고함침 복합소재 적용 하이브리드 카울 크로스멤버 개발에 관한 연구

Abstract

최근 자동차시장의 판매경쟁이 치열해지고 있으며, 이와 동시에 강력해진 환경규제에 대응하기 위해 자동차 중량감소를 통한 연비개선에 다양한 노력을 기울이고 있다. 이는 완성차뿐만 아니라 모든 자동차 부품회사까지 요구되는 노력이기도 하다. 경량화를 위해 본 연구에서는 알루미늄 바 인서트 유리섬유복합소재 적용 사출성형 특성을 분석하였다. 본 연구의 유리섬유복합소재의 경우 나이론(Polyamide(PA) or Nylon) 수지에 유리섬유복합소재 (Glass Fiber Reinforced Thermoplastics, GFRP)를 이용해 사출성형 하는 공법을 이용하였다. 나이론 수지에 유리섬유 복합소재를 제조할 경우, 유리섬유에 나이론 수지를 결합하여 복합소재를 만드는 공법으로 유리섬유와 나이론 수지와의 밀착력을 높이는 연구가 필요하다. 이런 복합소재의 경우 국내 전기·전자 회사에서 사용되어지는 공법이기도 하며 이러한 기술은 수년 전부터 자동차 업계에서 많은 관심을 가져왔다. 그러나 자동차 부품의 경우, 그에 따라 상기 요구 조건을 만족하기 위해, 특성상 부품의 표면이 매우 우수하여야 하며 제품의 경량성이 우수하여야 하는 어려움이 있다. 기존의 스틸 제품을 알루미늄, 마그네슘, 플라스틱 등으로 경량화를 실현하기 위한 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 카울 크로스멤버(Cowl Cross Member)를 개발 연구하는 것으로 기존의 스틸 제품에서 알루미늄과 플라스틱이 결합한 하이브리드 제품 개발을 통해 경량화를 실현하기 위함이다. 알루미늄은 압출공법으로 개발하고 카울 크로스맴버의 특성을 고려한 단면 형상과 소재의 두께를 최적화 하여야 한다. 또한 알루미늄 인서트 사출하며 결합하는 방식으로 카울 크로스멤버를 개발하는 것으로 수지와 알루미늄과의 일정 이상의 외력에도 밀착성을 유지하는 복합소재와 설계기술이 필요하다. 본 연구에 이러한 기술을 자동차 부품 개발에 적용 한다면 자동차 부품에 대한 최근 대두되는 환경규제에 따른 중량 감소를 통한 연비 개선에 큰 효과가 있을 것으로 판단된다.