캐미칼리포트
코오롱플라스틱, 고성능 열가소성 복합재 KompoGTe®를 통해 시장개척 박차
작성자 : 취재부
2019-11-08 |
조회 : 1462
우수한 성형성을 바탕으로 다양한 분야에 적용 가능
코오롱플라스틱의 고성능 열가소성 강화 섬유 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 범용플라스틱부터 슈퍼엔지니어링 플라스틱에 이르는 열가소성수지를 적용한 다양한 복합소재 제품군을 보유하고 있다.
인발 공법(pultrusion process)을 접목한 제조 공법으로 UD Tape(Uni-directional Tape)의 형태로 생산되며, 이후 적용 용도에 따라 UD Tape, Slit UD Tape, Chopped strand 혹은 Woven fabric의 형태로 공급이 가능하다.
이처럼 적용 아이템별로 최적화된 KompoGTe® Sheet 솔루션은 우수한 성형성을 바탕으로 다양한 분야에 적용할 수 있다. 대표적으로 Brake Pedal Arm, Door Module Plate, FEM Carrier 등 높은 하중을 받는 구조물이 주요 적용 분야이다.
유럽 등 선진 자동차부품 시장에서는 환경규제, 에너지 효율 증대, 차세대 차량(HEV, EV) 적용, 차량의 고성능화와 같은 개발 트렌드에 대응하기 위해 고성능 열가소성 강화 섬유 복합소재의 적용이 활발하게 진행 중이다.
에너지 효율 증대 및 환경물질 배출을 최소화하고 무거운 배터리 팩 등을 적재해야 하는 차세대 차량 무게증가를 최소화하기 위한 부품 경량화 작업을 추진 중이다. 또한, 경량화 고강성 프레임 개발 및 경량화에 따른 운동성능 향상을 통해 차량의 고성능화를 꾀하고 있다.
이에 따라 국내에서도 고성능 열가소성 강화 섬유 복합소재를 적용한 차량 개발이 진행 중이며, 코오롱플라스틱은 현대자동차, 동희정공과 함께 All Plastic Brake Pedal Arm의 시제품을 개발하였다.
본 부품은 기존의 스틸 재질을 All Plastic화하여 많은 관심을 끌고 있으며, 기술적 성과를 인정받아 세계적 자동차복합재료 전시회인 제19회 SPE ACCE에서 Most Innovative Prototype Part 부분의 소재 혁신상을 받았다. 기존 복잡한 제조공정을 거쳐야 했던 부품을 고성능 열가소성 강화 섬유 복합소재와 열가소성 사출 소재를 적용하고 최적화 설계과정을 통하여 기존 860g이었던 스틸 재질의 부품을 615g으로 약 28% 경량화를 달성하였다.
All Plastic Brake Pedal Arm은 사출성형으로 구현한 부품 인터페이스를 통해 기존의 8개였던 부품의 개수를 5개로 획기적으로 줄일 수 있었으며, 제조공정에서 각 소 부품의 별도 가공, 용접, 조립단계를 제거하며 공정 단순화를 달성하였다.
All Plastic Brake Pedal Arm의 주요 구성은 고성능 열가소성 강화 섬유 복합소재를 적용한 프리폼, 타 부품과의 인터페이스 구성과 구조적 보강을 위한 사출부, 사용자의 브레이크 작동 간 실제 접촉되는 패드부로 구성된다.
프리폼은 KompoGTe® PA6/GF 60wt% woven fabric이 적용되었다. Slit UD Tape을 직조하여 제조하는 소재로 높은 기계적 물성 및 우수한 성형성을 갖춘 제품이다. 일정한 두께로 적층한 sheet를 열 성형하여 프리폼의 형태로 가공한 뒤 레이저 트리밍을 통해 최종 형상으로 제작된다.
Over molding 소재는 코오롱플라스틱 고유의 나일론 수지 컴파운딩 기술이 적용되어 프리폼과의 상용성을 높인 제품으로 PA66/GF 40wt% SGF(Shot Glass Fiber reinforced)가 적용되었다. Insert Over molding 공정간 온도제어 기술을 통해 프리폼과의 상용성을 극대화하여 높은 구조적 성능을 달성하였다.
패드 소재는 높은 탄성과 내구성을 지닌 TPEE(Thermo Plastic Ester Elastomer)인 KOPEL®이 적용되었다. 외관의 심미성 향상을 위해 metal 소재로 외형을 구성한 후 소재를 injection over molding 공법으로 제작한다. 기존에 패드 재료로 널리 사용된 SBR(Styrene Butadiene Rubber)의 긴 성형시간을 단순 사출 공정을 통해 공정시간을 획기적으로 단축할 수 있는 제품이다.
코오롱플라스틱은 고성능 열가소성 강화 섬유 복합재를 적용한 제품의 기획단계부터 최종 제품에 이르기까지 고객에게 항상 최적화된 솔루션을 제공하여 고객의 니즈에 대응하고 있다. 또한, 향상된 기술력을 바탕으로 글로벌 토털 솔루션을 제공하여 고객과 함께 성장하는 Global Major Player로 도약해 나갈 것이다.
