제니텍, CFRP 제조비용 및 시간 줄이는 기술 개발

CFRP로 제조한 제품들. ©제니텍

기업집단 제니텍(대표이사 홍성창)은 계열사인 파마재니스텍, 제니텍디펜스와 공동으로 철의 대체재로 수요가 급증하는 탄소섬유소재인 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)의 제조비용과 시간을 획기적으로 줄이는 ZEN-3α 제조기술을 개발했다고 밝혔다. 

CFRP는 철보다 5배 가볍고, 10배 강한 강도를 가진 탄소섬유강화플라스틱으로 내충격성 및 내열성이 뛰어난 고강도, 고탄성 첨단소재다. 항공·우주, 방위산업 및 반도체 등 고부가가치 복합재료로 차세대 금속소재를 대체할 핵심소재로 다양한 분야에서 수요가 급증하고 있다. 

탄소섬유 복합소재는 유리섬유 복합소재의 기본적인 내충격성, 내화학성, 전기, 전도적 특성에 더해 보다 강력한 미래 전략소재로 부각 중인 소재다.

탄소섬유의 경우 내구성, 내충격성이 유리섬유 복합소재 보다 월등할뿐 아니라 초경량화 소재로 활용돼 차세대 금속소재를 대체 할 신소재로 활용하고 있다.

또 열팽창율이 낮은 반면 전기 전도성 및 전기 차폐성 등이 탁월해 차세대 희토류 부품의 일부를 대체할 신소재로 그 응용분야를 확대하고 있다.

유리섬유, 탄소섬유등의 복합소재는 모재가 되는 기지소재(플라스틱,세라믹,금속소재)에 강화 소재를 통한 소재 성능을 보강하는 방법으로 소재가 개발돼 공급 중이다. 복합재료는 성형 부품상에 전위 변형을 강화해 부품의 성능을 강화하는 역할을 수행한다.

CFRP는 항공, 우주, 방위산업, 반도체 등 사용 형태에 따라 다양한 제조방법이 있는데, ZEN-3α 제조기술은 대표적인 CFRP의 제조법으로 사용하는 Autoclave, RTM(Resin Transfer Molding) 제조(성형)법의 고가 설비비용, 대량생산 어려움, 단조로운 형태, 그리고 제조시간을 획기적으로 보완한 새로운 제조 기술이라는 게 회사 설명이다.

회사에 따르면 ZEN-3α 제조기술은 다품종 소량·대량, 일체형 생산이 가능하고, 자동화 유지 보수가 원활하며, 단시간 성형, 친환경, 대형 후판 구조물 생산이 가능하고, 다양한 섬유 복합재(탄소섬유, 유리섬유, 아라미드, 초고분자량 폴리에틸렌) 성형이 가능하다. 

ZEN-3α 제조기술은 CFRP 제조공정 중 가장 중요한 부분을 차지하는 성형과정에서 기존 제조공정과 차별화한 파마재니스텍이 개발한 비열이 큰 특수액상원료와 큰 폭의 온도 조절로 Autoclave, RTM 성형 시간인 대략 200분의 제조시간을 약 10분으로 단축했고, 열이 고르게 분포돼 다양한 모양의 성형과 균일하고 높은 강도의 우수한 CFRP 복합재를 생산할 수 있다.

회사 관계자는 “ZEN-3α 제조기술로 제조한 CFRP는 균일한 높은 강도를 바탕으로 방위산업 관련 제품, 특히 방탄판, 방탄헬멧, 방탄조끼, 헬기동체 등을 생산할 수 있는 능력을 구비했으며, 다양한 방산제품을 생산하기 위해, 현재 군납 중인 유럽국가를 비롯, 해외 여러 방산 업체와 방탄제품 개발 및 수출 협상을 활발히 진행 중”이라고 전했다.