특허정보_알루미늄, 플라스틱 등 사용해 차 무게 줄인다 자동차 경량화 기술
최근 자동차업계는 환경공해 문제와 동시에 연비향상을 위해 다양한 연구개발을 하고 있다.
알루미늄, 플라스틱 등 사용해 차 무게 줄인다
자동차 경량화 기술
최근 자동차업계는 환경공해 문제와 동시에 연비향상을 위해 다양한 연구개발을 하고 있다. 이와 함께 자원재활용을 위한 리사이클링 등에 대한 폭넓은 연구개발이 이루어지고 있다. 특히 소재의 경량화는 엔진효율을 높여 자동차의 성능향상을 극대화시키고 그로 인해 연비향상을 도모할 수 있어서, 결국 소재의 경량화는 환경오염 방지와 연료절감에 가장 적합하고 효과적인 방법으로 인식되고 있다
선동주 「한국특허정보원(KIPI) 조사분석1팀」
최근의 자동차 관련 기술개발의 동향은 무공해(전기)자동차, 자동차부품의 모듈화, 자동차의 경량화에 대한 연구를 중심으로 기존 자동차의 연비향상 뿐 아니라 차체 수명연장, 안정성 향상, 배기가스의 정화, 소음방지, 그리고 자원재활용을 위한 리사이클링 등에 대한 폭넓은 연구개발 투자가 이루어지고 있다.
특히 소재의 경량화는 엔진효율을 높여 자동차의 성능향상을 극대화시키고 그로 인해 연비향상을 도모할 수 있어서, 결국 소재의 경량화는 환경오염 방지와 연료절감에 가장 적합하고 효과적인 방법이라 할 수 있다.
자동차의 경량화 방안은 우수한 물성을 갖는 경량재료의 개발과 기존재료의 제조방법 개선을 통한 기계적 성질을 향상시키는 방법 등이 있으며, 이를 위해 사용되는 재료로 알루미늄(Al) 합금, 마그네슘(Mg) 합금, 티타늄(Ti) 합금, 철강재료 등의 금속재료와 플라스틱이나 세라믹 재료 등이 있다.
플라스틱과 세라믹은 가볍다는 이유로 현재 많은 연구가 진행되어 있으나, 아직까지 이들 재료가 안고 있는 기계적 특성상의 결정적인 한계로 인해 금속재료가 여전히 자동차 재료를 주도할 것으로 보인다. 이번 호에서는 자동차의 경량화를 위한 소재들에 대해 알아보고 현재까지의 국내외 자동차 경량화 기술에 대한 특허동향을 살펴본다.
소재별 경량화 기술동향
자동차에 쓰이는 재료는 강(鋼), 주철, 소결재료, 동(銅), 아연(亞鉛), 알루미늄 등의 금속재료로부터 고무, 유리, 플라스틱, 접착제, 섬유 등의 비금속재료까지 많은 종류가 있다. 여기에서는 경량화 소재로 주목받고 있는 알루미늄, 마그네슘, 플라스틱, 세라믹 소재들에 대한 기술동향을 알아본다.
알루미늄(Aluminium)
자동차의 재료로서 알루미늄은 구성비율이 서서히 높아지고 있다. 그러나 일부 모델을 제외하면 아직 사용부위는 제한적이다. 주로 엔진본체와 관련부품, 휠, 열교환기, 서스펜션 암, 범퍼 빔 등이며 차체부품으로서는 엔진후드와 트렁크 리드 등의 클로저 패널 채용에 머물러있다.
알루미늄은 엔진부품 등의 다이캐스트와 압출 등의 가공법으로는 원래 뛰어나지만 보디 등의 판금부품의 가공성은 스틸에 비해 뒤떨어지는 단점이 있었다. 이것을 극복하기 위해 다양한 알루미늄 합금이 개발되었다. 프레스 성형이 곤란한 점, 주름누름(BHF) 제어법이라는 성형방법으로 개선이 진행되고 있다.
또 다른 큰 문제점은 융합이다. 스폿 용접이 개량되고 있으나 아직 양산성에는 부족하다. 대신 접착용접이나 리벳 등의 기계적 접합, 혹은 이들과 스폿
