경량화의 미래

경량화는 더 이상 선택사항이 아닙니다. 전세계적으로 소재 및 설계 엔지니어들의 목표는 다중 소재 경량 자동차를 동일하거나 더 나은 안정성 및 견고성을 갖춘 채 다량으로 설계 및 제조하는지에 관한 것입니다. OEM은 설계 자유성을 지킬 수 있는, 양극 산화 알루미늄, 플라스틱, 탄소 섬유 및 기타 차량 중량을 감소시킬 수 있는 소재들을 연구하고 있습니다. McKinsey 의 최근 연구 (PDF, 1.3 MB) 에서는 2030년에 다다르면 자동차 생산에서의 경량 소재 사용은 현재 항공기에 사용되는 비율만큼으로 증가될 것이라고 예측하였습니다.

특히 좌석을 포함하여, 자동차 실내의 경량화가 주목받고 있습니다. OEM이 공급업체에서 솔루션을 제공하기를 기대하고 있으므로, 이러한 과제는 대다수에게 현실로 느껴지고 있습니다. 예로, Faurecia는 마그네슘 합금으로 제조된 좌석 구조를 개발하기 위해 중국 자동차 주조 공장과 협력하고 있습니다. 자동차 IQ (PDF, 618.3 KB) 에 따르면 해당 회사는 소재가 기존 철강 좌석 구조보다 약 25% 더 가벼울 것이라고 예상하고 있습니다.

이 때, Adient 는 최근 다이 캐스트 마그네슘 좌석 구조, 유리섬유 강화 플라스틱 앞좌석 백레스트 및 알루미늄, 고인장 철강 뒷좌석 등을 포함하여 여러 다중 소재 좌석 컨셉을 공개하였습니다. 목표는 2020년까지 표준 좌석 구조 중량을 22% 감소시키는 것이었습니다. 이러한 노력은 OEM, Tier, 컨버터 및 그들의 공급업체에 흥미로운 질문을 던집니다. 과제는 여전히 비용 효과적으로 가벼운 다중 소재 솔루션을 생산으로 현실화시키는 것입니다. 주요 질문은 이것입니다: 새로운 솔루션을 개발할 수는 있습니다. 하지만 어떻게 실현할 수 있습니까?

구체적인 이유는 말 그대로 너트와 볼트를 포함합니다. 고강도 철강, 알루미늄, 마그네슘 등 가벼운 소재들이 자동차 설계에 도입되면서, 그 소재들을 효과적으로 결합시키는 것이 주요 문제가 되었습니다. 동시에, OEM은 대체로 혁신적인 제품들에 대해 제조 시간을 감축시키고 단계를 간소화시키는 등 지속적으로 제조 과정을 더욱 효율적으로 만들고자 합니다. 이 모든 사항들은 스팟 웰딩, 볼트, 리벳, 클린칭 등 전통적인 탈부착 방법에 대한 대체 방법을 개발하도록 이끌었습니다.

상단의 CAR Research/Lucintel 의 차트는 향후 몇 년 동안 나타날 경향에 대하여 나타내고 있습니다. 자동차 접착제 부문의 예상 성장률은 확실합니다. Lucintel에 따르면, 전체 자동차 접착제 시장은 2015년부터 2020년까지 CAGR 9%로 성장할 것이라고 예측됩니다.

테이프 및 구조용 접착제는 다음과 함께 경량 솔루션을 제공합니다 – 또는 대체하여 – 리벳, 볼트, 나사 등의 전통적인 패스너. 최신 백서에서, Adhesives.org 및 Sealants.org (PDF, 949.4 KB)는 구조용 접착제가 웰드 라인 및 심, NVH를 감소시킬 수 있는 씰 갭에 시공될 경우 특히 단단한 구조에 도움이 될 것이라고 제시하였다. 기관에서는 또한 차량별 평균 구조용 접착제 결합 길이가 향후 5년 간 (약 2020년) 60% 증가하여 차량별 평균이 90%에 육박할 것이라고 예측하였다.

접착제가 특정 어플리케이션에 적합한지 항상 고려하여야 한다. 예를 들어, 다수의 패널 접착 접착제는 차량 외부 바디나 웰딩 및/또는 리벳과 함께 사용되는 어플리케이션을 포함하여 비-구조적 패널 부착 어플리케이션에 사용되도록 제조되었다. 구조적 결합성 및 개별 설계에 영향을 미치는 다수의 요인이 있으므로 자동차 엔지니어들은 항상 어떤 접착제가 적합한지 고려하여야 한다. 여러 접착제 제조사들은 OEM에서 사용하도록 평가할 수 있는, 충격 저항 구조적 접합제를 제공한다.

플라스틱 및 섬유 강화 합성물은 좌석 컨셉, 인스트루먼트 패널 및 기타 영역에 점점 인기를 얻고 있습니다. 3M과 같은 공급업체는 다양한 플라스틱 및 합성물을 영구적으로 접합하여 실용성을 크게 키울 수 있는 (때로는 필수적으로 요구되는) 접착제 및 테이프을 개발하고 있습니다 – 이러한 제품들은 플라스틱을 금속, 저표면 에너지(LSE) 피착면 및 서로 상이한 소재에 접합할 수 있도록 돕습니다.

경량화를 위한 소재에서의 추가 발전 사항은 실내 NVH 감소를 포함합니다. 이러한 소재들은 일반적으로 차량 도어 또는 헤드이형지의 빈 공간에 채워지며 기존 사용되던 소재들보다 훨씬 가볍고 뛰어난 성능을 자랑합니다. 3M™ Thinsulate™ 흡음재는 블로운 극세사 웹을 포함하여 다양한 중량 및 두께에서 소음과 중량 감소에 대해 뛰어난 성과를 나타냅니다.

자동차 세계는 전세계적으로 빠르게 변화하고 있습니다. 이에 자동차 실내 설계를 위한 OEM 소재 및 설계에 더 가볍고 강한 소재를 적용하여야 하는 것이 필수적이 되고 있습니다. 동시에, 자동차 주행, 전기화 및 카풀 등의 기타 트렌드가 전세계적으로 등장하고 있습니다. 3M은 접착, 결합, 단열 및 흡음에 관하여 OEM, Tier 공급업체 및 컨버터가 수요를 충족시킬 수 있도록 제품과 솔루션을 제공하고 있습니다.