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[아롱테크] 뉴 모닝의 차체 강성을 좌우한 접착제구조용 접착제 사용확대로 차체경량화 및 생산비용 절감
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승인 2017.01.11  09:03:23
   
 

자동차나 비행기, 건담 로봇 등과 같은 프라모델을 조립하는 것처럼 접착제를 사용해 실제 자동차를 만들 수 있을까요? 정답은 ‘예’입니다. 최근 자동차의 제조과정 또는 사고차 수리과정에서 구조용 접착제가 사용됨은 물론, 적용범위 또한 급속히 확대되고 있는 추세입니다. 

최근 기아자동차가 공개한 올 뉴 모닝의 경우 초고장력 강판(AHSS) 적용비율을 44%로 확대함과 동시에 구조용 접착제를 기존 대비 8배 이상 증가한 67m로 확대 적용해 동급 최고 수준의 차체강성을 확보, 충돌안전성을 강화했다고 발표한 바 있습니다. 

사실 자동차에는 많은 접착제가 사용되고 있는데 차체 바닥이나 루프, 도어 안쪽 등에 방진 및 방음재를 붙인다던지, 바닥 카페트 등 실내 내장제를 붙이거나 심지어 내비게이션의 터치패널에도 접착제가 사용됩니다. 윈드스크린 또는 뒷유리 등을 붙이는 실런트나 엔진룸 및 트렁크 내부의 방진, 방음, 방청 역할을 하는 파워실런트 등도 접착제의 일종이라 할 수 있습니다. 

   
 

최근에는 자동차 루프패널이나 쿼터패널, 플로어패널 등 차체 구조물과 모듈식 자동차부품에도 접착제가 사용되고 있는데 이를 구조용 접착제(Structural Adhesives)라고 합니다. 기계적 강도가 높은 구조용 접착제는 일상생활에서 쓰는 접착제보다 월등히 높은 접착성능이 요구될 뿐만 아니라 내열성과 내부식성 등 까다로운 요구조건을 만족해야 합니다.

접착강도의 경우 기존 스폿용접보다 리벳 결합, 그리고 구조용 접착제 순으로 강하다는 것이 관련업계의 설명입니다. 구조용 접착제와 리벳접합(또는 스폿용접)을 동시에 사용하는 경우 훨씬 높은 접착강도를 가집니다.

참고로 구조용 접착제는 일상생활에서 자주 사용하는 순간 접착제처럼 붙이는 순간 바로 경화되는 것이 아니라 적어도 4시간 이상 지나야 완전히 굳는데 이것은 조립 시 단차나 위치 수정을 용이하게 하기 위해서입니다. 대신 완전히 굳은 다음에는 휠씬 단단한 접착강도를 유지하게 됩니다.

   
 

이러한 구조용 접착제 사용이 확대되고 있는 것은 무엇보다도 세계 각국의 연비규제와 배출가스규제의 강화와 관련이 깊습니다. 배출가스를 줄이고 연비를 향상시키기 위해선 우선 차체의 무게를 줄이는 것이 가장 우선적이기 때문입니다. 

1.5톤 승용차의 무게를 10% 줄일 경우, 가속성능이 8% 향상됨은 물론 제동거리가 5% 단축되고, 조향성능은 6% 향상된다고 알려지고 있습니다. 차체의 내구수명 또한 1.7배 증가 효과를 거둘 수 있다고 합니다.

포드와 아우디, 메르세데스-벤츠, GM, 재규어 등 많은 자동차 회사들이 알루미늄 차체를 선보이고 있는 것이 대표적이라 할 수 있습니다. BMW는 일부 컨셉트카나 슈퍼카 등에 사용되던 탄소섬유 강화플라스틱(CFRP)을 최초로 양산차에 적용한 i3를 선보이기도 했습니다.

   
 

이 외에도 마그네슘, 복합소재 등 다양한 경량소재들이 자동차에 적용되고 있는데, 아우디는 알루미늄 스페이스 프레임(ASF)과 더불어 마그네슘과 CFRP 등 복합소재를 적재적소에 사용함으로써 경량화를 극대화하기 위한 MSF(Multi-material Space Frame)를 선보이기도 했습니다.

이와 같은 경량화 소재가 확대되면서 이종소재간의 접합문제가 이슈가 되기 시작했습니다. 예를 들면 철과 알루미늄, 알루미늄과 CFRP, 마그네슘 등 서로 다른 소재를 접합해야 하는데 이들은 서로 용접을 할 수도 없고 단순 접착제로도 접합이 불가능합니다.

이와 같은 이종소재간의 접합을 가장 이상적으로 할 수 있는 방법이 구조용 접착제를 사용하는 방법이라 할 수 있겠지요. 또한 구조용 접착제는 이종소재간의 접합 뿐 아니라 기존 리벳이나 볼트 사용량을 획기적으로 줄여 경량화는 물론 작업시간과 비용 등 생산원가를 절감하는데도 기여하고 있습니다.[김아롱 기자=카테크]


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