BMW 신기술
Aluminum Body Repair(알루미늄 차체수리)
알루미늄은 경량 구조에 자주 사용되는 경금속으로써, 밀도는 철 또는 강철과 비교했을 때 거의 3배 정도 더 낮다. 알루미늄은 강철 부품과 유사한 부하부담능력을 갖도록 설계했을 경우, 중량을 약 50% 정도 감소시킬 수 있다. 또한 알루미늄은 열전도능력과 전기 전도성이 아주 탁월할 뿐만 아니라 약알칼리와 산성 용액 그리고 기상 영향에 대한 내식성이 뛰어나다는 장점을 가지고 있으며, 성형성이 아주 뛰어 나기 때문에 압연, 인발, 프레스, 압출 성형, 충격 압출 그리고 냉간 성형에 좋은 특성을 보이고 있다
장성택 「BMW 테크니컬 트레이닝 이사」
오늘날 많은 자동차 제작회사에서는 다양한 분야에서 점점 더 복합적인 요구 조건이 만족되게 하기 위해 여러 방면으로 새로운 재질의 차체 개발에 주력하고 있다.
고려해야 할 특성 중에서 가장 중요한 한 가지는 역시 차의 물리적인 무게 중심을 확보하기 위한 이유가 될 것이며, 그 이유는 집안에 있는 가전제품처럼 한곳에 고정 되어 있는 것이 아니고, 가속과 감속, 또는 방향전환 등으로 인해 발생되는 무게중심의 변화에 충분히 대응 할 수 있어야 한다는 것이다.
또한 자동차의 관성에 의한 제동장치의 성능 향상과 가속성능의 향상을 위해서는 모든 부분에서 그러하듯이 특히 보디(Body) 부분의 중량은 최소화 되면서도 충분한 강성을 가지는 재질로 구성 되는 것이 바람직하다.
무게가 가벼워진다는 이야기는 즉시 연료 소비가 감소 한다는 것이기 때문에 고유가 시대의 경제적인 이유로도 차체의 무게를 최대한 감소 시켜야 하는 것이다. 그 대안으로 쉽게 접근 할 수 있는 재질은 ‘알루미늄(Aluminum)’으로 철에 비해 중량을 상당히 많이 감소시킬 수 있으나, 여기에는 몇 가지 결정적인 특성에 대해 충분한 보완이 이루어 져야 한다. 일반적으로 알루미늄은 철에 비해 가볍고 재질이 약한 정도로 알고 있으나 실제 자동차에 사용될 경우에는 많은 특성과 작업 부분에 있어서 고려해야 할 사항이 다분히 많이 있다.
복잡한 수리방법과 상대적으로 값비싼 재료, 많은 작업시간 및 특수한 공구와 장비가 사용 되어야 함에도 불구하고, 차체의 재질로써 알루미늄을 사용하는 이유는 서두에 언급한 바와 같이 물리적인 무게 중심의 확보에서 그 이유를 생각 할 수 있다.
알루미늄의 재질과 여러 가지 특성에 대해 먼저 알아보도록 하자.
알루미늄 이란?
알루미늄은, 경량 구조에 자주 사용되는 경금속으로써, 밀도는 1입방센티미터당 2.7g이며 철 또는 강철(1입방센티미터당 7.9g)과 비교했을 때 거의 3배 정도 더 낮다.
알루미늄은 강철 부품과 유사한 부하부담능력을 갖도록 설계했을 경우, 중량을 약 50% 정도 감소시킬 수 있다.
알루미늄은(밀도가 낮다는 점을 제외) 열전도능력과 전기 전도성이 아주 탁월할 뿐만 아니라 약알칼리와 산성 용액 그리고 기상 영향에 대한 내식성이 뛰어나다는 장점을 가지고 있으며, 이러한 저항성은 산화층 형성에 근거를 두고 있다. 이 외에도 알루미늄은 성형성이 아주 뛰어 나기 때문에 압연, 인발, 프레스, 압출 성형, 충격 압출 그리고 냉간 성형에 좋은 특성을 보이고 있는 것이다.
알루미늄 생산에는 비용이 많이 들며, 아주 많은 양의 전기에너지를 필요로 하고, 먼저 알루미나-광석, 예를 들면 보크사이트로부터 거의 순수한 산화알루미늄을 얻게 된다.
이를 위해 광석을 분쇄해 가루로 만든 다음, 고온고압 하에서 가성 소다액을 사용해 용해시키는데, 폐기물로써 특히 산화철을 포함하고 있는 적색의 불순물이 석출된다. 아직 수분을 포함하고 있는 산화알루미늄을 여과시키고, 냉각시킨 후 마지막으로 산화알루미늄은 빙정석 (나트륨-알루미늄-불소 화합물)의 용탕 온도 약 960°C에서 전기 분해되어 알루미늄이 만들어 지는 것이다.
알루미늄 부품을 조립할 때 실제로 일반적인 모든 방법을 사용할 수 있지만, 융해 용접은 주로 불활성 가스-용접방법인 WIG와 MIG 용접법에 따라 이루어진다.
접착 연결방법과 클램핑 연결방법이 점차로 많이 사용되고 있고, 알루미늄이 다른 금속과 접촉하게 되면, 알루미늄의 음(-) 전위 때문에 접촉부식이 발생할 위험이 많으므로 강철 부품과 접합할 경우에는 접착제를 함께 사용한다. 이에 따라 리벳팅, 펀치 리벳팅, 비딩접합 그리고 가장자리 접기 방법이 유효하다.
▶ 부식 특성
금속이 부식되는 이유(녹슬음)로는 대체적으로 두 가지로 나눌 수 있는데, 흔히 알고 있는 수분이나 산소 등에 의해서 부식이 되는 산화현상이 가장 일반적인 것이다.
또 다른 이유는 전기적인 부식 즉 Electric Corrosion이 있다. 이 전기적인 부식은 서로 다른 서열의 금속이 장시간 붙어 있
