금속과 열경화성 소재를 넘어: 빅트렉스 LMPAEK™ 폴리머

항공우주 산업은 언제나 기술 혁신의 최전선에서, 설계, 재료, 제조 공정 전반에 걸쳐 끊임없이 한계를 뛰어넘고 있다. 최근 항공우주 시장에서 주목받고 있는 소재 중 하나가 LMPAEK™ 폴리머다. 이 새로운 고성능 열가소성 소재는 열경화성 소재 대비 탁월한 가공성은 물론 경량성, 높은 강성을 제공함으로써 항공우주 산업의 혁신을 가속화하고 있다. 

LMPAEK™ 폴리머의 발명 및 개발 초기

LMPAEK™ 폴리머는 빅트렉스가 10년 이상 전에 개발한 폴리아릴에테르케톤(Polyaryletherketone, PAEK) 계열의 고성능 열가소성 수지이다. PEEK와 유사한 수준의 우수한 성능을 제공하면서도, 약305°C의 낮은 용융온도(PEEK 대비 40°C 낮음)를 특징으로 한다. 빅트렉스는 LMPAEK™ 폴리머의 잠재력을 일찍이 인식하고, 고강도, 우수한 기계적 물성, 탁월한 내화학성과 난연성을 고루 갖춘 고성능 소재로 개발해왔다. 

LMPAEK™ 폴리머가 항공우주 시장에서 주목받고 있는 주요 이유 중 하나는 경량성과 가공용이성이다. 이는 생산 비용 절감과도 연결된다. 항공우주 산업에서 무게 감소는 연료 효율과 운용 비용 절감에 직결되는 핵심 요소로, LMPAEK™ 폴리머는 기존 금속 대비 뛰어난 강도 대비 중량비를 제공해 구조적 안전성을 확보하면서도 경량화를 실현할 수 있다. 

또한, LMPAEK™ 폴리머는 탁월한 내열성 및 내화학성을 갖추고 있어, 고온, 고압 및 다양한 화학물질에 노출되는 까다로운 항공우주 환경에서도 안정적인 성능을 발휘할 수 있다. 알루미늄이나 강철과 같은 기존 소재들이 이러한 복합적인 조건에서 한계를 보이는 반면, LMPAEK™ 폴리머는 높은 내구성과 신뢰성을 바탕으로 대체 소재로서의 가능성을 입증하고 있다. 

시장 채택 및 전망

물성을 고루 갖춘 LMPAEK™ 폴리머는 설계와 제조의 새로운 가능성을 열어준다. 특히, 연속 탄소 섬유로 제작된 단방향 테이프(UD 테이프, Unidirectional Tape)가 대표적인 예다. UD 테이프 형태의 LMPAEK™ 폴리머는 가공이 용이해 복잡한 형상이나 정밀한 기하 구조를 구현할 수 있어, 기존 소재나 공정으로는 어려웠던 혁신적인 설계를 가능하게 한다.  

또한 LMPAEK™ 폴리머는 적층 제조(3D 프린팅) 공정으로도 가공할 수 있으며, 기존 제조 방식과의 호환성이 뛰어나다.

이미 여러 항공우주 기업들이 LMPAEK™ 폴리머 기반의 UD 테이프, 필름, 필라멘트, 컴파운드를 항공기와 우주선 설계에 적용하고 있으며, 구조 부품, 내장 패널을 비롯해 엔진 핵심 부품에도 채택되고 있다. LMPAEK™ 폴리머는 경량화, 연료 효율 향상은 물론, 테이프 가공 속도 및 부품 품질 향상, 비용 절감 등으로 이어지고 있다. 

시장 채택 연혁

2020년에는 LMPAEK™ 소재에 대한 연구와 논문이 크게 증가하며 산업 내 중요성이 부각되었다. 빅트렉스는 해당 기간동안 고객과의 긴밀한 협업으로 새로운 성과를 달성하고 제품의 잠재력을 지속적으로 입증했다. 컴포지트 PAEK 테이프 | 빅트렉스 열가소성 테이프  

• 2019년, JEC 2019와 토레이(Toray)사와의 클린스카이(Clean Sky) 프로그램 협업을 통해, 에어버스(Airbus)의 "미래의 항공기(Aircraft of Tomorrow)" 개발을 지원했다. 토레이와의 협력을 통해 LMPAEK™ 소재가 지닌 독자적인 특성을 활용하여 항공우주 산업의 혁신과 발전을 도모했다.

2019년 JEC 전시회는 LMPAEK™ 소재의 전환점이 되었다. 자동 섬유 적층 기술(Automated Fiber Placement, AFP)로 가공된 LMPAEK™ UD 테이프의 잠재 가치가 발표 및 시연되었으며, 코리올리스(Coriolis)와의 협업으로 높은 적층 속도, 우수한 품질, 뛰어난 기계적 강도가 구현될 수 있음을 입증했다. 빅트렉스와 코리올리스, 열가소성 컴포지트 부품 생산 효율 향상 잠재력 입증.

• 2020년, 일렉트로임팩트(Electroimpact), 열경화성 소재와 유사한 생산 속도인 분당 4,000인치 수준의 적층 속도를 구현하며, LMPAEK™ 소재의 높은 생산성과 효율성을 입증했다. 이러한 성과는 CAMX 2021에서 ‘소재 가공 혁신상’ 수상으로 이어졌다. 빅트렉스 UD 테이프, 일렉트로임팩트 소재 적층 속도 개선 | PlasticsToday
• 2020년, 프랑스 항공기 제조사 및 장비 공급업체 다허(Daher)는 176 플라이(ply), 두께 32mm의 라미네이트 항공기 구조 패널(structural aircraft panel) 제작했다. 이는 날개 리브와 같은 두꺼운 항공기 구조 부품 제조 가능성을 확대한 사례로 평가받는다. 빅트렉스와 다허, 차세대 항공기 구조 부품 제조의 새로운 가능성 열어
• 2021년, 다기능 동체 시범기(MFFD, Multifunctional Fuselage Demonstrator) 프로젝트가 공개되었다. MFFD의 상부는 독일 항공우주센터(DLR), 하부는 네덜란드 국립항공우주연구소(NLR)가 각각 개발하였다. 본 프로젝트는 다기능 항공우주 부품에 대한 LMPAEK™ 소재의 다양성과 잠재력을 입증한 사례다.2021 The Multifunctional Fuselage Demonstrator (MFFD) project made its first public announcement. The upper half of the MFFD was developed by DLR (Germany) and the lower half by NLR (Netherlands). This project showcased the versatility and potential of LMPAEK™ materials for multifunctional aerospace components. MFFD 열가소성 복합소재 동체 제조 | CompositesWorld
• 2022년에는 다양한 컨퍼런스와 전시회에서 주요 고객들이 LMPAEK™ 소재 기반의 시제품을 선보이며, 새로운 소재의 가능성과 산업 전반에 미칠 영향을 보여주었다. 
• 2023년, JEC 2023에서 LMPAEK™ 기반 소재로 제작된 대형 부품 및 구조물이 처음으로 전시되었으며, 전체를 LMPAEK™ 소재로 제작된 부품을 선보인 기업들이 컴포지트 업계의 인정을 받기도 했다. 2023 JEC 컴포지트 혁신상(Composites Innovation Award) 수상자 | CompositesWorld
• 2025년, LMPAEK™ 소재가 혁신적으로 활용된 클린스카이 2 컨소시엄의 다기능 동체 시범기(MFFD) 프로젝트가 2025년 JEC 혁신상을 수상했다. 이번 수상은 상용 항공기용 열가소성 복합소재 애플리케이션의 획기적인 진전을 의미하며, 항공우주 산업에서 보다 지속 가능하고 효율적인 제조 방식을 추구하는 노력의 일환으로 해석된다.  이러한 노력은 Chase, Daher, Avel 등의 다른 수상 후보들을 통해서도 확인할 수 있다. 컴포지트의 새로운 지평을 연 2025 JEC 컴포지트 혁신상(Composites Innovation Award) 수상자| CompositesWorld
• 2025년, LMPAEK™ 폴리머는 중국에서 링거 기술 혁신상(2025 Ringier Technology Innovation Awards)을 수상했다. 빅트렉스의 LMPAEK™ 폴리머와 파우더는 원재료 및 컴파운드 부문에서 최고 영예를 차지했다. 

항공우주 산업의 지속 가능성 목표 지원

또한, LMPAEK™ 폴리머의 활용은 항공우주 산업의 지속 가능성에 대한 노력과도 맞닿아 있다. LMPAEK™ 폴리머는 재활용이 가능해 폐기물 저감과 환경 영향 최소화에 기여할 수 있다. 또한 LMPAEK™ 폴리머의 경량 특성으로 연료 소비와 탄소 배출을 줄일 수 있어 항공우주 제조에 있어 더욱 친환경적인 대안으로 주목받고 있다. 

차세대 항공우주 기술을 위한 혁신적인 소재 솔루션

항공우주 산업에서 LMPAEK™ 소재의 채택이 늘어나고 있다는 것은 보다 효율적이고 혁신적인 부품에 대한 수요가 반영된 것이라 볼 수 있다. 지금까지의 주목할 만한 성과와 지속적인 협력을 토대로 LMPAEK™ 소재의 가능성은 무궁무진하다. 앞으로도 항공우주 산업에서LMPAEK™ 소재의 채택은 계속될 것으로 전망되며, 이에 따라차세대 항공우주 기술의 발전에 중요한 영향을 할 것으로 기대된다. 

저자 소개

G질 라로크(Gilles Larroque)는 2011년 빅트렉스에 합류하여 현재 항공우주 사업부의 전략 마케팅을 총괄하고 있다. 그는 2001년부터 항공우주 및 방위산업 분야의 R&D 기계 엔지니어 컨설턴트로 커리어를 시작했으며, 이후 2005년부터 2011년까지 짐머 스파인(Zimmer Spine)에서 척추 관련 제품 개발 업무를 담당하며 의료기기 산업에서도 경험을 쌓았다. 그는 프랑스 트루아 공과대학교(University of Technology of Troyes)에서 기계시스템공학 학위를, 미국 플로리다 애틀랜틱 대학교(Florida Atlantic University)에서 2001년에 공학 석사 학위를 취득했다. 

라이언 허먼(Ryan Herrmann)은 2022년 빅트렉스에 합류해 항공우주 및 적층 제조 부문의 마케팅 커뮤니케이션을 담당하고 있다. 그는 제조 산업에서 약 19년간 근무하며 기술 서비스, 품질 보증, 내부 영업 등의 다양한 부서를 거쳐 마케팅 커뮤니케이션 분야에서 폭넓은 경험을 쌓아왔다. 2006년에는 미국 그위네드 머시 대학교(Gwynedd Mercy University)에서 경영학 학사 학위를 취득했으며, 마케팅을 전공했다.