▲ JFE스틸과 미쓰비시 화학 주식회사이 섬유강화수지를 활용해 공동으로 개발한 도어 구조를 이용한 시제품.

일본이 경량성과 강성도 두가지를 잡은 도어 구조를 개발했다.

JFE스틸은 미쓰비시 화학 주식회사와 섬유강화수지를 활용해 가벼우면서도 높은 강성을 가지는 자동차용 도어를 개발했다고 지난 12일 밝혔다.

최근 차체 경량화에 대한 요구가 높아지면서 알루미늄 등 다양한 소재의 적용이 진행중에 있다. 하지만 알루미늄의 경우 경량화에는 효과적이나 다른 스틸 부품과의 접촉부위에서 부식이 발생하고, 디자인성이 높은 프레스 성형에는 어려움이 있었다.

이에 JFE스틸과 미쓰비시화학은 공동으로 프레스 성형성이 뛰어나면서, 가볍고, 높은 강성을 가지는 섬유강화수지를 활용한 도어 구조를 개발했다.

이번에 개발 한 도어 구조는 JFE스틸이 자체 개발한 토폴로지 최적화 기술을 활용해 설계하고 스틸 도어 안쪽에, 미쓰비시 화학의 CF-SMC (Carbon Fiber-Sheet Molding Compound)성형 기술로 제작한 섬유 강화 수지를 접착했다.

CF-SMC는 CFRP의 중간기재중 하나로 길이 몇 센티미터로 잘라 된 탄소 섬유를 수지 중에 분산시킨 시트 형상의 재료이다. 프레스 성형으로 2~5분 정도의 짧은 시간에 부재로 가공 가능하며, 복잡한 형상의 부재를 성형 할 수 있다.

또한 이번에 개발한 도어 구조를 이용한 실물 대형 사이즈의 경량 도어를 시작했다. 기존의 도어 구조는 0.6mm 두께의 스틸 도어 패널을 0.5mm 두께로 교체하면 17%의 경량화가 가능하지만, 의욕 강성은 크게 저하됐다.

그러나 이번에 개발한 도어 구조는 수지 보강으로 무게 증가를 최소화하면서 강성은 기존 대비 최대 61% 향상시키고 12% 경량화에 성공했다.

JFE스틸은 “앞으로도 고객의 새로운 고효율화를 위한 수지 등의 경량 소재를 조합 한 멀티 자료 구조 등도 제안, 자동차 차체의 경량화에 기여할 것”이라 밝혔다.