화섬정보 10. 28

영국 국립복합재료센터(이하 NCC)는 지속가능성과 수소경제에 초점을 두고 수소를 탄소나 폐기물 배출이 없는 친환경 연료로 사용하고, 복합재료를 재활용 및 재사용하여 영국이 순탄소배출제로(Net Zero carbon emissions)를 달성하는데 도움이 되는 방법을 모색할 계획임.

이 외에도 극한 환경에 노출되는 복합재료의 구조설계, 복잡한 열가소성 복합재료 부품의 대량생산 및 매우 높은 온도에서 소재 성능개선을 연구주제로 삼고 있음. NCC는 향후 2년간 진행할 계획인 복합재료 연구 프로그램의 세부 계획을 다음과 같이 발표함.

복합재료 극저온 탱크(Composite cryogenic tanks) : 수송부문에서 수소 경제를 실현하기 위해서는 저장탱크의 무게가 가볍고 안전해야 함. 동 프로젝트는 매우 낮은 온도의 수소압력용기에 가장 적합한 재료를 찾고, 적용하는데 필요한 테스트 방법을 개발하고자 함.

복합재료 압력용기 수소 투과성(Composite pressure vessel hydrogen permeability) : 수소가스는 분자가 작기 때문에 이를 저장하고 운반하는 것이 어려움. 이에 따라 동 프로젝트를 통해 고압 저장장치에 수소가 누출되지 않도록 설계 및 제조하는 방법에 대해 연구하고자 함.

수명을 다한 복합재료의 재활용(Recycling end-of-life composites) : 지난해 실시한 프로그램에서 성공적으로 복합재료의 재활용을 시연했으나 실질적으로는 매우 복잡한 과정이라는 것이 드러남. 동 후속 프로젝트는 연속 재활용 공정들의 상호연계성을 조사하고, 수명이 다한 복합재료를 사용하여 신규 어플리케이션을 만드는 것까지 전체 공급망에 솔루션을 제공하고자 함.

복합재료 생산 폐기물의 재활용(Recycling of composite manufacturing waste): 현재 신뢰할만한 복합재료 생산 폐기물을 재사용 방법이 개발되지않은 상태임. 향후 복합재료 생산 폐기물의 재활용 프로젝트를 통해 부가가치가 높은 원료의 공급원을 확보하고, 불필요한 매립을 피하는 것을 목표로 하고 있음.

지속가능성을 위한 복합재료 설계(Composite design for sustainability): 복합재료 설계 당시 초기 공정에 대한 결정사항은 지구환경에 큰 영향을 줄 수 있음. 동 프로젝트는 복합재료의 설계 및 생산 공정을 비롯한 모든 단계에서 제품의 지속가능성을 고려하는 연구를 수행하고자 함.

재활용 복합재료 공급망(Recycled composites supply chain): 복합재료 산업은 생산기술뿐만 아니라 대형 복합재 구조물의 해체, 분류, 재활용을 위한 실행가능한 공급망이 필요함. 동 프로젝트에서는 교차(Cross-sector) 공급망 지도를 통해 미래의 복합재료 재활용 공급망을 확보하고자 함.

복합재료의 인터페이스 및 내구성(Composite interface and durability): 금번 프로젝트는 해저 구조 및 관련 어플리케이션에서 복합재료의 사용을 높이기 위해 공동 설계 및 복합재료의 적합성을 위한 연구를 실시하고자 함.

버트 접합 항공기 구조물의 오버몰딩(Overmolding of butt jointed aerostructures) : 오버몰딩 공정은 고율, 고품질, 고성능 복합재료 구조물의 생산 시 기술적 난제가 많음. 동 프로그램은 처음 2년간 복잡한 툴링 및 완전 자동화 공정을 달성했는데, 올해는 이러한 개발들을 통합하여 일련의 제조 및 성능 조사를 완료하여 기술채택에 있어서 확신을 주는 것을 목표로 하고 있음.

세라믹 매트릭스 복합재료의 자동 섬유 배치(Automated fiber placement of ceramic matrix composite materials) : 세라믹 매트릭스 복합재료는 기존의 복합재료에 비해 매우 높은 온도의 어플리케이션에서 상당한 성능적 이점이 있지만, 재료비용이 비싸고, 노동 집약적 생산 공정으로 인해 사용상 애로사항이 많음. 동 프로젝트는 이러한 소재를 활용하기 위해 NCC의 최첨단 기술을 자동화된 섬유배치에 사용하는 저비용 솔루션 개발을 목표로 하고 있음.

내화성 구조용 복합재료(Fire resistant structural composites): 기존에 다양한 산업용 부품의 설계 원칙은 화재로부터 복합재료를 보호하는 것이었음. 동 프로젝트는 화재 발생 시 복합재료가 달성할 수 있는 성능이 무엇인지에 대해 연구를 수행하고자 함.

모듈식 제작 및 통합기술(Modular infusion): 모듈식 제품 제조방식이라는 새로운 개념을 통해 단일 부품의 여러 섹션을 서로 독립적으로 제조할 수 있음. 이를 통해 공정 상 위험을 줄이고 크고 복잡한 부품에 다양한 재료를 사용할 수 있도록 하여 액체 성형 공정(Liquid moulding processes)에서 제조되는 품목들을 크게 확대할 수 있을 것으로 봄.