탄소섬유 성형 공정에는 드로잉 성형, 필라멘트 와인딩 성형, RTM(수지 이송 성형) 성형, 스탬핑 성형이 포함됩니다.
탄소섬유 탄소섬유는 일반적으로 기재(수지 등)와 결합된 복합재 형태로 사용됩니다. 최종 제품의 형태 및 특성에 따라 다양한 성형법(가공법)이 사용됩니다. 또한, 물성 및 외관 개선, 성형 시간 단축 등을 목표로 성형법이 점점 더 정교해지고 있습니다. 대표적인 탄소섬유 성형법을 소개합니다.
1. 풀트루전 성형
풀트루전 성형(Pultrusion Molding)이라고도 합니다. 액상 수지를 함침시킨 탄소 섬유를 다이에 주입하여 가열 및 경화시키는 연속 성형 방식입니다. 막대나 튜브처럼 특정 단면 형상을 가진 성형품에 적합합니다.
2. 필라멘트 와인딩 성형
액상 수지를 함침시킨 탄소 섬유 토우를 맨드렐에 감아 가열 및 경화시키는 성형 방법입니다. 두 가지 방법이 있는데, 하나는 탄소 섬유를 수지 탱크(배스)에 담가서 감는 방법이고, 다른 하나는 수지를 미리 함침시킨 토우 소재를 감는 방법입니다. 관형 및 캔 형태의 성형 제품에 적합합니다.
3.RTM(수지이송성형)
탄소 섬유 프리폼(제품 형태로 미리 성형된 제품 또는 직물)을 암/수 밀봉된 한 쌍의 금형에 넣고 액상 수지를 압착, 함침, 가열하여 경화시키는 방식입니다. 암 금형만을 사용하여 진공 압력 하에서 경화하는 방식을 VaRTM(Vacuum Assisted RTM)이라고 합니다. RTM은 소형 및 중형 성형품에 적합하고, VaRTM은 대형 및 중형 성형품에 적합합니다.
4. 프레스 성형
프리프레그나 SMC를 함침시킨 얇은 수지 시트를 금형 위에 쌓아 올리고 압력을 가하면서 가열 및 경화시키는 방식입니다. 미쓰비시 케미칼은 고사이클 및 프리포밍 기술을 기반으로 PCM(Prepreg Compression Molding) 성형법을 확립했으며, SMC 소재와 혼합하여 사용할 수도 있습니다. 이는 대량 생산에 적합한 성형법입니다.
