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Dec 01, 2023

Williams Advanced Engineering은 혁신적인 CFRP 기술인 223과 Racetrak을 개발합니다.

Williams Advanced Engineering은 한 쌍의 혁신적인 기술을 개발했습니다.

Williams Advanced Engineering은 복합 재료의 경제성에 있어서 획기적인 변화를 약속하는 한 쌍의 혁신적인 기술을 개발했습니다. 223 및 Racetrak으로 알려진 이러한 기술은 기존 복합재 솔루션과 비슷한 성능을 제공하면서도 다양한 추가 이점을 제공하며 비용은 주류 응용 분야에 적용할 수 있습니다.

이는 단순한 제조 혁신이 아닙니다. 이는 탄소섬유 강화 폴리머(CFRP)의 제조, 사용 및 재활용의 모든 측면과 그 특성을 통해 새로운 접근 방식을 가능하게 하는 엔드 투 엔드, 전 생애 솔루션입니다. 차량 설계 및 제조.

CFRP는 엄청난 가능성을 지닌 소재입니다. 매우 높은 중량 대비 강도 비율, 뛰어난 강성, 탁월한 피로 및 환경 저항성을 갖추고 있어 다양한 산업 및 응용 분야에서 매력적인 선택이 됩니다.

이는 특히 자동차 산업과 관련이 있습니다. 경량화는 점점 더 엄격해지는 연비 및 배출 목표를 충족하고 전기 자동차에 필요한 주행 거리를 지원하는 데 필요한 주요 도구 중 하나로 간주됩니다. 그러나 CFRP의 장점은 철도 객차에서 풍력 터빈에 이르기까지 다양한 분야에 걸쳐 확장됩니다.

이러한 강력한 이점과 자동차 및 항공우주 산업의 최근 프로세스 발전에도 불구하고 여러 가지 요인으로 인해 CFRP의 대량 채택이 지연되었습니다. 그 중 가장 중요한 것은 비용이며, 값비싼 재료와 긴 공정 시간을 수반하는 전통적인 복합재 생산 방식을 사용합니다.

또한 사전 함침된 자재에서 탄소를 회수하고 제품 수명이 끝날 때 재료에서 가치를 찾는 문제로 인해 상대적으로 높은 폐기율(일반적으로 약 30%)이 발생합니다.

이러한 과제로 인해 CRFP의 적용은 주로 틈새 응용 프로그램에 국한되었습니다. 예를 들어, 자동차 부문에서 전통적인 복합 기술로 생산된 차체 구조는 일반적으로 강철로 제조된 구조보다 약 60% 가벼우면서도 비용은 약 20배 정도 비쌉니다. 이로 인해 생산량이 적고 비용이 많이 드는 차량이나 차량 제조업체가 신기술에 대한 학습의 일환으로 프로세스에 보조금을 지급하는 차량에만 적용이 제한되었습니다.

Williams Advanced Engineering의 혁신은 이러한 과제를 해결하여 CFRP의 이점을 활용하는 것을 목표로 합니다.

223 혁신의 핵심은 직조된 건식 섬유 강화 시트와 별도로 준비된 수지 매트릭스를 통합하는 근본적으로 다른(따라서 기밀인) 프로세스입니다.

223 프로세스는 2차원 형태에서 3차원 복합 구조를 생성하는 비용 효율적인 수단으로 생각되었습니다. 이는 전기 자동차용 배터리 컨테이너 또는 잠재적으로 완전한 차량 모노코크와 같은 상자형 형상에 적합합니다.

이름은 프로세스를 정의하는 특징 중 하나에서 유래되었습니다. 복합 구성 요소는 일반적으로 최종 형상에 배치되어야 하지만 223을 사용하면 부품을 3차원 구조로 접기 전에 처음에 2차원 구성 요소로 생성할 수 있습니다.

이는 다양한 응용 분야에 적합합니다. 특히 223은 현재 많은 개별 구성 요소로 조립되어 있고 장착을 위해 접근하는 데 시간과 비용이 추가되는 구조에 적합합니다. 좋은 예는 자동차 차체(Body-in-White)로, 일반적으로 약 600개의 다양한 도구로 제작되는 약 300개의 금속 프레스로 구성됩니다. 차량 후드에는 네 가지 다른 프레스 작업이 필요할 수 있습니다. 223개를 사용하면 프레스 수를 약 50개로 줄일 수 있으며, 모두 단일 기계에서 생성되므로 툴링에 대한 자본 지출이 크게 줄어듭니다.

동일한 알루미늄 합금 구조에 비해 자동차의 차체는 약 25~30%의 무게 절감을 달성할 수 있습니다. 223을 사용하면 기존 복합 솔루션보다 더 많은 양을 더 저렴한 비용으로 제공할 수 있습니다. 강도가 덜 요구되는 경우에는 유리 섬유와 같은 저렴한 재료를 지정하여 비용을 더욱 절감할 수 있으며, 인성과 내열성을 높이기 위해 대체 수지를 지정할 수 있습니다.