자동차 구조 부품을 위한 혁신적인 플라스틱 소재

현대 자동차에서 플라스틱은 자동차 무게의 약 15~20%를 차지하지만, 최대 50%까지 부피를 차지할 수 있습니다. ^[1]. 자동차 산업에서 플라스틱의 적용은 자동차 제조업체의 경량화 추진에 힘입어 수년 동안 지속적으로 증가해 왔습니다.

차량 경량화는 연비 향상에 도움이 됩니다. 신에너지 차량(NEV)으로의 전환에 따라 경량화는 주행 거리에 대한 불안감을 해소하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 2030년까지 차량 무게의 30%를 차지할 것으로 예상됩니다. 최신 차량은 외부 및 내부 구조 부품 모두에 플라스틱을 사용합니다. 따라서 자동차 소재의 분류는 용도에 따라 다음과 같이 구분됩니다;

• 외장 부품용 자동차 플라스틱 소재: 미적, 기능적 역할을 할 수 있습니다. 위치 때문에 내후성(예: 자외선 차단)이 있어야 하고, 충격 강도가 높아야 하며, 원하는 외관을 가져야 합니다. 플라스틱으로 제작된 외부 부품의 예로는 그릴, 범퍼, 스포일러, 도어 핸들 등이 있습니다.
• 인테리어 부품용 플라스틱: 차량 인테리어에 사용되는 플라스틱은 장식용 또는 기능적인 역할도 할 수 있습니다. 실내 공기질에 중요한 휘발성 유기 화합물이 적을 것으로 예상됩니다. ^[2]. 인테리어 부품용 플라스틱 자동차 소재의 다른 중요한 특성으로는 편안함과 긁힘 방지 기능이 있습니다. 도어 패널, 대시보드, 센터 콘솔, 통풍구 등이 그 예입니다.
• 자동차 구조 부품용 플라스틱 소재: 언더 더 후드 플라스틱이라고도 합니다. 플라스틱의 주요 특성은 극한의 환경에서 작동하기 때문에 내화학성, 내열성, 내마모성이 높다는 것입니다. 공기 흡입 매니폴드와 엔진 커버는 플라스틱으로 제작된 언더후드 부품의 대표적인 예입니다.  

자동차 외장 부품 디자인 및 소재에 대한 고려 사항

자동차 사출 성형 재료를 사용하는 자동차 외장 부품의 설계는 운영 효율성, 미적 매력, 장기적인 생존 가능성 사이에서 균형을 이루어야 합니다. 설계자는 품질을 개선하고 비용을 절감하기 위해 표준화, 직렬화 및 공용화를 고려해야 합니다.

• 표준화: 표준 기성 부품을 사용하거나 업계 표준 치수를 준수하면 설계 시간이 단축되고 호환성이 향상됩니다.
• 직렬화: 동일한 기본 디자인을 사용하여 다양한 크기 또는 기능을 생산하면 규모의 경제가 향상됩니다.
• 공동화: 여러 차종에서 동일한 도어 핸들과 같은 동일한 부품을 사용하면 복잡성이 줄어들고 유지보수가 쉬워집니다.

부품의 비용 효율성과 내구성, 기능성을 보장하기 위해서는 합리성, 진보성, 유지보수 용이성, 신뢰성, 경제성, 제조 가능성 등의 엔지니어링 원칙도 고려해야 합니다.

자동차 부품 제조에 플라스틱이 사용되는 이유

자동차 구조 부품에 플라스틱 소재의 사용이 증가하는 데는 몇 가지 주요 요인이 영향을 미칩니다. 그중에서도 경량화는 여전히 가장 중요한 요소입니다. 경량화를 달성하면 자동차 연비가 향상됩니다. 자동차가 가벼울수록 이동하는 데 필요한 에너지의 양이 줄어듭니다. 자동차 부품에 플라스틱을 선호하는 다른 요인으로는 다음과 같은 것들이 있습니다:

• 안전 문제: 새로운 자동차 소재는 충격 시 에너지를 더 잘 흡수하고 재분배하도록 설계되었습니다. 예를 들어, 부드러운 범퍼 소재는 단단한 범퍼에 비해 저충격 충돌 시 부상 위험을 줄여줍니다.
• 소음 및 진동 억제: 플라스틱은 진동을 흡수하여 소음 억제에 도움이 됩니다. 플라스틱을 사용하면 자동차 제조업체는 동일한 효과를 얻기 위해 소음 저감 소재를 사용할 때 발생하는 추가 무게를 없앨 수 있습니다. 따라서 더 조용하고 편안한 주행이 가능합니다.
• 미적 감각과 디자인 유연성: 플라스틱은 정밀 성형 기술을 사용하여 복잡한 모양으로 성형할 수 있습니다. 따라서 자동차 제조업체는 비용이 많이 드는 2차 가공이 필요 없이 복잡하고 미적으로 만족스러운 디자인을 유연하게 제작할 수 있습니다.
• 내후성: 많은 자동차 신소재는 부식, 화학물질, 자외선 손상, 녹, 극한 온도에 대한 내성과 같은 특성을 개선하도록 설계되었습니다. 이러한 개선된 특성은 실제 애플리케이션에서 내구성을 높여줍니다.
• 환경 영향 및 지속 가능성: 자동차 산업의 초점이 지속 가능성으로 옮겨가고 있습니다. 재활용 플라스틱은 재활용이 쉽기 때문에 자동차 부품에 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 또한 플라스틱의 제조 공정은 일반적으로 금속 생산에 비해 에너지 소비가 적습니다.

일반적인 자동차 외장 부품의 재료 요구 사항

안전 규정, 혹독한 환경 노출, 제조 효율성, 미적 요건 등이 자동차 외장 부품에 사용되는 소재 선택에 영향을 미칩니다. 예를 들어 자동차 외장 부품은 자외선, 극한 온도, 화학 물질 노출과 같은 환경적 요인에 노출됩니다.

외부 부품은 환경적 요인 외에도 마모와 충격과 같은 기계적 요인에도 노출됩니다. 따라서 차량의 수명 주기 동안 모양을 유지하고 구조적 하중을 견딜 수 있는 자동차 소재로 제작해야 합니다.

범퍼의 재료 요구 사항

최신 자동차 범퍼는 카메라 및 센서와 같은 전자 부품이 통합된 복잡한 구조입니다. 또한 규제 안전 요건도 충족해야 합니다. 따라서 범퍼용 자동차 소재는 충격 흡수, 내구성, 구조적 강도 및 비용 효율성이 균형을 이루어야 합니다.

사출 성형 범퍼 외부 쉘에 일반적으로 사용되는 주요 소재는 폴리프로필렌입니다. 가볍고 유연하며 충격과 화학 물질에 강하기 때문에 선호되는 소재입니다. 강성과 내충격성을 향상시키기 위해 열가소성 올레핀(TPO)과 같은 필러 또는 고무로 수정하는 경우가 많습니다.

프리미엄 또는 고급 차량의 범퍼는 일반적으로 PC+ABS 혼합 소재로 제작됩니다. 이 혼합 소재는 순수 PP에 비해 헤드 안정성, 인성 및 표면 품질이 우수합니다. 범퍼를 만드는 데 사용되는 소재에 따라 권장되는 표면 처리는 달라집니다.

차량 조명용 자동차 플라스틱 소재

차량 조명용 자동차 사출 성형 소재는 뛰어난 열 안정성, 높은 광학적 투명성, 내후성, 내충격성을 모두 갖춰야 합니다. 최신 차량용 조명은 대부분 설계 유연성과 경량화를 위해 특수 열가소성 플라스틱으로 제작됩니다.

다양한 자동차 조명 부품에 대한 요구 사항은 서로 다릅니다. 예를 들어, 렌즈는 높은 빛 투과율, 자외선 안정성, 충격 및 내화학성을 갖춰야 합니다. 헤드라이트와 안개등용 소재는 높은 열 부하(100°C ~ 190°C)를 견뎌야 합니다. 반면 테일라이트에는 다음과 같은 자동차 플라스틱 소재가 필요합니다. 높은 성형성 를 사용하여 복잡한 모양을 만들 수 있습니다.

표면 처리는 자동차 조명에서 매우 중요한 부분입니다. 표면 처리는 플라스틱 부품의 성능이나 수명을 향상시킬 수 있습니다. 다음은 다양한 자동차 조명 구성 요소에 대한 일반적인 처리 방법입니다.

• 자외선 차단 코팅: 이 처리는 태양광 노출로 인한 성능 저하를 방지하기 위해 PC 헤드라이트에 필수적으로 적용해야 합니다.
• 스크래치 방지 코팅: PC에 하드 코팅을 적용하여 도로 파편과 세척으로 인한 스크래치에 대한 저항력을 높였습니다.
• 진공 금속화: 이 처리는 리플렉터에 적용되어 반사성을 갖도록 합니다.
• 소수성 코팅: 김서림 방지 코팅은 물을 튕겨내어 젖은 환경에서도 가시성을 높여줍니다.

그릴용 자동차 소재 요구 사항

그릴은 미적, 기능적 역할을 합니다. 따라서 그릴 생산용 자동차 플라스틱 소재는 내구성과 미적 매력의 균형을 맞춰야 합니다. 그 이유는 열악한 환경 조건, 도로 파편 및 엔진 열에 지속적으로 노출되기 때문입니다.

그릴용 자동차 소재의 다른 특성으로는 치수 안정성, 우수한 표면 마감, 자외선 저항성, 경량성 등이 있습니다. 그릴에 가장 일반적으로 사용되는 소재는 ABS입니다. 내충격성, 강성, 복잡한 형태의 성형이 용이하기 때문에 선호되는 소재입니다.

아크릴로니트릴 스티렌 아크릴레이트(ASA)는 ABS를 대체할 수 있는 훌륭한 소재입니다. 검은색 질감의 그릴은 비용 효율적이고 최대 130°C의 온도에 견딜 수 있기 때문에 대부분 PP로 제작됩니다. 널리 사용되는 표면 처리에는 전기 도금, 페인팅, UV 코팅, 텍스처링 및 플라즈마 처리가 포함됩니다. 정확한 표면 처리는 소재와 제조업체가 원하는 목적에 따라 달라집니다.

휠 하우징 라이너용 자동차 소재

스플래시 쉴드 또는 내부 펜더 라이너는 엔진, 차체 및 구조 부품을 이물질과 습기로부터 보호하도록 설계되었습니다. 이러한 부품은 심각한 환경 스트레스와 도로 파편으로 인한 지속적인 마모에 노출될 수 있습니다.

휠 하우징 라이너용 자동차 사출 성형 소재는 높은 충격 및 내식성, 온도 안정성, 내화학성, 내구성을 갖추고 소음 저감에도 기여할 것으로 기대됩니다.

휠 하우징 라이너용 자동차 플라스틱 소재의 표면 처리는 손상 방지, 개선 또는 수리를 위해 이루어집니다.

• 자외선 안정화 코팅: 장시간 햇빛 노출로 인한 갈라짐, 변색, 부서짐을 방지합니다.
• 소수성 코팅: 칙칙한 플라스틱에 활력을 불어넣는 데 사용됩니다.
• 접착 코팅: 주로 펠트의 뒷면에 사용하여 휠 하우징에 제대로 밀착되어 틈이 생기지 않도록 합니다.

휠 커버용 자동차 소재

휠 커버는 도로 파편과 열, 도로 염분, 태양의 자외선 등의 환경적 요인에 지속적으로 노출됩니다. 따라서 휠 커버용 자동차 플라스틱 소재는 내구성이 뛰어나고 충격과 부식에 강해야 합니다.

일반적으로 사용되는 소재는 ABS입니다. 비용 효율적이고 가벼우며 부식에 대한 저항력이 뛰어납니다. 폴리카보네이트는 내충격성이 뛰어나 혹독한 기후 조건이나 오프로드 환경에 가장 적합합니다.

라디에이터 그릴용 자동차 플라스틱 소재

라디에이터 그릴은 라디에이터를 보호하고 엔진 냉각을 위한 공기 흡입을 가능하게 하는 두 가지 용도로 사용됩니다. 라디에이터 그릴에는 ABS와 탄소 섬유가 권장되는 두 가지 소재입니다. 이 소재는 가볍고 환경 스트레스 요인에 강합니다.

ABS 라디에이터 그릴은 일반적으로 크롬 도금을 통해 미관을 개선하고 고광택 마감을 제공합니다. 자외선 억제제 코팅은 자외선 노출로 인한 균열, 황변 및 성능 저하를 방지하기 위한 또 다른 일반적인 처리입니다.

번호판용 소재 추천 및 연마

번호판 디자인은 자동 교통 단속 카메라 규정 준수를 포함하여 엄격한 엔지니어링 및 법적 기준을 충족해야 합니다. 여기에는 야간 시인성, 가독성, 내구성을 보장하는 것이 포함됩니다. 헤드라이트에 의한 가시성을 위해 표준 역반사 계수(ASTM E-810)를 충족해야 합니다. ^[3].

유리보다 250배 더 강한 폴리카보네이트는 열악한 환경에 적합한 자동차 플라스틱 소재로 권장됩니다. 아크릴은 광택이 높고 색상이 선명하기 때문에 맞춤형 또는 쇼용 플레이트에 자주 사용됩니다. 하지만 폴리카보네이트에 비해 내구성이 떨어집니다. 번호판용 PC 자동차 소재의 일반적인 표면 처리는 다음과 같습니다:

• 투명 보호 코팅: 황변이나 변색을 방지하는 투명하고 내후성이 강한 탑코트입니다.
• 핫 스탬핑 포일: 가독성을 높이기 위해 엠보싱된 문자에 색상을 지정하는 데 사용됩니다.
• 자외선 안정 코팅: 자외선 노출로 인한 황변을 방지합니다.

도어 실 자동차 소재 추천 및 처리

도어 프레임 아래의 중요한 수평 구성 요소입니다. 또한 구조적 무결성을 지원하고 물과 공기의 침투를 방지합니다. 또한 유동 인구가 많은 곳에서도 견딜 수 있어야 합니다. 따라서 이상적인 소재는 내습성과 내부식성이 있어야 합니다.

목재 섬유와 플라스틱으로 구성된 복합 소재는 썩지 않으며 습기가 많은 곳에 적합합니다. 파우더 코팅은 변색과 긁힘을 방지하는 색상 맞춤형 마감을 만드는 데 자주 사용되는 일반적인 처리 방법입니다. 안전성을 높이기 위해 텍스처링 또는 홈 가공을 할 수도 있습니다.

사이드 몰딩 자동차 소재 추천 및 처리

다른 모든 외부 부품과 마찬가지로 차체 측면 몰딩의 소재는 비바람, 화학물질, 충격에 견딜 수 있어야 하며 접착 호환성이 우수해야 합니다. ABS가 가장 일반적인 선택입니다. 그러나 폴리우레탄(PU), TPO, PP는 각각 무광 블랙 마감과 비용 효율성이 뛰어나고 충격이 심한 부위에 널리 사용됩니다. 

소재에 따라 크롬 도금, 자외선 안정 도장, 투명 코팅 등의 처리를 할 수 있습니다. 예를 들어, ABS는 일반적으로 크롬 도금 처리되어 광택이 고급스러워 보입니다.

일반적인 자동차 내장 부품의 재료 요구 사항

자동차 구조 부품용 내장재를 선택할 때는 일반적으로 편안함과 안전성을 가장 중요하게 고려합니다. 예를 들어, 소재는 저휘발성 화합물 배출(FMVSS 302)을 준수하고 난연성을 갖춰야 합니다. ^[4]. 또한 기내의 편안함을 개선하기 위해 표면 마감이 좋아야 합니다.

내장 부품에 일반적으로 사용되는 자동차 사출 성형 재료에는 PP, ABS, PC+ABS 혼합, TPE, 폴리염화비닐 및 PU가 있습니다. 이러한 각 소재에는 용도에 영향을 미치는 장단점이 있습니다.

계기판 재료 추천 및 처리

계기판은 구조적 무결성이 높고, 안전 규정을 충족하며, 미적으로도 매력적이어야 합니다. 고급 차량의 최신 계기판은 부드러운 촉감의 구조가 특징인 경우가 많습니다. 경제형 모델에서는 일반적으로 단단한 사출 성형 구조로 되어 있습니다.

올바른 소재는 열 안정성이 우수하고 에어백과 같은 무거운 부품을 지탱할 수 있는 기계적 강도와 충격 흡수력이 뛰어나며 미적으로도 아름다워야 합니다. 일반적으로 경질 패널에 사용되는 자동차 플라스틱 소재는 PP+탈크/EPDM입니다. 이 소재는 비용 효율적이고 강성이 뛰어납니다. 다른 재료 옵션으로는 강도를 높이기 위한 PC/ABS와 견고한 구조적 무결성을 위한 긴 유리 섬유 강화 폴리프로필렌이 있습니다.

부드러운 촉감의 표면은 일반적으로 다음 커버 재료 중 하나를 사용하여 구현합니다: PVC, TPO 또는 PU. 플라즈마 처리는 일반적으로 플라스틱을 페인트 칠하거나 접착할 수 있게 만드는 데 사용됩니다. 일반적으로 자외선 보호 클리어 코팅을 적용하여 상단 레이어의 자외선 열화 및 변색을 방지합니다. PP로 제작된 계기판은 먼지 흡착을 줄이기 위해 정전기 방지 코팅이 필요할 수 있습니다.

도어 패널 및 필러 트림용 자동차 소재

도어 패널 기판 또는 코어는 저비용, 저밀도, 높은 성형성 등 유리한 특성으로 인해 강화 PP로 만들 수 있습니다. ABS와 천연 섬유 복합재(NFC)도 경량화를 위해 사용할 수 있습니다. 허니콤 기반 플라스틱은 무게 대비 강성이 높고 음향 특성이 우수하여 주목받고 있는 새로운 자동차 소재입니다.

필러 트림은 대부분 자동차 사출 성형 재료인 ABS, PC+ABS, PP로 만들어집니다. 트림 뒤의 에너지 흡수 구조는 일반적으로 폴리우레탄 폼을 사용하여 만들어집니다.

소프트 터치 코팅은 딱딱한 플라스틱에 적용하는 가장 일반적인 처리로, 부드러운 느낌을 주고 인테리어의 고급스러움을 향상시킵니다. 장식용 인레이는 필러 트림에 브러시드 알루미늄 또는 탄소 섬유 느낌을 주기 위해 사용됩니다.

인테리어 핸들 소재 추천 및 처리

내부 손잡이는 기능, 내구성, 미적 감각이 균형을 이루어야 합니다. 일반적으로 마감 품질과 구조적 무결성을 잃지 않으면서 일상적인 사용 빈도를 견딜 수 있는 소재로 만들어집니다. 내부 손잡이 제작에 사용되는 일반적인 소재는 ABS, PC+ABS, 유리섬유 강화 PP, PMMA 및 TPO입니다. 처리에는 다음이 포함됩니다:

• 전기 도금: 내마모성이 뛰어난 메탈릭 반사 마감 제공
• 페인팅: 특정 텍스처를 구현하기 위해 ABS 또는 PC+ABS 소재를 페인팅합니다.
• 코팅: 하드 쉘을 특수하고 유연한 고무 코팅으로 덮어 고급스러운 느낌을 줍니다.
• 플라즈마 표면 처리: 인쇄 또는 도장을 위한 표면 접착력을 높이기 위해 적용됩니다.

스티어링 휠 및 처리용 자동차 소재

 최신 자동차에는 미학, 안전, 내구성, 인체공학의 균형을 맞추는 복잡한 스티어링 휠이 있습니다. 스티어링 휠의 소재 요건은 엄격합니다. 강하고 가벼운 금속 골격을 부드러운 플라스틱 패딩으로 감싸고 내구성 있는 커버로 마감하는 것이 가장 이상적입니다.

자동차 표면 사출 성형 재료는 폴리우레탄 폼입니다. 내구성이 뛰어나며 특정 질감, 밀도 및 색상에 맞게 쉽게 맞춤화할 수 있습니다. 인몰드 코팅은 균일한 무광택 표면을 만들기 위해 PU 폼에 적용되는 주요 처리 방법입니다. 또한 페인팅이 필요 없습니다.

권장 센터 콘솔 암레스트 재질 및 처리

이 자동차 부품은 인테리어 미학, 편안함, 인체공학 사이의 간극을 메워줍니다. 장기간의 물리적 접촉을 견뎌야 합니다. 따라서 올바른 소재가 갖춰야 할 중요한 특성은 내구성과 내마모성입니다. 또한 기름과 얼룩에 대한 내성이 있어야 합니다.

구조용 베이스에 권장되는 자동차 소재는 ABS 플라스틱입니다. 패딩은 발포 폴리프로필렌 또는 메모리 폼으로 제작하여 압력 분산을 강화할 수 있습니다. 외부 커버는 PU 가죽 또는 극세사 가죽으로 제작됩니다. 부드러운 고급스러운 외관과 촉감.

합성 가죽을 사용했다면 균열이나 변색을 방지하기 위해 자외선 차단 마감 처리를 하는 것이 중요합니다. 나노 세라믹 코팅은 종종 가죽에 발수성, 얼룩 방지 층을 만들기 위해 적용됩니다. 이렇게 하면 부드러움을 유지하고 액체가 흘러내리지 않습니다.

일반적인 자동차 기능 부품의 재료 요구 사항

이러한 부품은 차량이 안전하게 작동할 수 있도록 하는 필수 기계 및 전자 부품입니다. 자동차 플라스틱 소재로 제작된 주요 기능성 비미용 부품으로는 공기 흡입 매니폴드, 글러브박스, 엔진 커버 등이 있습니다.

권장 공기 흡입 매니폴드 재질 및 처리 방법

공기 흡입 매니폴드는 공기 또는 공기-연료 혼합물을 실린더에 분배하는 중요한 엔진 부품입니다. 최대 150°C의 높은 작동 온도로 인해 적합한 자동차 소재는 열 안정성이 뛰어나고 기계적 강도가 높아야 합니다.

현대 자동차는 폴리아미드 66과 같은 유리 섬유 강화 플라스틱을 사용합니다. 열전도율이 낮고 가벼우며 최적의 공기 흐름을 위해 복잡한 러너 모양으로 성형할 수 있고 내식성이 뛰어나다는 장점이 있습니다.

공기 흡입 매니폴드 처리에는 공기 흐름 속도를 높이기 위해 러너를 매끄럽게 연마(400~1,000 그릿)하는 작업이 포함됩니다. 습식 매니폴드는 벽에 연료가 고이는 것을 방지하기 위해 약간의 질감(400~600 그릿)을 유지합니다. 외부를 코팅하여 내구성을 높이고 내열성을 제공합니다.

글러브박스용 자동차 소재 요구 사항

글러브박스는 민감한 물품을 안전하게 보관할 수 있는 공간을 제공합니다. 글러브박스의 소재를 선택할 때 가장 중요하게 고려해야 할 사항은 낮은 가스 투과성과 내화학성입니다. 표면 마감은 대시보드 색상 및 질감과 일치해야 합니다.

글러브박스 생산에 일반적으로 사용되는 자동차 플라스틱 소재는 PP+EPDM입니다. 일반적으로 저비용, 저밀도, 높은 성형성 등이 선택에 영향을 미칩니다. 힌지, 피벗 핀, 래치 등 움직이는 부품은 일반적으로 POM으로 제작됩니다. 이 소재가 선택되는 이유는 내마모성과 크리프 저항성이 뛰어나기 때문입니다.

인몰드 텍스처링은 종종 제품에 그레인 텍스처를 만드는 데 사용됩니다. 또 다른 인기 있는 처리 방법은 눈부심을 줄이기 위해 외부 도어 패널에 소프트 터치 페인팅을 하는 것입니다. 페인팅은 특정 미적 요구 사항을 달성하기 위해 사용할 수도 있습니다. 플라즈마 처리는 페인트의 적절한 접착을 위해 표면 에너지에 적용될 수 있습니다.

엔진 커버에 권장되는 자동차 소재

탑 커버, 슈라우드 또는 엔진 뷰티 커버라고도 합니다. 미적 목적과 기능적 목적을 모두 충족합니다. 언더후드 환경은 극한의 환경이므로 이러한 환경에서도 변형 없이 작동할 수 있는 소재가 필요합니다. 소재는 인화성 관련 안전 규정(예: SAE J369)을 준수해야 합니다.

유리 섬유로 강화된 PA66은 내열성이 뛰어나고 치수 안정성이 높아 주로 사용되는 자동차 소재입니다. 이코노미 또는 대중 시장 차량 모델에는 비용 효율성을 위해 PP를 사용할 수 있습니다. PU는 방음 및 단열을 위해 경질 열가소성 커버의 뒷면에 사용되는 경우가 많습니다.

표면 처리의 목적은 엔진 베이의 미적 매력을 향상시키거나 환경적 요인으로부터 소재를 보호하는 것입니다. 수성 실리콘 무함유 드레싱은 플라스틱 표면의 “새것 같은” 마감을 보호 또는 복원하거나 변색을 방지하기 위해 적용할 수 있습니다.

ICE와 NEV의 물질적 차이점

경량화는 신에너지 자동차(NEV)에서 중요한 개념입니다. 예를 들어, 배터리 전기 자동차에서 무거운 주철 내연기관(ICE)은 대형 리튬 이온 배터리 팩과 전기 모터로 대체되었습니다.

배터리 팩이 한 번 충전으로 주행할 수 있는 거리를 늘리기 위해 NEV는 탄소 섬유, 복합재, 알루미늄과 같은 광범위한 경량 소재를 사용하여 차량의 무게를 낮춥니다. 내연기관(ICE)과 NEV의 주요 소재 차이점은 다음과 같습니다:

1. 파워트레인: ICE는 강철 또는 철제 엔진 블록을 사용합니다. 반면 전기차는 전기 모터와 구리로 된 배선을 사용합니다. EV는 움직이는 부품이 적기 때문에 파워트레인이 더 콤팩트합니다.
2. 구조적 재료: 배터리 팩의 무게에 대응하기 위해 전기차는 일반적으로 구조 부품에 복합재, 알루미늄 또는 마그네슘 합금을 사용합니다.
3. 열 관리: ICE는 열 관리를 위해 라디에이터를 사용합니다. 전기차는 종종 특수 플라스틱 성형 부품을 사용하여 배터리를 공랭식으로 냉각하는 시스템을 구축합니다.

자동차 산업의 신소재 및 개발 동향

차세대 NEV를 구동하거나 더 효율적으로 운영할 수 있는 새로운 자동차 소재가 등장하고 있습니다. 예를 들어, 연구자들은 수소 연료를 저장하고 방출하여 NEV를 구동하기 위해 TiFe 및 LaNi와 같은 다양한 수소 저장 합금을 사용하는 연구를 진행하고 있습니다. 자동차 산업의 미래 트렌드를 좌우할 몇 가지 혁신적인 자동차 플라스틱 소재가 개발 중입니다.

• 전도성 플라스틱: 1970년대에 실험적 오류를 통해 발견되었습니다. 추가 연구에 따르면 아세틸렌 중합 과정에서 요오드를 첨가하면 전도성이 3천만 배 더 높은 폴리아세틸렌이 생성되는 것으로 나타났습니다. 이 새로운 물질은 발광 다이오드를 만드는 데 사용되었으며 센서에 유용하게 사용되었습니다. 자율 주행 자동차의 센서에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대됩니다.
• 산업용 애플리케이션을 위한 새로운 폴리머: PHT는 지넷 가르시아가 우연히 개발한 새로운 유형의 플라스틱입니다. 이 플라스틱 폴리머는 뼈보다 단단하지만 무게는 일반 플라스틱과 거의 비슷합니다. 100% 재활용이 가능합니다. 향후 에너지 효율을 개선하기 위해 NEV의 경량화에 사용될 수 있습니다.
• 폴리테트라플루오로에틸렌: 1938년 화학자 로이 플런켓이 이 물질을 발견했습니다. 과학자들은 온도 및 내식성을 제공할 수 있는 폴리테트라플루오로에틸렌 논스틱 코팅을 개발하기 위해 계속 연구하고 있습니다. 향후 자동차 씰로서의 활용도는 더욱 향상될 것으로 보입니다.

경량화를 통해 에너지 효율을 높이고 자동차 산업을 더욱 친환경적으로 만들고자 하는 욕구가 결합되면서 신소재에 대한 연구가 활발해졌습니다. 더 많은 비기능성 금속 부품이 엔지니어링 플라스틱에 자리를 내줄 가능성이 높습니다.

참조

[1] Ortego, A., Russo, S., Iglesias-Émbil, M., Valero, A., & Magdalena, R. (2023). 플라스틱 자동차 부품의 엑서지 평가. 차량, 5(3), 1211-1226. https://doi.org/10.3390/vehicles5030067

[2] 미국 환경 보호국. (2024, March 14). 휘발성 유기 화합물(VOC)이란 무엇인가요? 미국 환경 보호국. https://www.epa.gov/indoor-air-quality-iaq/what-are-volatile-organic-compounds-vocs

[3] ASTM International. (2020). E0810-20: 포렌식 페인트 분석 및 비교를 위한 표준 가이드. ASTM International. https://www.astm.org/e0810-20.html

[4] 에어로 블레이즈 연구소. (nd). 내장재의 가연성 - FMVSS 302. 에어로블레이즈 실험실. https://www.aeroblazelab.com/tests/flammability-interior-materials-fmvss-302