도레이(Toray)는 향상된 치수 정확도와 에너지 절약을 모두 가능하게 하는 CFRP의 새로운 제조 기술 개발에 성공했다고 발표했다. 앞으로 도레이는 이 새로운 기술을 더욱 발전시키고 더 높은 생산성과 더 많은 에너지 절약을 지속적으로 요구하는 주로 항공기 응용 분야에 광범위하게 배포할 것입니다. 또한, 이 기술은 자동차 및 일반 산업용으로도 활용될 수 있을 것으로 기대되며, CFRP 소재 개발에도 기여할 것으로 기대된다.
도레이가 설명하는 바와 같이 CFRP는 일반적으로 오토클레이브(고온 고압로)나 오븐을 사용하여 미리 정해진 형상의 금형에 프리프레그(시트 형태의 중간재)를 올려놓고 가열하여 프리프레그 내의 수지를 경화시키는 오븐을 이용하여 제조된다. 제조용 공기. 기존의 제조 기술은 가열된 공기의 비효율적인 열전달과 금형의 큰 열용량으로 인해 가열 및 경화에 오랜 시간이 소요되는 단점이 있다.
Toray는 특히 위치에 따라 두께가 가변적인 크고 복잡한 모양의 부품에 대해 해결해야 할 부품의 치수 정확도 문제가 있음을 지적합니다. 이는 부품의 온도 분포 제어가 어렵기 때문이며, 이로 인해 다양한 잔류 응력이 발생하고 때로는 부품이 크게 변형될 수 있습니다. 이로 인해 항공기의 주 날개 등 여러 부품을 최종 조립하는 과정에서 심이라고 하는 충전재를 수동으로 삽입하여 최종 조립하는 과정에서 많은 노동력이 요구되어 제작보다 조립 시간이 길어집니다.
회사에 따르면 새로 개발된 제조 기술은 각 히터가 개별적으로 제어되도록 모드 표면에 내장된 시트 히터의 문제에 대한 솔루션을 제공합니다. 진공 상태의 부품은 히터와 직접 접촉하여 효과적으로 가열되므로 에너지를 절약할 수 있습니다. 개별 히터를 제어하고 각 위치에서 최적의 열 분포를 허용하여 제조된 부품 전체에 균일한 잔류 응력을 제공합니다. 그 결과 상술한 문제를 해결한 치수불일치와 치수를 최소화하여 원래 설계에 가까운 부품을 제작할 수 있고, 부품조립에 소요되는 인건비와 시간을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
이 가열 시스템을 효과적으로 제어하기 위해 Toray는 에히메 대학 및 도쿄 이과 대학과 공동 연구 프로그램을 수행하여 부품 변형을 예측하고 히터 온도를 최적화하는 시뮬레이션 기술을 확립했습니다. Toray는 부품의 제작 시간과 치수 오류를 효과적으로 최소화할 수 있는 가열 조건을 설계하기 위한 프로그램으로 이들을 결합했습니다. 도레이는 시제품 제작 장치를 설치해 현재 실증 시험을 진행하고 있다.
항공기용 대형 CFRP 부품은 부품 형상과 치수에 따라 기존의 오토클레이브, 오븐 등을 이용해 제작하는 데 약 9시간이 소요된다. 반면 새로 개발된 제작 기술로 제작 시간을 약 4시간으로 단축할 수 있을 것으로 기대된다. 시간. 또한, 이 기술은 가열된 공기와 같은 압력 및 가열 매체가 필요하지 않기 때문에 기존 제조 방법에 비해 약 50%의 에너지 절약을 달성합니다. 또한 제작을 위한 치수 정확도가 향상되어 심을 이용한 교정 작업을 위한 조립 시 시간을 절약할 수 있을 것으로 기대됩니다.
