세계적으로 환경오염 문제가 대두되면서 차량 배기가스 규제 강화와 자동차 산업의 연비 개선에 대하여 요구되고 있다. 미
국은 2025년까지 현재보다 50% 이상 개선된 리터당 23.2㎞의 연비를 요구하고 있으며 유럽에서는 2025년 33.1㎞의 연비를 달성해야 한다. 이와 같은 연비 규제 강화 흐름으로 2025년에는 전 세계적으로 연비 개선을 위한 차량 경량화 시장이
대략 1300억 달러까지 증가할 것으로 전망이 되고 있다.
차량의 경량화를 위한 대안으로는 경량재료의 대체 및 이중 구조변경 그리고 공법의 경량화 등 연비를 향상시킬 수 있는 방안들이 있으며 현재 자동차 업계에서 이러한 방법들을 사용하고있다. 이 중 소재를 경량재료로 대체 변경하는 방법이 경량화 효과에 가장 큰 효과를 보게 되지만 이 또한 재료비 상승부분과 강도를 생각하지 않은 경량 소재만을 사용할 경우에는 안전규제 문제와 연계가 되기 때문에 어려움이 따르고 있다.
최근의 트렌드는 전기 및 하이브리드 친환경 첨단 차량이 증가하고 있는 상황이지만 실질적으로 전기차는 아직 주행거리가
짧으며 배터리가 무겁기 때문에 차량 연비가 낮아지는 문제로 경량화 부분에 민감하다. 일반적으로 차량의 무게를 10% 감
량하면 연비는 8% 향상이 된다. 그렇기 때문에 자동차 브랜드에서의 경량화에 대한 시도는 큰 이슈이다.
전기자동차 분야기업인 테슬라 (Tesla Motors)의 모델 S는 리튬이온전지 기반의 스포츠카를 출시했으나 개발 당시 리튬이온 전지팩을 설치함으로써 차체의 무게가 무거워지면서 연비가 낮아지는 현상이 문제였다. 이러한 부분을 테슬라 개발팀에서는 기존 철강소재에서 알루미늄 소재로 변경하면서 경량화를 해결하여 연비를 향상시켰으며 2015년 전기차 업계 1위에 자리에 위치하게 되었다. 이와 같이 급속도로 성장하고 있는 전기차 시장의 핵심적인 요소는 자동차 경량화 소재에 따라 결정이 지어질 것으로 예상 되고 있다.
알루미늄(Aluminium)은 기존 철강(Steel) 보다 3분의 1 정도 가벼우면서도 100% 재활용이 가능하며 매장량이 풍부하여공급이 안정적인 소재이다. 또한 부식이 거의 없으며 충분한 강도를 가지고 있어 자동차 경량 소재 중 가장 큰 사용률을 보이며 성장세가 증가하고 있다. 미국 내 주요 시장조사기관 중 하나인 Ducker Worldwide 사는 2025년까지 자동차 내 알루미늄 소재 사용 비율이 현재의 2배 이상 증가할 것으로 전망했다. 세계 최대 차량용 알루미늄 공급업체 노벨리스는 자동차 환경규제로 인하여 매년 두 자릿수 성장이 예상될 것이며 아직까지 알루미늄 소재의 가격이 높은 편이지만 2020년 이후에는 규모의 경제로 인하여 단가가 낮아질 것이라 말하였다.
알루미늄은 메이저 자동차 업계에서 철강 다음으로 가장 많이 사도해보는 경량 소재로써 아우디는 1994년 세계최초로 양
산형 차량에 100% 알루미늄 차체를 적용하였으며 최대 140Kg 가벼워졌으며 철강 대비 Body 기준 28%, 전체 차량 기준
4.4% 의 무게를 줄임으로써 차체 기술로써 경량화를 상징하는 브랜드를 만들어 현재 글로벌 자동차 브랜드 중 가장 많은
알루미늄 소재를 사용하여 차량을 생산하고 있다. 또한 알루미늄 소재는 고강도, 경량화로 인하여 애플 아이패드, 애플워치
(Apple Watch) 등 IT 기기 및 다양한 산업으로 확산되고 있다.
그동안 글로벌 메이저 자동차 브랜드들인 BMW, 아우디, 랜드로버, 재규어 같은 고급 차종들이 알루미늄 소재를 차량에 적
용하는 개발들이 선보였으나 최근에는 일반 양산 차량에도 알루미늄을 사용하는 빈도가 점차 증가하고 있다. 이는 경량 소
재 중 알루미늄의 채용 비용이 가장 빠르게 증가하고 있는 현황을 보여주고 있으며 현재 국내에서 알루미늄을 적용한 차량
규모는 약 35만 대 내외로 전망되고 있다 . 알루미늄은 기존 강판과 대비하여 3분의 1 정도 가벼우면서도 충분한 강성을 가
지고 있기 때문에 안전성은 물론 연비향상에 뛰어난 경량화 소재이기 때문에 다양한 산업분야의 적용의 비중이 증가하고
있다.
COMPANY : JAGUAR SOURCE : jaguarusa.com
영국 브랜드 재규어에서 풀체인지 모델 올 뉴 XF 모델을 선보임. 이 모델은 알루미늄 인텐시브 모노코크 구조와 최첨단 리벳 본딩 테크놀로지를 활용하여 혁신적인 경량화를 실현하여 연비 측면에서 우세함. 차량의 경량화를 이루기 위하여 알루미늄 비율을 75%로 사용하였으며 동급 최고 수준을 이루었음. 또한 세계 최대 규모 알루미늄 제조 업체 노벨리스(Novelis)에서 공급받은 알루미늄을 적용하였으며 차체 중량은 기존 XF 보다 약 190KG 가벼워졌으며 차량강성은 28% 이상 강화되었음. 보닛과 프론트 휀더 등 외부 패널도 알루미늄으로 제작하였으며 안전성을 위하여 크로스 빔은 마그네슘 알루미늄 합금을 사용하여 이를 바탕으로 50:50 가량의 무게 배분을 달성함으로써 안정적 주행이 가능함.
COMPANY : Cocoa Moters SOURCE : ddbgroup.nl
일본의 코코아 모터스(cocoamotors)사에서 최고 시속 10Km인 최소형 개인 이동 수단인 워크카(WalkCar)를 선보였음. 이 제품은 현재 출시된 전동 휠, 세그웨이처럼 이동 수단으로 사용하지만 크기는 노트북보다 작은 것이 특징임. 외관은 알루미늄으로 제작되었으며 무게는 2~3Kg 정도로 하단에 바퀴가 있으며 애플의 맥북과 흡사한 모양을 하고 있으며 사용목적에 따라 실내용과 야외용으로 차이를 둘 수 있음. 워크카는 120Kg 정도까지 버틸 수 있으며 3시간 충전에 12Km까지 운행이 가능하며 평소에는 슬림한 디자인으로 가방에 넣어 가지고 다닐 수 있으며 걷다가 필요시에는 언제든지 가방에서 워크 카를 꺼내서 탈 수 있는 1인용 이동 수단으로 휴대성과 편리함을 제공해주고 있음.
위 내용은 산업통상자원부 ＇2015 디자인전략정보개발사업＇ 의 연구보고서인 ＇미래유망산업과 디자인, 소재에 집중하라＇ 중 일부를 발췌하여 편집하였습니다.
자세한 내용은 하단 링크의 PDF파일을 다운로드 받으시기 바랍니다.
http://first.designdb.com/dtrend/trend.r.asp?menupkid=234&pkid=23419
