과제 추진 배경
섬유강화 플라스틱(FRP)은 무게가 가볍고 강도가 높기 때문에 경량 구조에 매우 적합하며, 설계 및 시공 시 설계를 매우 자유롭게 할 수 있으므로 모든 분야에 적용이 가능하다. 특히 차량 중량을 줄이는 목적으로도 FRP를 사용할 수 있다. 이러한 이유로 자동차 산업에서도 이 재료를 점점 더 많이 사용하고 있다.
다양한 응용 분야에 성공적으로 진입하기 위한 필수 전제 조건은 높은 처리량을 가능하게 하는 생산 프로세스지만, 지금까지는 FRP용 섬유 프리폼을 생산하기 위한 개별 공정의 효과적인 연결이 실현되지 못했으며 FRP 생산 비용의 약 50%는 제조 공정에 기인했다. 재래식 기술을 사용하여 제조된 제품은 대형고객에게 있어서 가격 면에서 매력적이지 못했다.
섬유 복합재료용 섬유 프리폼 생산을 위한 새롭고 생산적인 공정은 재봉 분야에서 고성능 재봉 기술 및 자동화 된 처리 기술로 새로운 표준을 제시한다. 이 기술로 이전에 약 500개가 처리되었던 양이 분당 3,000개의 스티치 속도로 섬유 프리폼 제조가 가능한 수준으로 발전되었다.
개발제품과 기술혁신
연구 협력의 결과, 자동화된 처리 기술을 갖춘 고성능 재봉기계가 개발되었다.
앞서 말한대로 약 6배의 속도 향상을 경험할 수 있게 됐다.
이 기계는 소위 로봇이 이끄는 엔드이펙터(End Effector)를 가지고 있어서 섬유 소재를 봉제 포털의 작업 영역에 배치할 수 있고, 이 섬유요소를 고성능 재봉헤드를 이용해 고정할 수 있다.
이 프로젝트로 아헨공대 섬유기술 연구소(ITA)는 섬유 및 금속 추가 요소가 있는 프리폼의 자동화 된 작업을 위한 기술뿐만 아니라 처리 장치를 개발했으며, 전체 공정은 연속 생산이 가능하여 특히 높은 생산성을 특징으로 한다.
프로젝트 참여자들은 이 개발로 2015년 제 13회 Techtextil Innovation Award에서 ‘새로운 기술’ 부문을 수상했다.
시장과 고객
섬유 프리폼은 자동차, 우주 항공 및 기계 공학 산업에서 사용될 수 있으며, 또 다른 목표 시장은 풍력 발전기의 회전 블레이드용 섬유 프리폼 생산이다.
전통적인 기술로 홈 텍스타일 시장에 머물렀던 Stutznäcker는 이 프로젝트를 통해 기술 텍스타일 분야에 올라설 수 있었다. 이 기계는 현재 판매 중이다.
* 이번 호에 소개하는 기술은 최근 독일연방 경제에너지부(BMWi)가 선정한 우수 중소·중견기업 기술혁신 과제들로 한국산업기술평가관리원(KEIT)이 번역 및 정리하였다.
