가벼운 자동차의 시작, 엔진 브래킷

가벼운 자동차의 시작, 엔진 브래킷

자동차 경량화의 답은 복합소재의 개발

안녕하세요 코오롱블로그 지기입니다. 

다양한 환경문제와 함께 지구온난화의 주요 원인으로 연료 소비가 지목된 가운데 전 세계적으로   에너지 및 탄소 감축과 관련된 규제가 강화되고 있습니다. 이렇게 강화된 규제 속에서 친환경, 높은 연비, 좋은 출력의 요소를 모두 충족시켜야 하는 자동차 산업에서 경량화라는 키워드는 더 이상 피할 수 없는 흐름이 되었습니다.

자동차 산업 최고의 숙제, 경량화

자동차를 구매하는 소비자들이 가장 중요시 여기는 부분이 바로 연비입니다. 자동차의 무게가 100kg 증가하면, 이산화탄소 배출량 또한 약 11g이 늘어나며, 연료 또한 100km당 0.5.L가 소비됩니다. 연비 향상을 위해서 자동차의 경량화는 필수적인데요. 자동차 경량화를 실현하기 위해서는 자동차의 구조 설계를 변경하거나, 신공법을 적용하거나 신소재를 개발해야 합니다. 그중에서도 가장 효과적인 방법은 바로 신소재 개발입니다. 금속을 대체할 수 있는 하이테크 플라스틱에 주목하고 있는데요. 이러한 신소재를 자동차의 경량화에 사용할 경우, 최대 420kg~490kg까지 무게를 줄일 수 있다고 합니다. 

출처: 미디어팬 보도자료 참고

코오롱 엔진 브래킷 최초 공개!

지난 11월 13일부터 사흘간 진행됐던 아시아 최대 복합소재 전시회 'JEC ASIA 2019’에서 코오롱 그룹은 코오롱플라스틱의 UP테이프와 CFRP 복합소재를 적용한 엔진 브래킷을 최초로 공개했습니다. 현대자동차, 한양대와 협력 개발한 엔진 브래킷은 금속 소재보다 약 80%가량 가벼워진 무게로 연비를 높였으며, 압축성형 공정으로 성형 시간을 단축하는 동시에 생산 비용도 절감할 '수 있게 했습니다. 특히, 코오롱그룹의 엔진 브래킷은 이번 전시회에서 혁신상을 수상했는데요. 이는 재활용할 수 있는 열가소성 수지 적용으로 친환경적이며, NVH(소음, 진동, 불쾌감)도 낮출 수 있다는 점에서 높은 평가를 받았습니다.  

핵심 복합소재, CFRP

코오롱그룹의 엔진 브래킷에서 적용된 복합소재 CFRP는 탄소섬유강화플라스틱입니다. 코오롱플라스틱은 2014년 초, 복합소재 CFRP의 브랜드인 '컴포지트(KompoGTe)'를 출시하기도 했는데요. CFRP는 탄소섬유를 강화재로 하며, 플라스틱 계의 복합재료로 고강도, 고탄성 경량 구조재입니다. 탄소섬유의 경우, 철의 1/4의 무게를 가지고 있으면서, 철보다 10개 강한 인장강도를 가지고 있어, 꿈의 소재로 불려왔습니다. 하지만 탄소섬유를 만드는 공정 및 탄소섬유로 CFRP를 만드는 공정 두 가지 모두가 복잡하기 때문에 높은 단가로 널리 사용되는데 어려움이 있었는데요. 기술의 발달과 함께 단가가 낮아졌고, 동시에 전 세계적으로 경량화를 통해 연료 효율을 높이려는 이슈와 함께 CFRP가 더더욱 주목받기 시작했습니다. 항공기와 자동차 산업에서는 더더욱 CFRP 시장이 급성장할 것으로 예상되고 있습니다. 

JEC아시아2019의 코오롱 

코오롱은 엔진 브래킷 외에도 ‘JEC아시아2019’에서 다양한 소재 제품을 전시했는데요. 복합소재 브레이크 페달 암, CFRP 복합소재를 적용한 FEM 캐리어, 도어 모듈 패널 등의 탄소섬유 제품을 전시했습니다. 또한 코오롱인더스트리에서는 자체 개발한 탄소섬유 중간재 토우 프리프레그를 활용한 차세대 압력용기를 출품했습니다. 이 외에도 컨테이너를 고정하는 안전장치로 아라미드 섬유를 활용한 복합재 라싱바는 기존의 금속 대비 최대 50%까지 경량화하며 눈길을 끌었습니다. 

전기차 및 자율주행차 시장의 확대와 함께 기존에 사용했던 금속 제품에서 유리섬유, 탄소섬유 복합재료를 활용한 경량화 제품으로 패러다임이 변화하고 있습니다. 코오롱은 이러한 시대의 흐름에 발맞춰 원소재, 중간재, 복합소재 적용 부품사업 등으로 밸류체인을 확대해 나갈 계획인데요. 미래 자동차 시대를 선두 할 코오롱 그룹 복합소재의 무한한 가능성이 더욱 기대됩니다.