A-11 저온 경화 프레프리그

저온에서 경화되는 탄소섬유 프리프레그: 신에너지 및 철도 운송 분야를 위한 효율적인 성형 솔루션

"효율적인 성형"과 "안정적인 성능" 사이의 균형은 신에너지 자동차, 풍력, 고속철도 등 분야에서 대규모 복합 구조 부품 제조 시 항상 어려운 과제였습니다. 당사의 저온 경화 탄소섬유 프리프레그는 80℃와 90℃의 두 가지 경화 온도 계열을 기반으로 하며, 단방향 탄소섬유 프리프레그와 탄소섬유 직물 프리프레그의 두 가지 형태를 포함합니다. 뛰어난 침투성, 우수한 유연성 및 높은 기계적 특성을 갖추고 있어 열가압 및 비열가압 성형 공정 모두와 호환됩니다. 신에너지 자동차 배터리팩 커버, 풍력 터빈 블레이드, 고속철도 차체 부품과 같은 대형 구조 부품에 저에너지, 고효율, 고품질의 소재 선택지를 제공함으로써 기존 고온 경화 프리프레그가 가진 성형 비용 및 공정 적응성 측면의 한계를 극복합니다.

핵심 장점: 낮은 에너지 소비 성형, 높은 적응성, 안정된 성능의 세 가지 혁신

80℃/90℃에서의 저온 경화는 생산 과정의 에너지 소비와 비용을 크게 줄입니다

경화 온도가 120℃를 초과하는 기존 탄소섬유 프리프레그에 비해 본 제품의 두 핵심 시리즈(80℃ 경화 시리즈 및 90℃ 경화 시리즈)는 성형 공정 중 에너지 소비를 근본적으로 감소시킵니다. 예를 들어, 전기차 배터리 팩 커버 제조 시 80℃ 경화 시리즈를 사용하면 기존 고온 프리프레그 대비 한 번의 성형 배치당 에너지 소비가 40% 이상 절감됩니다. 90℃ 경화 시리즈는 다소 더 높은 에너지 소비를 보이지만, 더 다양한 수지 시스템과 호환되어 풍력 터빈 블레이드 및 고속철도 차체 부품과 같이 더 높은 기계적 성능이 요구되는 응용 분야에도 적합합니다.

저온 경화는 에너지 소비 비용을 절감할 뿐만 아니라 장비의 마모와 생산 리스크도 줄여줍니다. 한편으로, 저온 환경은 가열 장비(예: 열가압 탱크 및 성형기)의 수명을 연장시켜 기업의 장비 유지보수 비용을 낮출 수 있습니다. 다른 한편으로는 고온에 의한 재료의 열변형을 방지할 수 있어 길이가 10미터가 넘는 풍력 터빈 블레이드와 같은 대형 구조 부품에 특히 적합합니다. 저온 경화는 다양한 영역에서의 온도 응력을 줄여 성형품의 균열 및 휨 발생 가능성을 감소시키며, 동시에 저온 경화 공정은 긴 예열 시간이 필요하지 않아 단일 배치의 생산 주기를 25% 단축시킬 수 있어 전기차 및 풍력 등 '대규모 신속 납품' 생산 리듬이 요구되는 산업에 적합합니다.

2. 다양한 형태의 제품 적용이 가능하여 서로 다른 구조 부품의 성능 요구 사항에 맞게 조정할 수 있음

제품 라인에는 일방향 탄소섬유 프리프레그 및 탄소섬유 직물 프리프레그가 포함되어 있으며, 다양한 분야의 구조 부품이 가지는 응력 특성과 성형 요구 사항에 따라 유연하게 선택할 수 있어 '수요 기반 매칭'이라는 설계적 장점을 실현할 수 있음

일방향 탄소섬유 프리프레그: 높은 직진성을 가진 탄소섬유를 일방향으로 배열하여 섬유 방향 일치율이 99.5% 이상이며, 뛰어난 축 방향 기계적 특성을 지닙니다. 신에너지 자동차 배터리 팩 커버의 지지 크로스빔, 풍력 터빈 블레이드의 주보, 고속철도 차체의 종방향 지지 부품과 같이 단방향 하중을 견뎌야 하는 구조 부품에 적합합니다. 섬유 분포의 균일성을 보장하기 위해 밀도는 엄격하게 5% 이상으로 제어됩니다. 0° 인장강도는 1700MPa 이상, 0° 인장탄성계수는 115GPa를 초과하여 대형 구조 부품의 '경량화+고강도'라는 핵심 요구사항을 충족시킬 수 있습니다.

탄소섬유 원단 프리프레그: 일반 및 트윌 원단을 기반으로 하여 우수한 평면 등방성 특성과 더 높은 충격 및 전단 저항성을 제공합니다. 신에너지차량의 섀시 가드, 풍력터빈 블레이드 루트, 고속열차 내장 프레임과 같이 복잡한 형상을 가지며 다방향 하중이 요구되는 부품에 적합합니다. 원단 구조는 프리임프레그 소재의 유연성을 향상시켜 복잡한 몰드 표면에 밀착되도록 해줍니다. 성형 후 부품의 표면 평활도가 매우 높아 추가적인 연마 처리가 필요 없으며, 이로 인해 제조 공정 비용을 더욱 절감할 수 있습니다.

프리프레그는 두 가지 형태로 개별적으로 또는 조합하여 적층할 수 있습니다. 예를 들어, 풍력터빈 블레이드의 경우 "일방향 프리프레그(주보)+원단 프리프레그(블레이드 루트)" 설계를 채택함으로써 축 방향 강도와 루트 부위의 전단 저항성을 균형 있게 확보하며, 서로 다른 형태의 제품이 지닌 장점을 최대한 활용할 수 있습니다.

3. 뛰어난 젖음성과 적합성이 대형 구조 부품 성형의 품질을 보장합니다

이 저온 경화 탄소섬유 프리프레그는 수지 조성 및 침투 공정을 최적화하여 탄소섬유를 완전히 코팅합니다. 수지 시스템은 개질 에폭시 수지를 사용하며, 이는 우수한 유동성과 탄소섬유와의 높은 상용성을 갖추고 있습니다. 이를 통해 모든 탄소섬유 번들을 관통하며 계면 기포와 결함을 줄이고, 99% 이상의 균일한 침투율을 달성합니다. 뛰어난 젖음성은 복합재료의 기계적 특성을 향상시킬 뿐 아니라 환경 안정성도 강화합니다. 신에너지 자동차의 고온 및 저온 사이클(-40 ℃~85 ℃)과 풍력 분야의 실외 고온다습 환경에서도 부품의 기계적 성능 유지율이 여전히 88% 이상에 도달할 수 있습니다.

적합성과 밀착도는 대형 구조 부품 성형 시 핵심 지표이며, 본 제품은 이러한 측면에서 뛰어난 성능을 발휘합니다. 평면의 신에너지 자동차 배터리 팩 커버이든 복잡한 곡면을 가진 고속철도 차체 부품이든, 프레프레그는 주름이나 기포 없이 몰드 표면에 단단히 밀착됩니다. 곡률 반경이 2미터 이상인 고속철도 차체 측면 패널 성형 사례를 보면, 탄소섬유 직물 프레프레그를 사용할 경우 밀착도는 99.2%에 달하며, 성형된 부품의 치수 오차는 ±0.5mm 이내로 제어되어 업계 표준인 ±1mm보다 훨씬 낮아 후속 조립 공정의 조정 필요성을 줄입니다.

4. 열가압 및 비열가압 공정 모두와 호환되어 생산 설비의 도입 장벽을 낮춥니다

다양한 기업 간 장비 구성의 차이에 대응하여, 해당 제품은 핫프레스 캔 성형 및 비핫프레스 캔 성형 공정(압축 성형 및 진공 백 성형 등) 모두와 완벽하게 호환되며, 기업 측에서 별도의 장비 수정이 필요하지 않아 생산 장벽을 크게 낮출 수 있습니다.

핫프레스 성형: 고속철도 차체의 주요 구조 부품과 같이 정밀도와 성능이 극도로 요구되는 부품에 적합합니다. 핫프레스 캔의 균일한 압력(0.5~1.5MPa) 및 온도 제어를 통해 프리프레그의 젖음 효과를 더욱 향상시키고 내부 결함을 줄이며, 성형품의 기계적 특성 변동을 3% 이하로 유지할 수 있어 고급 장비의 엄격한 기준을 충족시킵니다.

비고온 가압 성형: 압축 성형과 같은 방식으로, 장비 투자 비용이 낮고 생산 효율이 높아 신에너지 자동차 배터리 팩 커버 플레이트 및 풍력 터빈 블레이드의 대량 생산에 적합함. 진공 백 성형은 소량 생산 및 대형 부품(예: 15미터 이상의 풍력 터빈 블레이드)에 적합하며, 진공 음압을 통해 수지 흐름과 배기를 달성하여 고온 가압 탱크 기술 대비 성형 비용을 30% 절감함.

두 공정 모두에서 제품은 안정적인 경화 효과를 유지할 수 있음 - 80℃ 경화 시리즈는 진공 백 성형 시 단 60분 만에 경화 완료; 90℃ 경화 시리즈는 압축 성형 시 경화 시간을 45분으로 단축 가능하여 효율성과 품질 간 균형을 제공함.

5. 차별화된 설계를 통한 시장 경쟁 장벽 구축

동일한 유형의 저온 경화 프리프레그 제품 중에서 한편으로는 수지 공식, 섬유 선택 및 경화 시스템에서 차별화된 혁신을 수행하고 있습니다. 예를 들어, 수지에 독자적인 내노화 성분을 추가하여 풍력 발전의 실외 환경에서 제품 수명을 20년 이상으로 연장시켰으며, 이는 유사 제품의 평균 수명인 15년을 크게 상회합니다. 다른 한편으로는 고객의 요구에 따라 경화 온도(예: 85℃ 맞춤형 모델), 섬유 표면 밀도(100g/㎡에서 800g/㎡까지 전 범위 커버), 수지 함량(35%~50% 조절 가능) 등을 조정할 수 있는 유연한 맞춤형 서비스를 제공하여 전기자동차, 풍력, 고속철도 등 다양한 세분화된 분야의 개별적 요구를 충족시키고 동질화 경쟁으로 인한 가격 압박을 피하고 있습니다.