사빅(SABIC)은 독일 베를린에서 열리는 철도박람회인 “InnoTrans 2022”에서 펠렛을 원료로 하는 적층제조 (pellet-fed additive manufacturing, 이하 PFAM)에 최적화된 새로운 난연성 (FR) 탄소 섬유 강화 복합소재인 LNP™ THERMOCOMP™ AM DC0041XA51를 선보였다. 미국과 EU 철도 화재 안전 표준을 충족하는 새로운 복합소재는 열경화성 수지로 부품 생산용 도구를 제조했던 방식에서 대형 도구 및 대체 부품들의 재고를 감소시켜 잠재적인 시스템 비용을 절감시킬 수 있는 주문형 3D 프린팅을 활용함으로써 철도산업의 발전을 견인한다.

사빅은 9월 20일부터 23일까지 열린 ‘InnoTrans 2022’ (5.1홀, 332부스)에서 LNP THERMOCOMP AM DC0041XA51 복합소재를 사용한 CAF의 대형 전면 해치 부품을 전시했다. CAF는 철도 네트워크용 종합 운송 솔루션을 공급하는 선두 다국적 공급업체이다. CAF는 리드 타임(lead time)과 재고의 최소화라는 목표를 가지고 대형 교체 부품들을 신속하게 제조하기 위해 사빅의 새로운 복합소재를 선택했다.

CAF 디지털 매뉴팩처링 (Digital Manufacturing) 운영매니저 루카스 에스테만(Lucas Esteban)은 “3D 프린팅에 대한 관심이 높아지면서, CAF는 NFPA 130 또는 EN45545와 같은 국제 표준에 명시된 엄격한 안전 요구 사항을 준수하는 소재를 찾고 있었다”며, “사빅의 LNP THERMOCOMP AM DC0041XA51 복합소재는 적합한 철도 인증서들을 포함하여, 업계의 요구사항들을 충족시키는 독보적인 성능을 구현한다. 특히 사빅의 비할로겐 난연 시스템은 현재의 지속 가능성 트렌드에 부합하며, 탄소 섬유 강화 및 우수한 공정을 통해 탁월한 강성(stiffness)과 휨(warpage) 현상이 적은 대형 부품 형상들을 제조할 수 있다. 이 획기적인 소재는 CAF와 운송 산업 전체에도 이상적인 솔루션이다”고 강조한다.

- 글로벌 철도 안전 표준을 준수하다.

사빅의 새로운 LNP THERMOCOMP AM DC0041XA51는 PFAM을 사용하는 중대형 철도 부품 프린팅에 최적화된 소재이다. 내외장 부품에 대한 통합된 유럽 EN45545 표준(R1 위험 수준 3) 및 미국 NFPA-130 표준의 요구사항을 준수하며 PFAM을 적용할 수 있는 최초의 소재에 속한다. 독립 실험실에서도 두 표준 모두를 준수하고 있음이 입증된 바 있다.

SABIC의 독자적 공중합 수지와 적층 강화 기술의 결합을 통해, 사빅 전문가들은 연기 밀도(smoke density)와 독성, 열 방출 및 화염 확산을 엄격하게 제한하는 기술 표준의 까다로운 요구사항들을 충족시키는 솔루션을 개발했다.

- PFAM 최적화

사빅의 새로운 소재는PFAM을 이용한 대형 부품 프린팅에서 탁월한 성능을 구현한다. 우선, LNP THERMOCOMP AM DC0041XA51은 프린팅 과정에서 구조적 무결성을 유지하고 완성 부품에게 높은 치수안정성과 낮은 휨 특성을 제공한다. 공정 관점에서도 이 소재는 상대적으로 적정 온도에서 고속 프린팅이 가능하기 때문에 추가적인 재원 투입이 필요하지 않다. 잠정적 응용 제품군으로는 범퍼와 같은 외장 부품과 측면 패널, 파티션 벽 및 덕트, 좌석 등받이 및 쉘과 같은 내부 클래딩 부품 등이 포함된다.

사빅 (SABIC)의 스페셜티즈 비즈니스, 포뮬레이션& 어플리케이션 개발의 루크 고바에르츠(Luc Govaerts) 디렉터는 “사빅은 펠릿을 원료로 하는 적층제조(PFAM) 소재 개발의 선두주자로서, 수직산업의 특정 도전과제를 해결하는 전문 솔루션으로 혁신을 지속해 왔다”며, “사빅의 최신 LNP THERMOCOMP AM 복합소재는 규정을 준수하면서 상대적으로 작은 빌드 넘버(build number)로 복잡한 대형 내외장 부품의 주문형 제조에 사용될 수 있는 솔루션을 제공한다. PFAM은 툴링 생성에 드는 시간과 비용을 줄이고, 재고 감소 및 설계 자유도를 향상시킨다. CAF와의 성공적인 협력은 이러한 모든 요소의 가치를 실현시킬 수 있으며, 다른 철도 제조업체들도 PFAM및 사빅의 소재 선택으로 혜택을 얻을 것으로 확신한다”고 말했다.

- 경쟁력 있는 소재 향상

EN45545 및 NFPA 130 표준을 충족시키고 PFAM 시스템에서 성공적인 작동이 가능한 열가소성 복합소재를 찾기란 쉽지 않다. 폴리에테르에테르케톤(PEEK)과 같은 고온 소재들은 엄격한 화재 안전 요구 사항들을 준수하지만 적층제조를 이용하는 사빅의 새로운 소재만큼 쉬운 공정이 어렵다.

할로겐 기반 난연(FR) 첨가제로 조성된 열경화성 수지와 비교할 때 사빅의 LNP THERMOCOMP AM DC0041XA51 복합소재는 리사이클링을 촉진시키고, 확장된 설계 유연성과 비할로겐 FR 솔루션을 제공한다.

사빅의 LNP THERMOCOMP AM DC0041XA51 복합소재는 전 세계에서 구입 가능하다.

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