한국탄소산업진흥원-티포엘, 멀티 스핀들 방사형 고속 와인딩 장비 개발

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한국탄소산업진흥원(원장 방윤혁)은 복합재료장비 전문업체 티포엘(대표 천진성)과 필라멘트 와인딩 제조 방식인 멀티 스핀들 방사형 고속 와인딩 장비를 개발, 수소저장용기 고속·대량생산기술을 확보했다고 19일 밝혔다.

멀티 스핀들 방사형 고속 와인딩 장비는 국내 최초로 브레이딩 개념 와인딩 공법을 사용하면서 고속으로 다량의 제품 생산이 가능하다는 점이 특징이다.

멀티 스핀들 방사형 와인딩 장비 모습(왼쪽)과 수소저장용기 탄소섬유 와인딩 공정.
<멀티 스핀들 방사형 와인딩 장비 모습(왼쪽)과 수소저장용기 탄소섬유 와인딩 공정.>

탄소섬유나 토우프리프레그는 12가닥을 30˚ 간격의 방사형으로 공급, 라이너 거치대를 승강 및 회전해 헬리컬(나선방향)과 후프(원주방향) 와인딩 공정을 수행할 수 있다. 기존 수소저장용기 와인딩 공정을 1시간 이내로 단축시키고 자동화가 가능하다. 4개 수소저장용기를 동시에 와인딩할 수 있는 멀티 스핀들 구조를 갖춰 보다 빠르게 대량생산할 수 있다. 기존 제작 방식인 습식 와인딩과 건식와인딩이 모두 가능해 활용도가 매우 높을 것으로 기대하고 있다.

그동안 내 수소저장용기 제작 공정에서 건식 와인딩을 통한 고속 공정개발에 대한 요구가 지속됐다. 이번 멀티 스핀들 방사형 고속 와인딩 장비 개발로 수소저장용기 국내 생산성을 향상시키는데 기여할 수 있을 것으로 예상하고 있다.

현대차 넥쏘를 연간 50만대 생산할 경우 필요한 저장용기는 150만개이지만 현재 국내 기업의 자동차용 수소저장용기 연간 생산 능력이 연간 6만개 수준이다. 이러한 점을 감안하면 이번에 개발된 멀티스핀들 방사형 고속 와인딩 장비의 조속한 상용화가 필요한 상황이다.

진흥원과 티포엘은 이번 멀티 스핀들 방사형 고속 와인딩 장비 관련 기술에 대해 원천특허를 출원했다. 장비 성능 향상 및 완성차업체의 수요에 부합하는 기술개발을 지속해 관련 기술에 대한 특허를 확대해 나갈 계획이다.

방윤혁 원장은 “이번에 확보한 고속 와인딩 장비 기술을 이용해 52L급 수소저장용기 파열압 시험 테스트 등을 거쳐 개발 장비의 신뢰성 확보 및 장비 상용화를 추진할 계획”이라며 “장비를 수소저장용기관련 소재, 중간재 및 용기 개발 업체 등에서 활용할 수 있도록 적극 지원하겠다”고 말했다.

전주=김한식기자 hskim@etnews.com