16. 자동차 경량화 재료의 종류 및 특징

자동차 학습/자동차 개발 및 설계 2019.01.20 01:00 Posted by 자동차 전문 교육 자동차 역사가

16. 자동차 경량화 재료의 종류 및 특징

차량 경량화에 쓰이는 주재료는 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 고장력강 등의 합금 금속 재료와 플라스틱 및 세락믹과 같은 비 금속 재료가 있다.

1) 알루미늄(Al)

주로 엔진본체와 주변 관련 부품, 알로이 휠, 라디에이터 및 인터쿨러와 같은 열교환기, 서스펜션의 컨트롤 암, 범퍼 내부의 빔 등에 사용된다. 최근에는 국내 고급차를 중심으로 후드 및 트렁크 리드의 차체에도 알루미늄을 적용하고 있다.

 ①장점

   - 다이케스트와 단조 압출 가공법이 우수하다.

   - 알루미늄 합금의 재활용시 에너지 소비율(3%)이 낮아 리사이클 용이하다.

 ②단점

   - 부품의 프레스 성형성이 나쁘다.

   - 판금 작업성이 나쁘다.

   - 용접성이 나쁘다.

 2) 마그네슘(Mg)

 마그네슘은 자동차에 적용되는 가장 가벼운 금속 중의 하나이다. 리사이클이 용이하고, 진동 흡수성이 좋아 스티어링 휠, 실린더 헤드커버, 휠, 클러치나 트랜스미션의 하우징 등에 많이 사용된다.

 3) 플라스틱(Plastic)

 현재 자동차에서 플라스틱의 구성은 알루미늄과 비슷한 약 8%이다. 주요 적용 부품의 실린더 헤드 커버, 흡기 매니폴드, 라디에이터 탱크, 범퍼, 휠 커버, 헤드램프 렌즈, 도어 핸들, 루프랙, 루프 몰딩 등에 적용된다..

 ①장점

- 가볍고, 부식되지 않으며, 가공하기 쉽다.

 ②단점

- 적용 부품의 다양화로 인해 라사이클이 어려우며(식별 표시 또는 부품 성질 통합), 강도가 약하다.

 플라스틱의 강도를 높이는 방법은 강도가 높은 소재와 조합시킨 복합 재료로써 유리섬유로 만든

글라스화이버(GFRP), 탄소섬유로 만든 카본파이버(CFRP) 등이 있다. 카본파이버의 강도는 스틸의 4배, 비중은 철의 1/4이다. 그러나 카본 파이버는 성형이 어렵고, 가격이 비싸다.

4) 세라믹(Ceramic)

 고온 내성이 강하고, 고강도성이며, 내마모성이 크고, 화학적인 안정성이 높고 가볍다.

 ①단점

  - 성형 가공이 불가능하고, 세라믹의 접합이 어렵다.

 ②세라믹의 조율

   - 기능성 세라믹스 : 세라믹의 전자기적 혹은 광학적 특성을 이용한 각종 센서나 표시장치에 적용

  -구조용 세라믹스 : 경량으로 고온 강도나 내모성 등의 특성으로 디젤 엔진 부품에 사용된다.