[한국기술뉴스] 경상국립대학교 기계공학부 김수진 교수와 황욱렬 교수 연구팀은 탄소복합소재의 대량 생산이 가능한 이동형 금형 성형방법을 개발했다. 개발된 기술은 경상국립대학교 산학협력단을 통해 2016년 03월 16일 특허를 출원(출원번호 제1020160031636호)했다. 특허 명칭은 '급속가열 및 급속냉각을 위한 이동형 금형 및 성형방법’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

최근 자동차의 연료 효율을 높이기 위해 가벼우면서도 튼튼한 탄소복합소재에 대한 관심이 증가하고 있습니다. 특히 고가의 항공기 및 자동차의 프레임은 금속과 탄소섬유강화플라스틱을 사용하여 제조됩니다. 에폭시 등의 열경화성 기지재를 사용하는 경우 긴 경화시간이 필요해 대량생산에 어려움이 있습니다.

열가소성 수지의 높은 점성에 의해 섬유상 함침이 불가하기 때문에 금형 내에 단량체인 모노머를 주입하여 섬유상에 함침하고 온도제어를 통해 모노머를 중합하여 탄소섬유강화플라스틱을 제조합니다. 그러나 이 공정은 과정이 복잡하고 시간이 오래 걸린다는 문제점이 있습니다.

경상국립대학교 김수진, 황욱렬 교수 연구팀은 간단한 장비로 탄소복합소재를 대량생산할 수 있는 성형 방법을 발명했습니다.

본 발명의 금형은 급속 가열을 위한 금형과 급속 냉각을 위한 금형 그리고 이동 금형으로 되어 있습니다. 이동 금형의 내부로 제품소재를 주입하고 이동 금형을 고온유지몸체에 삽입합니다. 이동 금형은 수평으로 이동하며, 저온유지몸체로 이동합니다. 즉, 이동 금형을 급속 가열 및 냉각시키고 모노머를 중합하여 섬유강화플라스틱을 생산할 수 있습니다.

일반적으로 금형은 열용량이 커서 중합온도로 가열하고 성형완료 온도로 냉각하는 시간이 오래 걸리는 반면, 본 기술을 활용하면 급속 가열 및 급속 냉각을 통해 섬유강화플라스틱을 빠르게 제조할 수 있습니다.

항공·자동차 분야의 다양한 제품군과 관련한 금형 기술을 발전시키고, 탄소복합소재의 국산화를 앞당길 수 있을 것으로 기대됩니다.