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제목 코오롱플라스틱, 고성능 열가소성 복합재 시제품 개발
작성자 플라스틱코리아
글정보
Date : 2019/11/26 17:02

코오롱플라스틱의 고성능 열가소성 강화섬유 복합소재 KompoGTeⓡ는 2012년 사업화 이래 다양한 제품 포트폴리오를 통해 여러 분야에 적용영역을 확대해가고 있다. KompoGTeⓡ는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유 등의 강화제와 PP, PA6, PPS 등 범용 플라스틱부터 슈퍼엔지니어링 플라스틱에 이르는 열가소성수지를 적용한 다양한 복합소재 제품군을 보유하고 있다.

인발공법을 접목한(pultrusion process) 제조 공법으로 UD Tape(Uni-directional Tape)의 형태로 생산되며, 적용 용도에 따라 UD Tape, Slit UD Tape, Chopped strand 혹은 Woven fabric의 형태로 공급 되고있다. 이처럼 적용 아이템별로 최적화된 KompoGTeⓡ Sheet 솔루션은 우수한 성형성을 바탕으로 다양한 분야에 적용 할 수 있다. 대표적으로 Brake Pedal Arm, Door Module Plate, FEM Carrier 등 높은 하중을 받는 구조물이 주요 적용 분야이다.

유럽 등 선진 자동차 부품 시장에서는 환경규제, 에너지 효율 증대, 차세대 차량(HEV, EV)적용, 차량의 고성능화와 같은 개발트렌드에 대응하기 위해 고성능 열가소성 강화섬유 복합소재 적용이 활발하다. 그 예로 에너지 효율증대 및 환경물질 배출을 최소화하고, 무거운 배터리팩 등을 적재해야 하는 차세대 차량의 무게를 최소화하기 위한 부품 경량화 작업 추진과 경량화 고강성 프레임 개발 및 경량화에 따른 운동 성능 향상을 통해 차량의 고성능화에 적용된다.

국내에서도 고성능 열가소성 강화섬유 복합소재를 적용한 차량 개발이 진행 중이다. 이에 관하여 코오롱플라스틱은 현대자동차·동희정공사와 함께 All Plastic Brake Pedal Arm의 시제품을 개발했다.

이 부품은 기존의 스틸 재질을 All Plastic화에 성공해 많은 관심을 끌고 있는 것으로 기술적 성과를 인정받아 9월 4~6일까지 진행된 제19회 SPE ACCE(자동차 복합재 포럼)에서 Most Innovative Prototype Part 부분의 소재 혁신상을 수상했다.

기존 복잡한 제조공정을 거쳐야 했던 부품을 고성능 열가소성 강화섬유 복합소재와 열가소성 사출소재를 적용해 최적화 설계 과정을 거쳐 기존 860g이었던 스틸 재질의 부품을 615g으로 약 28% 경량화를 달성했다. All Plastic Brake Pedal Arm은 사출성형으로 구현한 부품 인터페이스를 통해 기존의 8개였던 부품수를 5개로 획기적으로 줄였다. 제조공정에서 각 소부품의 별도 가공, 용접, 조립단계를 제거해 공정단순화를 달성했다.

All Plastic Brake Pedal Arm의 주요 구성은 고성능 열가소성 강화섬유 복합소재를 적용한 프리폼, 타 부품과 인터페이스 구성과 구조적 보강을 위한 사출부, 사용자의 브레이크 작동간 실제 접촉되는 패드부로 구성된다.

프리폼은 KompoGTeⓡ PA6/GF 60% woven fabric이 적용됐다. Slit UD Tape을 직조해 제조할 소재로 높은 기계적 물성 및 우수한 성형성을 갖춘 제품이다. 일정한 두께로 적층한 Sheet를 열성형해 프리폼으로 가공한 뒤 레이저 트리밍을 통해 최종 형상으로 제작된다.

Overmolding 소재는 코오롱플라스틱 고유의 나일론수지 컴파운딩 기술로 프리폼과의 상용성을 높인 제품으로 PA66/GF 40% SGF(Shot Glass Fiber reinforced) 소재를 적용했다. Insert Overmolding 공정간 온도 제어기술을 통해 프리폼과의 상용성을 극대화해 높은 구조적 성능을 달성했다.

패드 소재는 높은 탄성과 내구성을 지닌 TPEE(ThermoPlastic Ester Elastomer)인 KOPELⓡ이 적용됐으며 외관의 심미성 향상을 위해 metal 소재로 외형을 구성한 후 injection overmolding공법으로 제작한다. 기존에 패드 재료로 널리 사용된 SBR(Styrene Butadiene Rubber)의 긴 성형시간을 단순 사출공정을 통해 공정시간을 획기적으로 단축시킬 수 있는 제품이다.

코오롱플라스틱은 고성능 열가소성 강화섬유 복합재를 적용한 제품의 기획단계부터 최종 제품에 이르기까지 고객에게 항상 최적화된 솔루션을 제공하며 고객의 니즈에 대응하고 있다. 또한 향상된 기술력을 바탕으로 글로벌 토탈솔루션을 제공해 고객과 함께 성장하는 Global Major Player로 도약해 나갈 계획이다.

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