자동차이야기/자동차 소식

[인디:D 사소한 궁금증] 자동차는 정말 강철로만 만들어질까?

 

 

안녕하세요 내차사랑 블로그의 인디:D입니다!
자동차 경량화가 이슈인 요즘, 문득 강철로 된 자동차의 무게를 어떻게 줄일까 궁금해집니다. 하지만, 실제로 자동차는 꼭 강철로만 만들어지는 것은 아니라고 하는데요. 특히 첨단 과학 기술이 동원된 고급 차량의 경우가 그렇다고 합니다. 어떤 내용인지 인디:D와 함께 자세히 알아봅니다!

 

 

자동차 경량화, 왜 중요할까?

 

 

세계는 지금 환경 문제로 골머리를 앓고 있습니다. 그리고 그 중심에 배기가스 배출과 연료 소비의 자동차가 있죠. 이러한 문제에 대한 해결책으로 각국은 환경규제 강화로 자동차 배출가스 기준치를 상향하고, 차량 경량화에 대한 연구를 계속해나가고 있습니다. 2020년까지 한국은 리터당 24.3km, 유럽 26.5km, 미국 18.8km, 일본 20.3km의 연비 규제를 시행할 계획입니다.

 

따라서 글로벌 자동차 기업들은 자동차 무게를 줄이기 위한 소재 개발에 공을 들이고 있습니다. 자동차가 가벼워지면, 자동차 연비가 그만큼 개선되기 때문인데요. 일반적으로 차량 무게를 10% 줄이면 연비가 6% 정도 개선되는 것으로 알려져 있습니다. 연비 향상은 물론 이산화탄소를 줄일 수 있는 가장 효과적인 방법으로 자동차 경량화가 주목받고 있는 것입니다.

 


자동차는 강철로만 만들어질까?

 

(▲출처 : 아우디 홈페이지)

 

(마그네슘과 탄소섬유 강화플라스틱(CFRP) 등 복합소재를 적재적소에 사용해 경량화를 극대화하기 위해 아우디가 선보인 ‘MSF(Multi-material Space Frame)’)

 

안전, 편의 등을 위해 에어백, ABS, 에어컨, 오디오 등 다양한 보조 장치들이 추가되면서 자동차의 무게는 예년보다 급속도로 증가해 왔습니다. 이러한 장치와 성능을 그대로 유지하면서 무게를 줄이기 위한 가장 확실한 방법은 기존에 주로 사용되던 강철이 아닌, 가벼운 소재 적용이겠죠. 사실, 강철로만 만들어지는 줄 알았던 자동차는 핵심 부품 몇 개를 제외하고 대부분 플라스틱으로 만들어지기 때문에 어려운 것도 아닙니다. 그래서 지금 강철을 대신할 소재로 주목받고 있는 것이 바로 알루미늄과 플라스틱입니다.

 


자동차 경량화를 위한 대체 소재들

 

(▲출처 : 볼보 홈페이지)

 

(재활용 플라스틱 소재를 적용한 볼보 ‘XC60’ 플러그인 하이브리드 차량) 

 

☞알루미늄
엔진 후드나 트렁크 리드, 도어, 서스펜션 부품 등에 알루미늄 합금을 사용하는 고급 차량이 늘고 있는데요. BMW, 재규어, 포드, 아우디, 벤츠, 재규어 등 주요 자동차 기업에서 100% 알루미늄 BIW(보디 인 화이트)를 적용해 경량화와 강성을 향상하고 있어서 철강을 대신할 현실적 대안으로 부상하고 있습니다.

 

탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP)
플라스틱을 탄소섬유로 강화한 복합재료로, 철보다 50%, 알루미늄보다 30% 가벼우면서 인장강도는 철보다 10배 정도 높은 소재입니다. 범퍼, 실린더, 헤드 커버 등에 사용되며, 항공우주산업이나 건축, 각종 스포츠용품의 경량화 소재로도 쓰이고 있습니다. 단, 가격이 비싸고, 생산성이 낮다는 단점이 숙제로 남아 있습니다.

 

유리섬유 강화 플라스틱(GFRP)
불포화 폴리에스터에 유리섬유를 보강한 플라스틱으로, 철보다 강하고 알루미늄보다 가벼운 것이 특징입니다. 녹슬지 않고 열에 변형되지도 않으면 가공하기 쉬운 장점이 있습니다. 다만 고온에서는 사용할 수 없어 주로 건축자재, 보트, 스키용품, 헬멧, 항공기 부품 등에 적용됩니다. 

 

초고장력 강판(AHSS)
무게를 줄이면서도 차체의 강성을 확보하기 위해 최근 사용 비중이 크게 늘고 있는 소재입니다. 일반강판 대비 무게는 10% 이상 가벼우면서도 강도는 2배 이상 높은 것이 특징입니다. 현대자동차 ‘아이오닉 일렉트릭(EV)’에도 53%의 초고장력 강판이 적용됐습니다.

 

플라스틱 쓰레기
버려지는 플라스틱 쓰레기는 플라스틱 섬유로 재가공 돼 자동차의 좌석 시트나 도어 트림, 바닥 카펫 등으로 재사용되며, 진정한 환경보호를 실천합니다. 볼보는 2025년부터 볼보 차량에 사용되는 플라스틱 중 최소 25%는 재활용 소재를 사용하겠다고 밝히기도 했습니다. 랜드로버는 1대의 차량마다 16㎏의 재활용 플라스틱과 21㎏의 재생 가능 소재 및 천연 소재를 사용해 친환경 자동차를 만들고 있으며, 포드는 2012년형 전기자동차 좌석 시트를 폐산업용 섬유와 폐플라스틱 용기 등 재활용 소재를 혼합해 만들었습니다.

 


플라스틱으로 만든 자동차가 그려 갈 미래

 

 

아직은 기술과 생산성 부족, 그리고 너무나 높은 단가로 인해 최고급 차량이나 콘셉트카에만 적용되고 있는 대체 소재들. 첨단 기술이 적용된 플라스틱 신소재로 자동차를 가볍게 하고, 연비를 높일 수 있으며, 공해도 막을 수 있습니다. 무엇보다 버려지는 플라스틱 쓰레기가 다시 자동차로 만들어져 쌓여 있는 처치 곤란 플라스틱의 양을 줄여줍니다.

 

지구도 살리고 자동차의 연비도 살리는 자동차 경량화. 자동차는 강철로만 만들어지리라 생각하신 분들에게 희망을 선물해 줄 수 있을 것 같네요! 기대해봅니다.

 

 

 

1 ··· 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ··· 257