최근 밀양 공장에 필라멘트 와인딩 공법 이론부터 장비 제작, 시제품 생산까지 가능한 원스톱 교육 프로그램을 구축하며 주목 받았던 코어컨버전스가 국내 복합재료 분야 전문 회사인 한국카본과 대형 하이브리드 장비 공급 계약을 체결했다고 밝혔다.

이번에 공급하게 된 대형 하이브리드 와인딩 장비는 기존의 필라멘트 와인딩 장비(5축 장비)에 러버 와인딩 장비, 제로 와인딩 장비가 더해진 것이 특징이다.

기존에 이들 장비를 각각 구입할 경우 비용은 최소 60억원 이상인 것이 일반적이다. 그러나 경제성과 효율성을 고려해 하나의 장비에 추가적으로 두가지 장비를 추가했고 장비 공급 비용을 대폭 절감할 수 있게 됐다는 것이 코어컨버전스 측의 설명이다.

필라멘트 와인딩 장비는 높은 비강도, 비강성, 경량 등이 장점인 복합재료를 사용해 제품을 연속적으로 제작하는 생산성이 높은 장비다. 필라멘트 와인딩 공법으로 제작된 복합재료 부품은 최근 항공, 우주, 국방, 자동차 산업 분야에 널리 사용되고 있으며 화학 플랜트, 전신주, 통신주, 피뢰기, 가로등 기둥 등과 같은 일반 산업 분야 제품에도 활용되고 있다.

개발 장비에 구현된 주요 기능은 5축의 필라멘트 와인딩 기능과 고무 스트립을 돔부에서부터 실린더까지 연속적으로 와인딩 할 수 있는 장비라는 것이다. 제로 와인딩 장치를 이용해 멘드릴에 0° 방향으로(축 방향) 복합재료를 적층해 와인딩 된 제품의 축 방향의 강도, 강성을 보강하는 기능을 구현했다.

이는 ATL 기능 중 축 방향으로 복합재료 섬유 보강재를 적층하는 기능을 구현한 것이며 사용되는 모든 재료의 장력을 실시간 정밀하게 제어해 밴드 폭, 러버 폭, 적용 복합재료의 폭에 대한 변화를 최소화 했다.

또한 이를 이용해 압력 용기의 축 방향 강성 보강을 효과적으로 적용해 필라멘트 와인딩 공정에서 필수적으로 발생하는 잉여의 소재 사용을 피해 최적의 소재 사용에 따른 최적 설계가 가능하다.

기존에는 이러한 여러 기능의 장비들이 각각 운영돼 공정 시간의 증가, 공정의 이동, 작업장의 분리 등에 따른 공정의 효율성과 투자 비용의 증가가 불가피 하였으나 코어컨버전스는 이를 하나의 장비로 통합해 개발해 냈다.

코어컨버전스에서 개발한 하이브리드 와인딩 장비는 필라멘트 와인딩 공정을 위해 와인딩 전용 패턴 생성 소프트웨어 CADWIND를 사용했으며 러버 와인딩 공정을 위해서 자체적으로 Rubber Wind V1.0을 개발해 적용했다. 제로 와인딩 공정을 위해서도 직접 자체 개발한 Zero Wind V1.0을 적용했으며 개발 제어 프로그램의 유효성을 검증했다. 이와 더불어 이들 장비를 통합적으로 제어하기 위해 P-MAC 콘트롤러를 사용해 전체적으로 제어를 구현했다.

코어컨버전스 안현두 대표는 “다년간의 연구개발 노력을 통해 기존의 전통적인 필라멘트 와인딩 장비는 물론, 고객 및 사용자 맞춤형 장비를 제작해 공급할 수 있는 시스템을 구축하게 됐다”면서 “특히 기존의 필라멘트 와인딩 공법으로 할 수 있었던 고압용기(LPG, CNG, 수소연료탱크, 로켓 모터), 파이프, 엘보 등의 단순한 형태의 제품에서 비 축대칭 제품으로 복잡한 형상의 제품을 감을 수 있는 사용자 맞춤형 제품을 생성할 수 있다”고 강조했다.

또한 “앞으로 장비 공급뿐 아니라 실제 기업들의 제품 생산도 가능한 시스템을 구축해 관련 국내 산업 활성화에 기여 할 것”이라면서 “해외 시장의 경우도 해당 장비와 제품이 여전히 낙후돼 있는 동남아시아 시장 등에 진출해 사업 영역을 확장해 갈 것”이라고 전했다.