연구실 탐방 (첨단소재 및 공정 연구실)

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 첨단소재 및 공정 연구실 (LAMP, Laboratory for Advanced Materials and Processes)은 첨단 복합재 및 계층적 이종소재의 혁신적인 제조 공정과 새로운 아키텍처 개발을 통해, 차세대 항공우주 구조체 설계 및 생산 기술을 선도하고자 합니다.

 

 

 LAMP는 소재, 공정, 구조 설계의 경계를 넘나드는 융합적 접근을 통해, 생산성, 안정성, 지능성을 동시에 갖춘 미래형 항공우주 복합재 시스템 구현을 목표로 연구를 수행하고 있습니다.

 

 복합재 생산에서 오토클레이브는 높은 품질을 보장하지만 비용과 크기 면에서 큰 제약이 따릅니다. LAMP는 공정 변수에 대한 체계적인 이해를 바탕으로, 저비용·무결함 복합재 생산 기술을 개발하고 있으며, 동시에 열가소성 복합재의 융용 특성을 활용한 자가 수리 (In-situ repair) 복합재에 대한 연구도 진행하고 있습니다. 해당 기술은 장기적으로 우주 상 복합재 제조 및 수리 기술로의 확장을 지향하고 있습니다.

 

 

 

< 그림 1. 지속가능한 복합재 생산공정 및 자가 수리 기술 ​ >

 

 

  우주 구조물은 극저온, 진공, 방사선 등 다양한 극한 조건에 노출되며, 기존 복합재는 이로 인한 계면 열화 및 미세균열에 취약합니다. 본 연구실은 나노 구조 인터페이스 설계를 통해 열화 저항성과 내구성을 동시에 확보할 수 있는 복합재를 개발하고 있습니다. 특히, 전복합재Type V 압력용기나 우주 구조물의 프레임 등에 적용가능한 고신뢰성 복합재 구조 아키텍처를 중심으로 연구를 수행 중입니다.

 

 

 

< 그림 2. 극한환경 대응 복합재 아키텍처 ​ >

 

 

 기존 복합재는 구조적 기능에 국한되었지만, LAMP는 센서 기능과 열제어 기능 등이 내장된 다기능 복합재 플랫폼을 연구 중입니다. 예컨대, 전방향 변형률 및 온도 감지 기능이 내장된 복합재 구조나, 히터 계층이 포함된 방빙/제빙 시스템 일체형 복합재 등이 대표적입니다. 이러한 기술은 항공기 외피, 드론, 위성 패널 등 실시간 상태 모니터링과 능동적 환경 대응이 요구되는 구조물에 활용될 수 있습니다.

 

 

 

< 그림 3. 다기능 일체형 복합재 구조 ​ >

 

 

 LAMP는 첨단소재와 공정 기술의 지속적인 혁신을 통해, 항공우주 산업은 물론, 모빌리티, 에너지, 국방 등 다양한 산업 분야로의 기술 확산 및 이전을 목표로 하고 있습니다.

 

 

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원문       이전윤 교수[jlee@kaist.ac.kr]

편집         이은혁[lehx01@kaist.ac.kr]