22. 자동차 부품에 사용되는 복합소재

자동차 학습/자동차 개발 및 설계 2019. 3. 30. 15:35 Posted by 자동차 전문 교육 자동차 역사가

22. 자동차 부품에 사용되는 복합소재


 자동차(1500cc기준) 1대를 만드는데 사용되는 복합수지는 약 50kg이고 자동차 이외에도 전자, 가전부품 에도 사용되고 있다.
 복합수지 개발 목적
 우리가 사용하는 수지(플라스틱)는 중합되어 나오는 그 자체로 사용되는 경우도 있지만 그 이상의 물성이 요구될 때는 필러를 첨가함으로써 필요한 물성에 도달 할 수 있습니다. 가령 폴리프로필렌이라는 수지의 강성(외부힘에 견디는 힘)을 높이기 위해서는 유리섬유를 첨가하게 됩니다. 유리섬유는 콘크리트 속 철근과 같은 역할을 하기 때문에 강성을 높일 수 있습니다.. 또한 폴리프로필렌은 불에 잘 타는 소재인데 난연제를 첨가함으로써 불에 잘 타지 않는 소재로 만들 수도 있습니다.
 복합수지는 이처럼 각 원료의 특성들을 잘 조합하여 원하는 용도에 적합한 성능을 구현 할 수 있습니다.

복합수지란
 흔히 두 가지 이상의 재료를 복합화한 재료를 ‘복합재료’라고 합니다. 복합재료의 역사는 아주 오래되었는데요, 가령 진흙과 밀짚으로 벽돌을 만들어 이를 건축에 사용하면 진흙으로만 만들어진 벽돌보다 훨씬 내구성이 좋습니다. 이처럼 두 가지 혹은 그 이상의 재료들이 더해져서 그 각각의 재료들보다 성능과 기능이 뛰어난 구조를 가질 때 복합재료라고 부릅니다.
 복합재료의 가장 보편적인 구조는 두 가지 요소, 즉 접합재료의 역할을 하는 기지(Matrix)와 강화재 역할을 하는 필러(Filler)로 구성된 것입니다. ‘복합수지’는 수지(Resin, Polymer, Plastic)가 기지(Matrix) 역할을 하는 복합재료를 말합니다.
 
복합수지의 구분
 수지의 구분에 따라 크게 두 부분으로 나눌 수 있습니다. 수지는 열가소성수지(Thermoplastic)와 열경화성수지(Thermoset)로 나누어 지는데, 전자는 성형가공 후에 다시 열을 가하여 재가공이 가능한 것이고, 후자는 성형가공 후에 열을 가하여도 변형이 없는 수지를 말합니다.
 보통 열경화성 수지 기반의 복합재료는 우주, 항공, 풍력발전 등 특수 용도 목적으로 많이 쓰이고, 열가소성 수지기반의 복합재료는 우리 일반 생활용품에서 가전, 자동차 등 그 응용분야가 넓고 다양합니다. 그래서 보통 산업계에서 복합수지라 함은 열가소성수지를 일컫는 경우가 많습니다.
 
 
복합수지의 용도는 이처럼 다양합니다.  
 
복합수지의 종류
 복합수지의 종류를 크게 구분 짓는다면 수지에 따른 종류와 필러(Filler)에 따른 종류로 나눌 수 있습니다. 수지는 중합되어 나오는 종류 즉, 폴리프로필렌(PP), 폴리아마이드(PA, Nylon), 폴리스티렌(PS) 등이 있고, 필러(Filler)는 유리섬유(Glass Fiber), 탈크(Talc), 카본섬유(Carbon Fiber), CNT(Carbon Nano Tube), 충격보강제, 난연제 등이 있습니다. 이러한 2가지 이상의 수지와 필러의 조합으로 복합수지의 종류는 다양해 질 수 있습니다..

자동차에 적용되는 복합수지 부품

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