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자동차 차체 경량화를 위한 복합소재 수지 접합 접착기술 동향

전문가 제언: ○ 최근에 여러 산업분야에서 구조용 재료로 경량이면서 고탄성의 특성을 가지고 있는 경량소재인 섬유강화 플라스틱(FRP, Fiber Reinforced Plastic)과 같은 신소재가 항공기와 자동차의 구조 재, 콘크리트 구조물의 보강재, 산업기계의 구조부품으로 사용되고 있다. 특히 CFRP는 철에 비해 약 1/4의 중량이지만 약 10배의 재료강도, 약 7배의 경도와 우수한 방청 성으로 차량의 경량화에 가장 적합한 소재로 평가되고 있다.

○ 독일에서는 나노 소재를 탄소강화플라스틱 소재와 접합하는 융합기술을 개발하고 있으며, 아크릴섬유를 고온에서 가공 제조하는 공법으로 강도가 훨씬 뛰어난 새로운 탄소섬유도 개발될 예정이다. 이에 따라 탄소섬유는 항공기나 우주항공, 자동차 외에도 신재생에너지 분야나 토목, 건축, 의료기기 등으로도 용도가 확대될 전망이다.

○ 시장조사업체인 맥킨지는 탄소섬유강화 소재의 수요가 2030년까지 연 20%씩 증가하고 이에 따라 자동차 경량 부품 비중도 30~70%까지 증가해 관련 시장규모가 3,000억 유로에 달할 것으로 전망하고 있어 가공 상의 기술적인 난제와 높은 생산비용에도 불구하고 탄소섬유는 다양한 산업 분야에서 미래의 가능성 있는 소재로 평가되고 있다.

○ 탄소섬유가 고도의 기술이 필요한 첨단 소재인 만큼 세계 탄소시장 판도를 쥐고 있는 미국과 일본을 비롯한 독일·중국 등 소수 업체만 생산 기술을 보유하고 있다. 특히 이종 수지 간, 수지와 금속 간의 이종재료의 접합기술이 필요하며, CFRP는 접착제로 접합하는 공법이 적용되어야 하며, 관련기술의 개발이 시급한 실정이다.

○ 국내에서도 탄소섬유의 산업화를 위한 기술 개발이 가속화되고 있다. 세계 탄소시장 점유율 1위인 일본 도레이 첨단소재를 비롯해서 삼성석유화학, 태광산업, 효성, SK케미컬, GS칼텍스 등이 국내에 공장을 설립하여 양산 중이거나 공장설립을 추진하고 있다. 외국의 첨단기술을 도입하여 항공, 스포츠 분야는 물론이고 자동차 부품, 풍력 블레이드, 전자제품 등에 사용되는 경량화 소재의 개발과 양산을 목표로 생산설비 확충과 기술개발에 주력하고 있어 향후 결과가 주목된다.

저자: Mnabu Shimizu
자료유형: 학술정보