섬유 복합 소재는 산업의 고도화와 더불어 기존의 항공산업 부품 제조를 뛰어넘는 다양한 사업군에서 신소재로 수요가 증가하고 있다.
섬유 복합 소재를 이용한 생산제조기술은 자동차, 로봇, 드론 등의 미래형 모빌리티 분야 그리고 우주항공 및 방위산업으로 빠르게 확장되고 있다.
마크포지드는 섬유 복합소재의 물리적, 화학적, 전기적, 기계적 특성을 활용하면서도 복잡한 기계부품 및 구조물을 보다 간편하게 성형하고자 섬유복합 소재를 3D 프린팅 기술로 성형하는 특허 기술을 개발·상용화했다.
아울러 마크포지드는 하우징 성형물 뿐 만 아니라 복잡한 형상의 3차원 구조체 및 기계부품을 섬유 복합소재로 프린팅하는 기술을 개발 공급하고 있다.
이 프린팅 기술의 탄소섬유, 고온고강 유리섬유 및 케블라 원사는 서브 미크론 단위의 수 백 다발의 꼬임 원사를 다발 충진해 50 미크론의 필라멘트 형태로 공급된다.
마크포지드 코리아는 해당 원사를 강화재로 카본강화 폴리머인 오닉스, 나일론, 울템등의 소재를 기지 소재로 포징해 3D 부품을 제작하는 방식으로 복잡한 기계부품의 형상도 3D 프린팅 기술로 제작이 가능하게 됐다고 전했다.
탄소섬유복합재료 적층제조의 경우 전체 성형체를 탄소 섬유 원사 위주로 성형하는 제조도 가능하지만, 원사 형태의 탄소섬유를 선택적 영역에 배치하면서 폴리머 기지상에 숏 토우 탄소섬유를 컴파운딩한 오닉스 복합재료와 혼용해 성형 부품의 용도 및 요구 성능에 따라 최적 성능, 복합 기능의 설계가 가능하다.
백소령 마크포지드 코리아 지사장은 "부품의 영역별로 선택적인 소재 배열을 통해 특정 부위는 강화 탄소복합소재인 오닉스로 연성과 충격저항을 높이고, 특정 부위는 섬유강화 복합 소재로 강성, 인장력, 크립 저항 강도를 높이는 방식으로 최적의 부품 성능을 설계 생산하는 방법이 가능하다"고 설명했다.
이는 아이거 소프트웨어를 통해 선택적 배열 설계작업을 수행하고 블랙 스미트 소프트웨어를 통해 물성 정도를 시뮬레이션해 보면서 성능 설계 작업을 진행할 수 있다. 또 아이거 소프트웨어 상에서 DfAM 설계 방식으로 샌드위치 구조, 격자 구조 등의 기하 형상을 도입한 성능 설계 또한 가능하다.
헬로티 이창현 기자 |
