[알기 쉬운 복합소재 이야기] 초박형 복합소재, 한국카본 UPF™
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<p>탄소, 유리섬유 등을 활용한 복합소재는 뛰어난 강도와 경량성을 지니고 있어 미래 산업의 핵심 소재로 주목받고 있습니다. 특히 항공기나 위성, 스포츠 장비와 같이 기능성이 중요하게 여겨지는 분야에서는 일반적으로 FRP(섬유강화플라스틱)를 활용합니다. </p>
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<p>한국카본은 기존 FRP보다 한층 가볍고 강해진 <strong>UPF™ (Unidirectional Prepreg Fabric)</strong>를 개발하며 본격적으로 우주 산업 진출을 추진하고 있습니다. 이번 스토리에서는 한국카본의 혁신적인 제품 UPF™의 정의와 제작 방식, 다양한 장점에 대해 소개하고자 합니다.</p>
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<span style="font-size:20px;"><strong>UPF™란 무엇인가?</strong></span></p>
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<p>UPF™는 UD(일방향) 프리프레그를 일정 폭의 테이프 형태로 절단한 후, 직물 형태로 제직한 <strong>"프리프레그 직물"</strong>입니다. 한국카본에서 개발한 이 새로운 제직 기술은 탄소섬유뿐 아니라 유리섬유, 아라미드섬유 등 다양한 소재에 적용할 수 있습니다.</p>
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UPF™의 가장 큰 특징은 두께의 혁신입니다. UPF™는 기존 FRP 대비 두께가 12분의 1, 약 0.1mm에 불과한 초박형 복합소재입니다. 제조 과정에서 섬유 다발이 퍼지며 기존 소재보다 훨씬 얇고 균일한 두께를 구현하게 되는 것입니다. 또한 기존 FRP와 비교해 동일한 크기의 제품을 제작할 때 20% 이상의 경량화가 가능합니다.</p>
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얇지만 강도는 오히려 높아, 위성이나 항공기 같은 첨단 비행체의 무게를 획기적으로 줄여 비행 효율과 성능을 극대화할 수 있습니다. 한국카본은 2023년 국방과학연구소(ADD)와 공동으로 무인기 등 항공 분야에 사용할 수 있는 CUPF™를 개발했으며, 향후 다양한 분야로 활용 범위를 넓혀갈 계획입니다.</p>
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<span style="font-size:20px;"><strong>UPF™의 제조 공정과 차별화된 장점</strong></span><br />
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<p>UPF™의 우수성은 정교한 제조 공정에서 비롯됩니다. 단순히 섬유를 제직해서 만드는 기존의 탄소섬유 직물과 달리, UPF는 섬유에 수지를 함침한 프리프레그로 만들어집니다.</p>
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■ UD 프리프레그 제작 – 섬유와 수지를 결합해 UD 프리프레그를 제작합니다.<br />
■ 절단 – UD 프리프레그를 일정 폭으로 절단합니다.<br />
■ UD 테이프 제작 – 절단한 프리프레그를 UD 테이프 형태로 제작합니다.<br />
■ 제직 – UD 테이프를 직물로 제직합니다.</p>
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<p>이 같은 제직 기술의 혁신으로 만들어진 UPF™는 다양한 장점을 지닙니다.</p>
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■ 경량화 및 첨단 성능: 기존 대비 강도·강성은 높이고 무게는 감소<br />
■ 맞춤형 원사: 섬유 면적 중량(FAW) 및 원사 너비 조절 가능<br />
■ 맞춤형 직물 두께: 직물 두께 조절 가능<br />
■ 우수한 디자인 패턴: 다양한 직조 패턴으로 심미성 강화<br />
■ 치수 안정성: 일관성 있는 품질 제공<br />
■ 비용 절감: 특수한 직조 섬유를 사용하지 않아 비용 절감 가능</p>
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한국카본의 UPF™에는 새로운 제조 공정을 개발해 차별화된 기술적 기반을 마련했다는 의의가 있습니다. 기존 소재를 뛰어넘는 성능으로 차세대 위성·드론·항공기에 폭넓게 적용할 수 있는 무한한 가능성을 품고 있습니다. UPF™는 항공우주 산업 내 수입 소재를 대체하고, 대한민국 소재 산업이 세계 시장에서 경쟁력을 강화하고 미래를 준비할 수 있는 중요한 출발점이 될 것입니다. 다음 스토리에서 또 다른 유익한 이야기로 만나 뵙겠습니다!</p>
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