자동차 경량화를 위한 열가소성탄소섬유 복합재료의 프레스 성형기술

전문가 제언

？전문가 제언？

○ CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)나 CFRTP(Carbon Fiber Reinforced Thermal Plastic)는 기계적 특성이 우수해 점차 다양한 제품의 소재로의 사용이 증가할 것으로 예측된다. 특히 수송기계 즉 자동차, 항공기, 소형선박(요트, 보트, 소형어선 등), 철도차량 등의 경량화를 위한 차체구조나 내부 부재 등에 사용될 것으로 생각되며, 높은 기계적 강성을 필요로 하는 부위의 재료로도 사용이 검토되고 있다.

 

○ 종래는 저속 소형경차의 보디나 내부 장식용이나, 요트, 보트, 소형어선 등의 구조체는 대부분이 CFRP재를 사용하고 있다. 그래서 이들 생산경험과 지견을 바탕으로 자동차용 트랜스버스 멤버의 소재에 CFRTP를 적용 시작품을 프레스성형 제작, 실차에 장차 실 주행시험을 한 결과 강성이나 안전성 등에 문제가 없어 자동차 부품생산에의 적용가능성을 보고하고 있다. 이로서 부품의 무게를 60%정도 감량할 수 있어 자동차 경량화에 크게 공헌할 것이라는 보고이다.

 

○ CFRP재는 적층방법 즉 섬유의 배향을 자유자재로 변화시킬 수 있어 강성을 필요로 하는 방향에 높은 강성부여도 가능하다. 그러나 CFRP재는 구조물 구성에 있어 용접이 불가능하여 기계적 결합(리벳 조인트, 볼트 너트에 의한 결합 등)에 의해 조립이 가능하므로 재료의 취성과 방향성이 다른 강성과 적층된 두께의 위치에 따라 재료 특성이 다르기 때문에 절삭 가공을 할 것인지 정밀전단가공을 할 것이지 등에 따라서 가공 코스트는 크게 달라진다. 따라서 가공방법의 연구가 필수이다.

 

○ 국내의 FRP제조기술은 소형어선의 선체, 부품 등에 적용 되었으나 유리섬유와 열경화성수지가 사용되었으므로 공해성이 높아 인체에 해롭고 재활용성이 떨어져 사양 산업으로 전락했다. CFRP재 제품으로 등장한 것이 테니스 라켓, 골프채 등 운동구에 많이 적용되고 있지만 아직 자동차의 강성을 요구하는 골격부품에 적용사례는 적다. 앞으로 CFRP보다는 재활용성이 있는 CFRTP의 프레스성형법, 절삭가공법, 적용범위 등에 관하여 심도 있는 연구가 필요로 된다.

저자

Hisanori MATSUNAGA

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

일반기계

연도

2014

권(호)

55(642)

잡지명

塑性と加工

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

597~601

분석자

정*갑

분석물

• 자동차 경량화를 위한 열가소성 탄소섬유 복합재료의 프레스 성형기술.pdf [351,970 byte]

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