탄소섬유강화플라스틱 (carbon fiber reinforced plastic)
한 줄 정의: 가늘고 강한 탄소섬유를 에폭시 등 수지 기지재 안에 배열하여 경화시킨 복합재료로, 비강도(강도 대비 무게)와 비강성이 매우 높아 항공우주 구조물에 폭넓게 사용됩니다.
쉽게 풀면
탄소섬유강화플라스틱(CFRP)은 머리카락보다 가는 탄소섬유 다발을 접착제 역할을 하는 수지 속에 겹겹이 쌓아 굳혀 만든 소재입니다. 같은 무게라면 철이나 알루미늄보다 훨씬 강하고 뻣뻣해서, 항공기 구조를 가볍게 만들면서도 충분한 강도를 유지하는 데 큰 도움이 됩니다. 다만 섬유가 배열된 방향으로는 매우 강하지만 그 방향과 수직으로는 상대적으로 약해서, 여러 겹을 다양한 각도로 쌓아 만드는 적층 설계가 중요합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"탄소섬유 적층 방향을 [0/45/-45/90]로 대칭 배치하여 다양한 방향의 하중에 균형 있게 대응하도록 설계하였다."
탄소섬유를 여러 각도로 겹겹이 쌓아 배치해, 어느 한 방향으로만 힘이 실려도 견딜 수 있도록 골고루 강도를 갖추게 만들었다는 재료 설계 내용입니다.
주의할 점
탄소섬유강화플라스틱은 섬유 방향에 따라 강도가 크게 달라지는 이방성 재료이므로, 등방성인 금속과 같은 방식으로 단순하게 강도를 예측하면 오차가 클 수 있습니다.