BMW i3에 적용된 신소재 : 탄소섬유 복합재(Carbon Fiber)

탄소 섬유(Carbon Fiber) 소재는 자동차,항공기,우주선등에 사용되는 첨단 소재입니다. 최근 BMW의 i3 & i8 에도 이 탄소 섬유 복합재 소재가 채용되고 있습니다.

BMW의 i3 & i8에 탄소섬유 복합재가 사용되는 이유는 탄소배출량을 줄이고 연료 효율을 높이기 위해서는 가볍고 단단한 소재가 필요하며 이러한 특성에 가장 적합하기 때문입니다.

Key 1 ▶ 스포츠카의 전유물이였던 탄소섬유 복합재 설계

BMW i8은 전통적으로 탄소 섬유 복합재가 적용되던 프리미엄 스포츠카 분야에서의 전형적인 모습을 보여줍니다. 이러한 탄소 섬유 복합재가 항공기, 우주선등의 일반인들이 접하기 힘든 상품이 아닌 곳에서 주로 사용되는 분야는 자동차입니다.

이러한 탄소섬유 복합재의 우수한 소재 특성에도 불구하고 소재 가격이 높아 주로 프리미엄 스포츠카에 주로 적용되어 왔습니다.

하지만 BMW의 i8에 적용된 탄소 섬유 복합재는 기존과는 다른 양산형 탄소 섬유 복합재라는 차이를 보여줍니다. 

이러한 탄소 섬유 복합재의 비싼가격은 탄소 섬유 복합재의 사용에 가장 큰 걸림돌이 되어 왔습니다.

하지만 소재가 비싼 부분도 있지만 탄소 섬유 복합재의 가격을 높이는 가장 큰 이유는 탄소 섬유 복합재를 처리가공 하는 과정이 자동화되어 있지 못하고 수작업으로 진행되는 부분이 더 크다고 합니다.

즉 공정이 자동화 된다면 훨씬 더 낮은 가격으로 고가의 프리미엄 스포츠카가 아닌 자동차등에도 탄소 섬유 복합재를 적용할수 있다는 것입니다.

BMW i8은 양산형 탄소섬유 복합재를 적용한 최초의 스포츠카라는 타이틀을 가지게 됩니다.

Key 2 ▶ BMW의 i3 탄소섬유 복합재 설계 적용의 의미

탄소섬유 복합재의 공정 자동화라는 새로운 실험이 지금 BMW에서 시작되고 있습니다. BMW i3는 탄소 섬유 복합재 소재를 적용한 보다 대중화된 시장을 목표로 하고 있기 때문입니다.

메가시티 비히클 (Megacity Vehicle) 이라는 컨셉을 가지고 있는 BMW i3는 전기모터를 사용하여 배출가스 제로를 보여주며 대도시 내에서의 이동수단을 제시하고 있습니다.

 전기모터 동작으로 인해서 상대적으로 뛰어난 효율을 보여주는 복합 소재가 필요했고 이러한 소재로 탄소섬유 복합재를 선택한 것입니다.

또 BMW i3 처럼 일정 수량이상을 판매해야 하는 대중화 성격의 자동차에서는 대량의 탄소섬유 복합재를 안정적인 가격으로 공급할수 있는 공정자동화 시스템은 필수적입니다. 

* BMW i3 & i8에 적용된 CFRP 

BMW는 i3 와 i8 자동차에 대해서 탄소섬유 복합재를 CFRP(탄소섬유 강화 플라스틱) 패신저 셀을 양산형으로 처음 도입한것에 대해서 자부심을 가지고 있으며 자사 홈페이지에서 적극적으로 홍보하고 있습니다.

또한 독일의 SGL 그룹과 탄소 섬유 복합재 관련 합작회사를 운영하고 있습니다. SGL 그룹은 한국의 삼성 석유화학과도 합작법인을 설립할 예정입니다.

이러한 안정적인 탄소 섬유 복합재 공정 자동화라는 부분에서 BMW는 유럽 최대의 탄소 섬유 복합재 기업인 SGL그룹과 합작기업을 설립한 바 있습니다.

강철에 비해서 무게는 1/4 강도는 10배이상 이고 녹도 쓸지 않는 꿈의 소재라고 불리우는 탄소섬유 복합재가 일반적인 수준의 자동차에서도 대중화가 성공한다면 자동차 산업의 전반적인 변화가 예상됩니다.

독일 SGL 그룹에서의 자체 예측으로는 탄소 섬유 복합재의 채용이 전 산업 분야로 확산될 것이며 약 7년간 현재보다 3배 이상 시장이 확대될 것으로 예상하고 있습니다.

또한 한국에서도 삼성석유화학 과 SGL 그룹이 합작법인을 설립한다고 하니 다른 나라의 이야기만이 아니라 당장 한국에서도 탄소 섬유 복합재 채용 자동차를 볼 날이 멀지 않았다는 생각입니다.

◎ GIANTT : 전기 자동차 시장이 점점 더 현실로 다가오는 것이 느껴집니다.