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양산형 전기자동차 차체 경량화를 위한 CFRP 적용기술

전문가 제언: ○ 최근의 지구온난화, 천연자원 고갈 등의 문제로 인해 청정에너지 및 신재생 에너지에 대한 필요성이 대두됨에 따라 신소재인 탄소섬유에 대한 인식도 크게 변하고 있다. 1972년에 최초로 시장에 출시된 탄소섬유는 비싼 생산가격으로 인해 우주 항공기술이나 스포츠 분야에서만 사용되는 특수 소재로 인식돼 왔으나 최근에 지구환경보호를 위한 친환경 핵심 소재로 부상하고 있다.

○ 에너지 절감과 환경보호 차원에서 경량이면서 고탄성의 특성을 가지고 있는 경량소재인 CFRP는 항공기와 자동차의 구조재, 콘크리트 구조물의 보강재, 산업기계의 구조부품으로 사용되고 있다. 탄소섬유가 갖고 있는 고강도, 고탄성, 전자파 차폐 등의 특성에 의해 제품 외장재, 로봇 및 의료 산업 등의 다양한 분야에도 적용되고 있으며, 자동차와 신재생에너지 산업 분야에서도 활용 가능성을 인정받고 있다.

○ 양산용 자동차 차체에 CFRP를 사용한 것은 독일 BMW i3가 세계 최초로 앞으로 CFRP의 적용을 확대하기 위해서는 우선 탄소섬유의 가격의 인하와 환경부하를 최소화하기 위한 새로운 제조 공정의 개발이 필수적이다. 자동차 분야에 탄소섬유의 적용은 2017~2019년 기간 중에 성형시간의 단축에 의해 생산대수가 적은 차종에서 생산대수가 많은 차종으로 확산이 예상되고 있다. 2020~2025년 경에는 성형시간의 단축, 재료가격의 인하에 의해 차체 구조부에 CFRP를 복수차종에 적용하게 되어 자동차분야에서 CFRP의 수요는 계속 증가하여 50억 달러 수준까지 증가할 것으로 전망된다.

○ 국내에서도 그동안 스포츠카에만 적용되던 CFRP가 일반자동차에 장착되기 시작한다. 현대자동차는 세계 최초로 신차의 파노라마 선루프에 CFRP 프레임을 적용하기 시작하였으며, 초고장력 강판과 비교해서 가격은 높지만 공수절감에 의한 생산비 절약을 도모하고 있다. 그러나 CFRP의 자동차 적용이 확대되면서 탄소섬유의 공급부족도 우려되며, 증가되는 CFRP 폐기부품의 재생기술, 시스템 구축과 관련법규의 설립과 더불어 적합한 생산, 적용 기술의 개발이 요구되고 있다.

저자: Ken Yamane
자료유형: 니즈학술정보