고성능 PAEK 및 PEEK 열가소성 폴리머 기반 혁신 선도
PAEK* 폴리머 선도 기업 빅트렉스는 독일에서 개최되는 국제 플라스틱 산업 전시회 ‘파쿠마(FAKUMA)’에서 다양한 산업군을 위한 업계 선도적인 솔루션을 선보였다. 폭넓은 식품 접촉 소재, 자동차용 전동 모터 및 기어, 가전 제품용 임펠러, 항공우주용 열가소성 컴포지트(복합소재) 공급망 구축을 위한 투자, 적층제조 (3D 프린팅)용 소재 및 파트너십 등은 빅트렉스가 고기능성 폴리머 소재 공급뿐만 아니라 PAEK 기반 새로운 시장 기회 창출 및 솔루션 개발에 앞장서고 있음을 보여준다. 세계적인 플라스틱 산업 전시회인 ‘파쿠마 2018’은 독일에서 20일까지 열린다.
PEEK는 40년 전 발명된 고기능 폴리머 소재로, 빅트렉스는 설립 이래 PAEK(폴리아릴에테르케톤) 및 PEEK(폴리에테르에테르케톤)에 기반한 기술 연구 및 투자에 집중해왔으며, 빅트렉스 PEEK는 항공우주, 자동차, 전자기기, 에너지, 제조, 엔지니어링 및 의료 분야 등 광범위한 영역에 적용되고 있다.
식품 음료: 새로운 식품 접촉 소재 제품군 VICTREX FG 기반 포트폴리오 확장
이번 파쿠마 전시에서 새롭게 선보인 VICTREX FG™ 제품군은 식품 및 음료 업계의 엄격한 규제와 품질 요건을 충족하기 위해 개발되었으며, 향후 비용 절감, 생산성 및 성능 향상, 자연스러운 맛을 구현하는 데 공헌할 것으로 기대된다. VICTREX FG 제품군은 상용 및 가정용 조리기구, 음료 디스펜서, 컨베이어 시스템 내 식품 접촉 부품, 멸균 처리, 센서, 기어, 노즐 등 광범위한 분야에 활용될 수 있다. 파쿠마 전시 기간 중 포럼 발표를 통해 “식품 분야 내 신뢰할 수 있는 규제 준수 응용을 위해 3가지 고려 사항”에 대해 공유한다.
가전: 진공청소기 내구성 및 에너지 효율 향상, 소음 저감 구현
빅트렉스의 고기능 폴리머 PEEK는 진공청소기 모터 내 임펠러에 사용되어 100,000 rpm 이상 (제트 엔진은 15,000 rpm 정도)의 고속 회전에도 강력한 내구성을 제공하는 것은 물론, 소음을 줄이고 연성이 높은 소재 대비 더욱 강력한 흡입력을 구현한다. 빅트렉스 PEEK 폴리머 솔루션은 다양한 가전 및 전자 제품 내 금속 부품을 대체해 부품 무게와 모터 및 구성품 크기를 줄일 수 있으며, 광범위한 가정용 화학제품과 열, 습기에 대한 저항성으로 높은 신뢰성을 제공한다. 또한 금속 가공이 아닌 사출 성형을 통해 제조 비용을 절감하고 신속하게 설계로 확장할 수 있으며, 제품 출시 기간을 단축하고 제조 규모를 더욱 빠르고 집약적으로 확장할 수 있다.
자동차 전동 모터: 슬롯라이너 단열 소재로서 APTIV 필름의 다양한 혜택
최근 전기차의 부상 등 자동차 업계 내 효율을 높인 고밀도 전동 모터 및 비용 절감을 위한 노력이 계속되고 있다. 많은 모터 제조업체들은 모터 효율 및 공간 활용을 위해 영구자석 동기 전동기(PMSM, Permanent Magnet Synchronous Machine) 방식을 택하고 있다. 온도 관리는 전기 자동차 전동 모터 성능에 핵심적인 요소로, 내부 단열에 손상을 줄 수 있는 온도를 차단하도록 설계된 영구자석 동기 전동기의 단열 시스템 설계는 매우 중요한 역할을 한다.
빅트렉스는 250 마이크론 두께의 메타-아라미드-PET 라미네이트 슬롯라이너 소재를 150 마이크론 두께의 PEEK 기반 APTIV™ 필름으로 교체하여 시뮬레이션을 진행했으며, 40% 정도 더 얇고 열전도성이 높은 열가소성 슬롯라이너 필름은 권선부에서 고정자 강철 및 외부 재킷 수냉 시스템으로 향하는 열 흐름을 향상시키는 것으로 나타났다. 추가 시뮬레이션에서 확인된 우수한 열전도성은 열 관리를 향상시키고 기존 필름에 비해 최대 2~3°C 정도 권선 온도를 낮추면서 전동 모터의 냉각을 유지하는 데 기여한다. 또한 2% 의 구리 밀도 (슬롯 충전 요소) 향상, 연속 토크 출력 5% 향상 등 잠재적 혜택을 제공한다.
자동차 파워트레인 성능 향상 기여
빅트렉스 PEEK 폴리머는 이미 자동차 내 씰링, 스러스트 와셔, 부싱, 베어링 등 파워트레인(동력전달장치) 부품에 사용되고 있지만, 여전히 까다로운 요건에 부합해야 하는 파워트레인 내 기어의 금속 소재를 대체하기 어려울 수 있다는 인식이 존재한다. 그러나 점차 엔진의 크기와 부피가 작아지면서 NVH(소음, 진동)을 줄이는 것이 업계 내 화두가 되었으며, 빅트렉스 폴리머 기반 기어 솔루션은 엔진 내 최대 50% (3dB) 소음 저감이 가능한 것을 확인되었다. 또한 빅트렉스 HPG™ 기어 솔루션을 통해 분말 금속 기어 대비 중량 및 관성 모멘트를 상당히 낮춰 시스템 효율을 개선할 수 있다.
항공우주 분야를 위한 혁신적인 복합소재
빅트렉스는 파쿠마 전시에서 항공우주 분야에 적용될 수 있는 다양한 빅트렉스 PAEK 기반 복합소재 및 하이브리드 오버몰딩 부품을 선보인다. 빅트렉스는 열경화 수지 대체를 위해 연속 제조 공정 및 사이클 타임 개선을 위해 고객들과 긴밀하게 협업하고 있다. 또한 업계 내 필수 공급망 구축을 위해 오랜 기간 파트너십을 맺어온 트라이맥(TriMack Manufacturing) 사와 합작투자사인 TvX 에어로 컴포지트(TxV Aero Composites)를 설립, 투자하고 있다.
PEEK 개발 40년: 짧은 시간 내 견고한 성장
다용도 PAEK 폴리머의 불활성(inert) 특성은 해당 소재의 성공 요인으로 꼽히며, 극한의 까다로운 환경에 최적화된 PAEK/PEEK 소재는 폴리머 피라미드의 정점에 위치하고 있다. PAEK/PEEK 소재는 경량, 고강도, 고내열, 내마모성, 내구성, 내화학성 등을 특징으로 하며, 에너지 효율 증대, 부품 수명 연장, 탁월한 사용감 (부드러운 작동, 저소음), 설계 자유도, 비용 효율 증대 등과 같은 다양한 혜택을 제공한다.
빅트렉스는 지난 40년동안 고기능 PAEK 폴리머 제품군에 전략적으로 집중해 소재 개발, 시장 개척, 업계와의 긴밀한 협업을 선도하고 있으며, 그간의 성공에 기반하여 다음 단계로 도약하기 위해 박차를 가하고 있다.
빅트렉스 선도적인 솔루션은 이번 파쿠마 전시 내 마련된 부스(A4 홀 – 4106 위치)에서 확인할 수 있다.
* VICTREX™ PEEK와 같은 PEEK(폴리에테르에테르케톤)는 PAEK(폴리아릴에테르케톤) 계열의 고기능 열가소성 플라스틱 수지다.