복합재료의 종류 적층구조와 복합재료가 강한 이유

본문내용

, 재래식 엔진으로도 부분부하효율의 개선에 의해 15~20%의 에너지 절약, 스터링엔진 등 신형 엔진의 채용에 의해 25%의 절약이되고 있다. 계속해서 타이어의 주행저항의 경감화 (3～6%의 개선)와, 차체중량의 경감화가 제언되고 있다.
경량화를 위해 FRP를 차체에 적용하는 시도는 일찍부터 행해지고 있다. 일본에서도 1954년에 Scooter body 에 FRP 성형품이 사용되었다.최근에는 GM사가,Pontiac Fiero에 전면적으로플라스틱을 채용한(1982 년)것을 시작으로 Volvo사의 LCP 2000,BMW 사의 Load Star Zl, Honda사의 CR-X를 비롯해서 각 자동차제조 업체에서 플라스틱화가 더욱 진행되고 있다.
­ 복합재료의 적응예
(1) body에의 적용
GM사의 Chevorelet Corvett는 1953년 이래 FRP를 차체 panel에 계속해서 사용 ,현재 대표적인 플라스틱 car로서 위치하고 있는 것은 ,1983 년에 발매된 GM사의 Pontiac Fiero 를 비롯해 ,Peugeot 시트로엔사의 시트로엔 BX,本田投硏의 Honda 바라드 스포츠 CR-X 등을 든다.
(2) 리프스프링
FRP의 경량고강성과 진동흡수능을 이용한 리프스프링이 시험제작되고 있다.복합재료를 사용함으로써 종전의 스프링강무게의 34% 정도로 되며, 또 진동감쇠능도 높기 때문에, 승차감도 좋아진다는 것이다.
(3) PISTON HEAD
Toyota 자동차는 엔진의 경량화를 도모하기 위해 , 디젤엔진의 피스톤을 종래의 내열주철(Niresist)에서 금속기복합재료(MMC)로 변경되고 있다.
(4) C / C composite
탄소 섬유로 강화한 탄소 또는 Graphite ( C / C composites)는 내열성 , 내마모성 등의 성이 우수하여 space shuttle 의 단열타일이나 로케트의 nozzle 에 사용된다. 또 적당한 마찰계수를 가지고 있어 항공기용 brake 에도 사용되기 시작했다.
○ 스포츠 용품
­ 복합재료의 스포츠용품에의 도입
스포츠 용품에서는 중량과 강도가 가장 기본적인 성능요소이다. 비강도, 비탄성율이 큰 재료는 설계자유도를 확대해서 더욱 높은 성능을 갖는 스포츠용품의 출현을 가능케 했다.복합재료는 이 요구를 만족시켰다.
예로 일본에서 FRP 가 최초로 실용화된 스포츠 용구는 양궁 활이었다(1958).
­ 스키
스키용구는 경기용에서 레져용까지 광범위하게 기능을 분화해서 최적화시키는 것이 중요해지고 있다. 이를 위해, GFRP 를 중심으로 복합재료로성늬 여러가지 특징을 살린 세심한 설계가행해지게 되었다.
회전 경기용의 스키 경량이면서 진동감쇠성이우수한 CFRP
Down hill 스키(고속의 극한을 목표) 활주중의 에너지 손실을 적게 하고 , 진동에 대한 안정성을 증가시키기 위해 GFRP , 고장력 Al의 복합구조가 채용
­ 골프채
골프채의 요구기능으로서 ‘보다 멀리(비거리), 보다 정확하게(방향성)’ ball을 날리는 것이 필요하기 때문에 CFRP 와 같이 비강도와 비강성이 높은 재료일 수록 설계 자유도가 크다.
­ TENNIS 라켓트
테니스 라켓은 원래 나무로 만들어져 왔으나,최근 10여년 사이에 FRP화의 움직임은괄목할만한 것이어서, 특히 형상의 oversize화에 따라 그 성능차가 크게 나타나고 있다.
­ 낚시대
종래의 대나무에 비해 , 강도 탄성율이 크게 향상된 GFRP낚시대(glass rod)의 등장에 의해, 여러가지 낚시와 낚시 방법에 대한 설계가 용이하게 되어, 시장의 요구에 충분히 응할수 있다. 이 경향은 GFRP에서 CFRP에의 대체에 따라,CFRP 낚시대(carbon rod)가 등장해서 더욱 박차를 가하고 있다.

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