》 LFT가 적용된 BMW i8(출처: BMW 공식 블로그)
한화첨단소재의 자동차 경량화 소재를 소개하고 있는 경량화 특집 다섯 번째 이야기는 장섬유 강화 열가소성 플라스틱인 ‘LFT(Long Fiber Thermoplastics)’입니다. LFT는 철강을 대체할 수 있는 강화플라스틱인데요. 플라스틱 소재에 길이가 긴 섬유를 보강한 것입니다. 탄소섬유와 플라스틱 첨가제를 배합한 새로운 경량화 소재를 개발하기 위해 다양한 연구가 세계적으로 진행되고 있는데요. LFT는 어떤 소재인지 알아보도록 하겠습니다.
* 자동차 경량화의 비밀 #2 다재다능 복합소재 'LWRT'! ▶ http://www.hanwha-advanced.com/53
* 자동차 경량화의 비밀 #3 친환경 경량화 소재 'EPP'! ▶ http://www.hanwha-advanced.com/57
* 자동차 경량화의 비밀 #4 경량화 플라스틱 'SMC'! ▶ http://www.hanwha-advanced.com/99
섬유의 진화!
》탄소섬유 강화 플라스틱이 적용된 포르쉐 실내 (출처: http://www.porschetuningmag.com)
섬유하면 우리는 당연히 의류나 이불 등을 생각하게 되는데요. 실제 산업에서 섬유는 이미 자동차, 비행기 등을 만드는 복합재료로 널리 사용돼 왔습니다. 산업용 섬유에서 중요한 것은 바로 ‘강도’인데요. 가벼우면서도 마모와 내열, 내약품성 등 내구성이 강한 섬유개발이 이뤄지고 있습니다. 이를 위해 섬유와 플라스틱을 접목한 섬유강화플라스틱(FRP), 탄소섬유강화플라스틱(CFRP), 세라믹 섬유 등 다양한 복합섬유들이 개발되고 있습니다.
고강도 초경량 부품 소재
LFT(장섬유 강화 열가소성 플라스틱)란?
》장섬유 팔레트(좌), 단섬유 팔레트(우) (출처: http://www.appliancedesign.com)
장섬유 강화 열가소성 플라스틱(LFT, Long Fiber Thermoplastics)는 연속 섬유의 높은 충격강도와 열가소성 수지의 성형성을 겸비한 경량화 복합소재인데요. 기존 단섬유 폴리머와 비교했을 때 충격강도가 3~5배, 고온에서 탄성유지율이 높으며 저온에서의 내충격성도 우수합니다. 그런데 가격까지 저렴해 금속과 플라스틱을 대체할 수 있는 소재로 각광받고 있습니다.
》LFT 팔레트 모습(출처: http://www.appliancedesign.com)
또한 연속 섬유의 높은 충격강도와 열가소성 수지의 성형성을 겸비해 점점 LFT에 대한 수요가 증가하고 있는데요. 기존 팔레트에서는 섬유 길이가 10~30mm 정도로 한계가 있었지만, 최근에는 섬유길이가 평균 80mm까지 가능해져 강성과 굴곡, 충격 특성이 향상된 것이 특징입니다.
복합 경량화 소재
LFT, 어디에 사용될까?
》출처: http://www.appliancedesign.com
LFT는 주로 프론트 엔드 모듈, 도어 모듈, 트렁크 커버, 시트 프레임 등 다양한 부품에 적용될 수 있는데요. 도어 모듈, 프론트 엔드 모듈, 계기 패널, 런닝보드 등 적용부분이 점차 늘어가고 있습니다. LFT로 기존 부품을 교체할 경우 10% 이상 연비향상 효과를 볼 수 있다고 합니다.
가벼워서 더욱 똑똑해진
LFT 자동차
1 스마트 포비젼(smart forvision)
》 휠림에 LFT가 적용된 스마트 포비젼(출처: www.germancarforum.com)
지난 2011년 9월 스마트는 콘셉트카 ‘스마트 포비젼(smart for vision)’을 선보였는데요. 바로 열가소성 플라스틱 휠림(Wheel Rim)이 장착된 최초의 자동차였습니다. 스마트의 모든 플라스틱 휠 림은 알루미늄 휠보다 30% 이상 가벼워 자동차의 중량을 획기적으로 감량해 연비개선에도 도움을 주었습니다. 장섬유 강화 열가소성 플라스틱으로 강성을 더욱 향상돼 충돌 흡수장치나 시트 구조물, 배터리 홀더, 엔진 마운트 등 에너지 흡수가 중요한 부품에서 금속을 대체할 수 있게 된 것입니다.
2 BMW i8
BMW i8의 후면 배기구 커버는 DLFT(섬유강화 열가소성 플라스틱. direct long fiber thermoplastic)이 적용됐는데요. DLFT는 경량 플라스틱인 폴리프로필렌 압축성형 컴파운드를 장유리 섬유로 보강한 장섬유 강화 열가소성 플라스틱으로 만들어졌답니다.
첨단 자동차 경량화 부품 소재 글로벌 No1
한화첨단소재
》세종시에 위치한 한화첨단소재 '경량복합소재개발센터'
한화첨단소재는 자동차용 경량복합소재 및 부품 글로벌 No 1 기업으로, GMT, LWRT, EPP, SMC. LFT 등 다양한 자동차용 경량복합소재를 보유, 생산하고 있습니다. 그 중에서도 GMT(강화 열가소성 플라스틱)와 LWRT(저중량 강화 열가소성 플라스틱)는 세계 시장점유율 1위를 달리고 있는데요. 현대기아차를 비롯해 BMW, 아우디, 제너럴모터스(GM), 포드, 도요타, 폭스바겐 등 글로벌 메이커에 경량화 부품 소재를 공급하고 있답니다.
현재 미국, 중국, 유럽,멕시코 등에 해외법인을 설립, 현지 생산체계를 구축함으로써 글로벌 자동차 부품 생산ㆍ공급업체로서의 위상을 높여 나가고 있는데요. 이제 세계 어디를 가든 '자동차 경량화 부품 기업'하면 '한화첨단소재'를 떠올리게 될 날이 머지 않은 것 같습니다.
참고자료
자동차 경량화 기술동향과 개발 전략. 한국과학기술정보연구원 정보분석연구소 2013.7.30
* 이 콘텐츠의 모든 저작권은 한화첨단소재 공식 블로그에 있습니다. *
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