케미컬 코믹스: 엔지니어링 플라스틱 by self_fish



차세대 자동차 개발이 한창이다. 그 중심에는 새로운 배터리 개발이 있다. 그러나 그와 함께 자동차의 경량화도 함께 해결해야 한다. 무게를 낮추면 연료 효율성을 높일 수 있기 때문이다. 특히 환경 문제로 인해 정부도 연료 효율을 높일것을 요구하면서 자동차 업계는 심각하게 자동차 경량화 문제를 해결해야 할 상황에 놓이게 되었다.

자동차에 쓰이는 철은 1977년 75%에서 2004년 63%로 감소했다. 그밖에 알루미늄, 아연, 플라스틱, 유리, 고무 등이 여러 부품의 소재로 쓰이고 있다. 그러나 이정도의 중량 감소는 그다지 효용이 없다. 중량이 감소한 만큼 차가 커져서 그 영향을 상쇄해버렸기 때문이다.

경주용 자동차에 쓰이는 탄소섬유를 상용화하기 위해선 아직도 해결해야 할 문제가 많다. 공정에 시간이 많이 걸리며, 값비싼 생산 설비를 갖춰야 하고, 거의 수작업으로 진행된다. 이 모든 것이 가격 상승으로 이어진다. 또한 생산과정에서 많은 환경오염을 일으키며, 재활용이 어렵다는 단점도 있다.

가장 좋은 해결책은 재활용이 가능한 강화 플라스틱의 개발이다. 특히 차후 3D 프린팅의 발전과 연계된다면 부품 제작이 더 쉬워질 것이며 개인 맞춤형 자동차도 등장할 것이다. 아는 자동차 가격의 하락으로 이어질 것이다.

덧글

  • 홍차도둑 2019/07/25 21:27 # 답글

    알고 계실지도 모르겠습니다만...
    영국의 그 전통어린 왕립학회의 초기 과제중 하나가 '어떡하면 잘 나가는 배를 만들 것인가' 였습니다.
    이 과제를 던져준 것이 혁명으로 모가지가 날라간 찰스2세인데 이 사람이 하필 또 이 부분에서 덕후급이라서 왕립학회의 학자들을 쩔쩔매게 만들 정도의 과제 던저주기와 그걸 또 해결했다고 가져온 학자에게 '먼소리야? 너 이거 실제로 만들어봤서?' 하면서 쫑코주는데 이게 또 찰스2세의 말이 맞았다고 하는 과학사의 야사들이 있습지요.

    찰스2세가 던져준 과제중 하나가 바로 '강도는 같으면서도 더 가볍고, 더 빠르거나' '속도가 떨어지지 않은 더 단단한 배를 만들거나(대포 많이 싣고 쏠때의 충격을 견뎌내야 하니)' 하기 위한 조선기술의 과제들을 던져줬다는데 그게 딱 이번 주제하고도 맞물리는군요~!
  • 천하귀남 2019/07/27 17:28 # 답글

    오래전 초창기 자동차 시절에 쓰인 재료가 나무였는데 자동차 생산량이 늘면서 밀려났지요.
    문제는 문짝 하나를 달려고 나사를 박는데 차 마다 똑같이 박히지 않고 미세하게 뒤틀리거나 하는 문제가 많았답니다.
    하지만 20세기 초에 강철을 대량생산하는 기술이 나오면서 훨씬 튼튼하고 가볍기 까지 한 저급강이 자동차의 주 재료로 밀고들어왔지요. 현대에는 철이라 해도 용도에 따라 인장강도나 경도 등등이 매우 다른 다양한 철 재질을 복합적으로 사용합니다.
    여기에 철은 볼트조립 > 아세틸렌,전기용접 > 스폿용접 > 레이저용접 > 마찰교반용접 등으로 결합기술이 계속 발전해 왔습니다. 특히 최근에 마찰교반용접은 철끼리는 물론이고 다른 금속재질과의 결합에도 매우 유용하더군요.

    이에 비하면 플라스틱은 성형가공은 편한데 만들고 난 뒤 결합하기가 어렵고 변형된것을 두들겨 펴거나 깨지면 용접하기도 어렵습니다. 대량생산이라는 부분에서는 여러모로 문제가 많으니 앞으로도 갈길이 험해 보입니다.

    그러고 보니 BMW화재 역시 엔진 배기가스 재순환 장치를 조금 이라도 싸게 플라스틱으로 만들려다 난 사고이긴 하군요.
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