[면접 합격자료] 한국탄소산업진흥원 (공개)연구개발 04.열가소성 탄소복합재 성형, 물성평가 및 공정 개발 지원 합격 문항 기출 최종합격

1. 열가소성 탄소복합재의 성형 과정에 대해 설명해 주세요.

열가소성 탄소복합재의 성형 과정은 먼저 원료인 열가소성 수지와 탄소섬유를 혼합하여 균일하게 배합하는 단계입니다. 이후 이 혼합물을 용융 상태로 만들기 위해 200~300도 사이의 온도에서 가열하며, 이 과정은 일반적으로 압축 성형이나 압출 방식으로 진행됩니다. 가열된 혼합물은 몰드 내에 넣어 압력을 가해 일정 시간 동안 유지하여 섬유와 수지가 완전히 융합되도록 합니다. 이때 온도와 압력을 정확히 조절해야 하며, 예를 들어 250도에서 5~10MPa의 압력을 가하는 경우가 많습니다. 성형 후 냉각 과정을 거치며, 냉각 속도에 따라 성형품의 물성이 좌우됩니다. 냉각이 빠를수록 내부 응력과 변형이 적고, 강도 향상에 도움을 줍니다. 성형 공정을 통해 만들어진 부품은 특히 탄소섬유의 강도(일반적으로 3,000~7,000 MPa)와 수지의 연성(인장강도 50~100 MPa)을 결합하여 경량화와 강도 향상을 동시에 실현합니다. 최근 연구에서는 열가소성 수지인 PE(폴리에틸렌) 탄소복합재의 인장강도가 기존 열경화성 재료보다 30% 이상 향상된 사례도 보고되고 있으며, 이는 항공우주 및 자동차 산업에 필수적…