오토클레이브 공정은 프리프레그를 적층 규격에 따라 금형 내에 쌓고, 진공 백에 밀봉한 후, 이 조립체를 오토클레이브에 넣는 방식으로 진행됩니다. 오토클레이브 장비 내부의 가열 및 가압 과정을 통해 프리프레그는 경화 반응을 거쳐 원하는 형상으로 변형되며, 동시에 부품의 품질 요구 사항을 충족하게 됩니다.
오토클레이브 공정의 장점:
탱크 내부의 균일한 압력 분포: 압축 공기, 불활성 가스(N₂, CO₂), 또는 혼합 가스를 이용한 가압은 진공 백 표면의 법선 방향을 따라 모든 지점에 동일한 압력을 가하도록 보장합니다. 이는 부품 성형 및 경화 과정에서 균일한 압력을 유지하는 데 도움이 됩니다.
탱크 내부의 균일한 공기 온도: 가열(또는 냉각) 가스가 탱크 내부에서 빠르게 순환하여 모든 지점에서 일정한 가스 온도를 유지합니다. 잘 설계된 금형 구조를 통해 금형 내부에 밀봉된 상태에서 가열 및 냉각 주기 동안 부품 전체에 걸쳐 온도 차이가 최소화됩니다.
폭넓은 적용성: 비교적 간단한 금형 설계로 높은 효율성을 제공하며, 외피, 패널, 쉘과 같은 넓은 면적의 복잡한 표면 성형에 적합합니다. 다양한 크기의 복잡한 구조물과 부품을 생산할 수 있습니다. 오토클레이브 내부의 온도 및 압력 조건은 거의 모든 고분자 복합재료의 성형 요구 사항을 충족합니다.
안정적이고 신뢰할 수 있는 성형 공정: 오토클레이브 내부의 균일한 압력과 온도는 일관된 부품 품질을 보장합니다. 오토클레이브 공정으로 제조된 부품은 낮은 다공성과 균일한 수지 함량을 나타냅니다. 다른 성형 방법에 비해 오토클레이브로 생산된 부품은 안정적이고 신뢰할 수 있는 기계적 특성을 제공합니다. 현재 항공우주 분야에서 사용되는 고하중 복합재 부품의 대다수는 오토클레이브 공정을 이용하여 제작됩니다.
오토클레이브 공정의 단점:
높은 투자 비용 및 설비 비용: 다른 공정에 비해 오토클레이브 시스템은 규모가 크고 구조적으로 복잡하며 압력 용기로 분류되기 때문에 대형 오토클레이브 건설 비용이 매우 높습니다. 각 경화 주기마다 진공 백, 밀봉 가스켓, 이형 필름, 투습 매트, 이형 직물과 같은 고가의 보조 재료가 상당량 소모됩니다. 또한, 이 공정은 많은 양의 물, 전기, 가스를 소비합니다.
오토클레이브 공정의 주요 적용 분야:
항공우주 분야: 외피 패널, 리브, 프레임, 페어링 등
자동차: 차체 패널 및 구조 부품(예: 내/외측 후드 패널, 내/외측 도어 패널, 루프 패널, 펜더, 사이드 실 빔, B필러 등)
철도 운송: 침목, 가로대 등;
해양 산업, 고급 소비재 등
오토클레이브 공정은 연속 제조의 주요 방법입니다.섬유 강화 복합재복합재 제품은 항공우주, 철도 운송, 스포츠 및 레저, 신에너지와 같은 첨단 기술 분야에 널리 사용되며, 오토클레이브 공정을 통해 생산된 복합재 제품은 전체 복합재 생산량의 50% 이상을 차지합니다. 항공우주 분야만 놓고 보면 그 비율이 80%를 넘습니다.
오토클레이브용 진공 보조 재료
진공 포장 필름
진공 백 필름은 복합재 부품 경화 공정의 보조 재료로 사용됩니다. 이 필름 소재는 특정 환경 조건에서 진공 상태를 형성하고 유지할 수 있으며, 진공 시스템을 구축하는 역할을 합니다.
이형포는 제품과 다른 진공 보조 재료 사이의 주요 차단막으로 흔히 사용됩니다. 제품에 달라붙지 않으며 경화 후 쉽게 벗겨낼 수 있고, 약 230°C까지의 온도에도 견딜 수 있습니다.
PTFE 고온 직물 프리미엄 유리 섬유는 평직, 능직, 새틴직 등 다양한 직조 방식을 사용하여 고급 유리 섬유 직물 기판으로 직조됩니다. 이러한 기판은 특수 가공 기술을 거쳐 다양한 두께와 여러 가지 초광폭의 고온 직물로 생산되는데, 이 기술에는 PTFE 에멀젼을 반복적이고 철저하게 함침시키는 과정이 포함됩니다.
분리 필름
대부분의 경우, 분리 필름은 라미네이트와 직접 접촉하여 비방출성 통기성 펠트로부터 라미네이트를 분리합니다. 분리 필름의 선택은 경화 온도, 압력, 부품의 복잡성 및 수지 시스템에 따라 달라집니다. 일반적으로 천공된 분리 필름은 라미네이트 내부에 갇힌 공기와 휘발성 물질을 제거하는 데 사용됩니다.
구멍 뚫린 펠트
니들 펀칭 공정은 엄격한 품질 관리, 균일한 표면 밀도 및 적절한 두께를 보장합니다. 공정 전반에 걸친 100% 금속 검출을 통해 금속 니들 파편이 발생하지 않도록 합니다. 또한 뛰어난 강도, 내압성, 내열성 및 유연성을 제공합니다.
오토클레이브 공정에 사용되는 이 소재는 연화점이 170°C이고 녹는점이 240°C 이상이며, 200°C 이하의 단시간 온도에도 견딜 수 있습니다.
밀봉 테이프
진공 포장 백과 성형 부품을 밀봉하는 데 사용되는 밀봉 테이프는 금형 표면에 잘 접착될 수 있는 충분한 접착력을 가져야 하지만, 지나치게 끈적거리지 않아야 합니다. 또한, 진공 포장 백 필름에서 테이프를 쉽게 떼어내어 위치를 조정할 수 있어야 합니다. 더불어, 경화 후에는 테이프가 금형 표면에서 깔끔하게 떨어져 나와야 합니다. 당사는 다양한 경화 조건에 맞는 다양한 밀봉 테이프를 제공합니다.
진공 튜브
진공 튜브는 진공 베이스, 역류 방지형 수/암 커넥터 및 진공 응용 분야에 사용되는 다양한 튜브 구성 요소를 포함합니다. 이러한 부속품은 진공 작동 중 기밀성을 보장합니다.
오토클레이브 성형 공정의 적용
널리 채택된 성형 방법으로서탄소 섬유 제품오토클레이브 공정은 다음과 같은 단계를 포함합니다.
준비 과정
이는 주로 금형, 탄소 섬유 프리프레그 및 보조 재료를 포함한 공구 및 재료 준비를 포함합니다.
재료 적층
이 단계는 프리프레그 절단, 적층 및 압축을 포함합니다. 탄소 섬유 프리프레그는 템플릿이나 자동 절단기를 사용하여 특정 치수와 요구 사항에 맞게 절단됩니다. 그런 다음 프리프레그는 원하는 크기로 절단되고, 설계 사양에 따라 적층된 후, 최종적으로 예비 압축됩니다. 현재 튜브, 판 또는 기타 복잡한 형상의 탄소 섬유 제품은 일반적으로 수동 적층 방식을 사용하여 제작되므로 높은 유연성을 제공합니다.
경화 준비 공정
이 단계는 주로 탄소 섬유 제품을 진공 포장하고, 보조 재료를 절단하여 배치하는 작업을 포함합니다. 일반적으로 경화 준비에는 부품, 금형, 진공 백 및 보조 재료를 준비하는 과정이 포함됩니다. 필수 보조 재료에는 이형제와 통풍재(진공 백 시스템 내부에 진공을 고르게 분산시키는 데 사용됨)가 있습니다.
경화 및 성형
탄소 섬유 제품 생산에 있어 경화는 필수적인 단계입니다. 이 단계에서는 정해진 공정 조건 하에서 프리프레그 내의 열경화성 수지를 가열 및 가압하여 안정적인 3차원 네트워크 구조를 형성합니다. 열경화성 탄소 섬유 복합재는 일단 경화되면 적층 또는 경화 공정에서 발생하는 모든 결함이 복구 불가능해집니다. 따라서 오토클레이브 경화 공정 중 공정 변수를 엄격하게 제어하는 것이 매우 중요합니다.
점검
검사는 주로 육안 검사, 초음파 검사, X선 비파괴 검사의 세 가지 방법을 사용합니다. 탄소 섬유 제품은 경화 후 표면을 육안으로 검사하여 흰 반점, 수지 기포, 수지 뭉침과 같은 결함을 확인합니다. 내부 검사에는 일반적으로 초음파 또는 X선 비파괴 검사가 사용되며, 이를 통해 재료 밀도에 따라 다양한 형태의 결함을 확인하고 내부의 밀도가 높은 기포나 박리를 감지할 수 있습니다.
후처리
가공된 탄소 섬유 부품에는 종종 버(burr)나 플래시(flash)가 발생하기 때문에 후처리가 필요합니다. 이러한 부분은 연마기나 밀링 커터를 사용하여 제거함으로써 설계 사양을 충족할 수 있습니다.
이러한 표준 공정 외에도 특정 복합재 부품은 복잡한 형상의 복합재 부품 생산을 위해 동시 접착 또는 동시 경화를 위한 2차 오토클레이브 성형이 필요합니다.
게시 시간: 2026년 2월 26일
