 구조물 개발 및 생산이다. 독일 아우크스부르크, 브레멘, 함부르크, 노르덴함, 파렐과 루마니아 브라쇼브에 생산 거점을 두고 있다.