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		‘JEC 복합재료 혁신상 2024’ 최종 후보 발표
		[플라스틱사이언스] 기사입력 2024-02-15 10:37:09

올해 JEC 복합재료 혁신상(JEC Composite Innovation Awards)이 자동차 및 도로 운송 부문 최종 후보 기업을 발표했다. 복합재료 분야의 뛰어난 혁신을 인정하고 축하하기 위해 고안된 JEC 복합재료 혁신 어워드는 총 11개 부문으로 복합재료 산업을 선도하는 JEC 그룹이 매년 주최하는 대회이다. JEC 그룹은 복합재료 분야의 혁신과 협업을 촉진하는 행사, 출판 및 이니셔티브로 유명하다.

JEC 복합재료 혁신상은 우주, 자동차, 건설, 디자인, 제조 과정, 응용, 지속가능성 등의 혁신을 인정하면서 복합재료의 사용과 이해를 증진시키는데 중대한 기여를 한 회사, 연구 기관 및 개인들로부터 출품작을 유치한다. 출품작들은 일반적으로 전문가들과 산업 전문가들로 구성된 패널에 의해 평가된다. 심사 과정은 기술적 우수성, 창의성, 지속가능성, 그리고 혁신이 산업에 미칠 잠재적인 영향과 같은 요소들을 고려한다.

이 상은 혁신가들이 자신의 발전을 보여주고 업계의 관심을 얻고 협업을 촉진할 수 있는 플랫폼을 제공하고 있다. 참가자들의 성공은 파트너십과 집단 지성과 밀접하게 관련되어 있다. 시상식을 넘어, 이 상들은 새로운 지평을 개척하기를 열망하는 전문적인 청중들에게 영감과 동기를 제공하면서, 잠재적으로 알려지지 않은 프로젝트를 집중 조명하는 플랫폼의 역할을 한다.

33명의 본선 진출자를 사전 선정한 후, 11개 부문에서 각각 1명씩 수상자를 선정한다. 시상식은 2024년 2월 8일 파리에서 열린다.

자동차 및 도로 운송 부문 최종 후보 엿보기

JEC 복합재료 혁신상 자동차 및 도로 운송 ‘요소’ 부문 중 최 종 후보로 선정된 기술 중 하나는 일본 도요타 자동차의 “모노리식 CFRP-알루미늄 모노코크: 탄소 중립을 위한 새로운 접근법”이다.

도요타 자동차는 파트너사인 Toyota Central R&D Labs, Inc. (일본), Toyota Customizing & Develop-ment Co. (일본), TISM Inc. (일본)와 함께 본격 가변 축 방향 CFRP-알루미늄 세미 모노코크를 설계, 제작 및 평가하였다. 그 결과, 최소한의 섬유 폐기물(4%)과 조립 비용으로 15%의 무게 감소를 보였다.

이 기술은 탄소섬유강화고분자(CFRP)의 효과적인 사용을 통해 탄소 중립을 향상시키는 것을 목표로 한다. 또한, 섬유의 기능과 재료 활용을 최적화하기 위해 이방성 토폴로지 최적화, 튜링 패턴 섬유 경로 생성, 맞춤형 섬유 배치 및 나노 요철 양극산화 접합을 통합하여 3차원 모노리식 CFRP-알루미늄 구조를 만든다.

세미 모노코크 프로토타입은 섬유 폐기물이 4%에 불과한 5km의 설계 경로에 배치된 대형 섬유 견인(50K)을 사용하여 복잡한 토폴로지를 갖는 대형 3D 구조의 무게 감소 가능성을 보여준다.

주요 이점으로, ▲전 생애 탄소 중립 ▲경량화 ▲섬유 폐기물 및 조립 비용 최소화 ▲소재사용 최적화 ▲고급제조공정을 들고 있으며 자세한 정보는 www.tytlabs.co.jp에서 확인할 수 있다.

미국의 델라웨어 대학교 복합재료 센터의 “초경량 CF 열가소성 복합 도어” 또한 JEC 복합재료 혁신상 자동차 및 도로 운송 부문 최종 후보로 선정됐다.

이들은 Clemson University (미국), Envalior (독일), Honda Development & Manufacturing of America, LLC (미국)와 함께 세계 최초로 초경량 탄소섬유 강화 열가소성 복합 차량 도어를 개발했다.

이 도어는 강철보다 45% 가벼우며 정적 및 동적 충돌 성능 기준을 충족하며 100% 재가공이 가능하다. 이는 지속 가능한 자동차 디자인 분야에서 큰 진보를 나타낸다.

센터 관계자는 “우리의 획기적인 혁신은 차량용 세계 최초의 탄소섬유 강화 열가소성 복합 도어를 특징으로 하며 재가공 가능한 나일론 기반 탄소섬유 램 네이트를 사용하여 기존 시트 금속 형성 장비와 쉽게 통합됩니다. 우리의 접근은 시스템 공학을 포함하며, 구조 최적화를 위해 유한 요소 분석을 활용하여 베이스라인 도어에 비해 부품 수를 52% 줄이고 있습니다. 우리는 소재 테스트, 시뮬레이션을 포함한 광범위한 검증을 통해 열 성형 효과를 예측하고 최적화하는 혁신적인 생산 대응 경로를 개발했습니다. 이 혁신은 경량, 내구성 있고 경쟁력 있는 도어로 이어져 지속 가능한 자동차 제조를 발전시켰습니다.”라고 말했다.

주요 이점은 ▲차량 배출량 감소 ▲연비 향상 ▲재처리성 100% ▲향상된 충돌 성능을 들고 있다. 자세한 정보는 www.ccm.udel.edu에서 확인할 수 있다.

JEC 복합재료 혁신상 자동차 및 도로 운송 ‘공정’ 부문에서는 미국의 Weav3D의 비용 효율적인 자동차 차체 구조가 최종 후보로 올랐다. WEAV3D의 복합재 격자 강화는 기존의 유기 시트보다 가볍고 저렴한 열가소성 용액을 사용할 수 있게 해줌으로써, 판금 구조를 열가소성 플라스틱으로 비용 효율적으로 대체할 새로운 기회를 열어준다.

WEAV3D의 특허 받은 연속 복합재 성형 프로세스는 가변 테이프 간격을 가능하게 하며, 유리섬유 및 탄소섬유 강화 폴리프로필렌 단방향 테이프(UDMAX 및 TAFNEX)를 최적화된 직조형 통합 격자로 변환한다. 이는 고가의 트림 폐기물을 최소화하는 동시에 중요한 부하 영역에서의 성능을 극대화한다.

혁신적인 도어 구성품은 WEAV3D의 격자를 Bras-kem의 압출 폴리프로필렌 시트(grade TI-4003F)에 적층한 다음, 연속 이중 벨트 프레스를 사용하여 Clemson Composite Center에서 일치하는 금속 공구로 시트를 열 압착 성형한 다음, 5축 워터젯을 통해 최종 부품 트림을 수행하여 제조되었다.

주요 이점은 ▲CFPA6 오가노시트 대비 50% 비용 절감 ▲CFPA6 오가노시트 대비 23%의 무게 절감 ▲중량별 트림 스크랩 62% 감소 ▲강철에 비해 향상된 에너지 흡수 및 형상 회복 ▲고속, 고도로 자동화된 성형 사이클을 꼽고 있다. 자세한 정보는 www.weav3d.com에서 확인 가능하다.

이외에도 JEC 복합재료 혁신상 각 부문 최종 후보에 대한 자세한 정보는 JEC 그룹 홈페이지(www.jeccomposites.com)에서 확인할 수 있다.

한편, JEC 그룹은 복합재료를 홍보하고 그 응용 분야를 세계적으로 육성하는 데 전념하는 비영리 조직이다. JEC는 파리에서 매년 열리는 복합재료 및 그 응용 분야에 전념하는 선도적인 국제 전시회인 JEC World를 포함하여 전 세계에서 여러 행사를 조직한다.

JEC 미디어, 행사 및 디지털 채널은 복합재료 업계 및 그 이상의 전문가들로 구성된 글로벌 커뮤니티를 연결하여 지식 전달을 가능하게 하고 네트워킹 기회를 만들며 혁신을 강조한다. 더 많은 정보는 www.jeccomposites.com에서 확인할 수 있다.