자동차의 차체는 왜 플라스틱으로 만들지 않는가?

 

 

자동차의 경량화 문제는 중요하지만 더욱 중요한 것은 안전성과 cost입니다. 대량 생산하지 않고 판매가격이 높은 자동차라면 차체를 모두 plastic화 할 수 있을 것이고 이미 이런 차가 존재합니다. 마치 항공기 동체가 plastic으로 만들어진 것과 같은 이치입니다.

 

1) cost 문제 : 생산단가를 보았을 경우 size를 1,800x1,500x0.7t인 hood panel 기준준으로 하고  동일 강도를 유지하기 위해 plastic은 steel에 3배, 엔지어링 plastic을 2배 보강한다고 보면: 재료비는 steel은 약1,000/kg, 비중 7.85이므로 14.8kg=14,800원이며, 일반 plastic 약 3,000원/kg, 비중 1.0이므로 6.1kg=18,240원,  엔지니어링 plastic (탄소섬유계) 약 10,000/kg, 비중 약 2.0이므로  7.56kg=75,600원이고  가공비(금형비 & 설비가) 측면에서도 steel 3,000원, plastic 5,000원, 엔진어링 plastic 10,000원으로 total 제조원가는 steel 17,800원, palstic 23,240원, 엔지니어링 plastic 85,600원 입니다. 그리고 연비 향상측면에서도 14kg의 50%를 절약한다고 해도 실제 연비 향상은 0.25%~0.3%로 기대보다 낮습니다.

 

2)생산성 문제 : steel은 1시간에 300개, plastic은 20개, 엔지니어링 plastic은 약 5개로 추정되므로 공급을 하기 위해서는 공장 space와 많은 설비와 금형이 필요해서 곤란합니다. 엄청난 투자가 일어나야 되고 문제 발생 시 line을 멈춰야 할 것입니다.

 

3)기술적 문제 : plastic 기술이 많이 발전해 왔지만 steel에 버금가는 성능은 아직 이루어지지 않았습니다. plastic은 plastic 나름의 장점이 있고, steel은 steel많의 장점이 있습니다. plastic은 성형성은 좋지만 기계적 강도는 steel에 떨어집니다. 차체부품은 어느정도 충격을 흡수해야 하고 충격을 전달하지 않아야 하며, 강성및 치수안정성(성형후 size가 변하지 말아야 합니다. plastic인 경우 aging을 해도 온도 변화에 따라 size가 변할 수 있습니다) 열특성(고온특성), 내오존(자외선에 변색되지 말아야 함)성을 갖추어야 하므로 현재는 plastic 보다는 알루미늄 합금 등 경금속으로 대체중이고

 

4)안전성 문제 :자동차의 안전성은 생명입니다. 금번 도요타 사태도 품질 문제지만 그 문제가 안전문제로 나타나서 심각한 것입니다. 자동차는 철저히 검증된 기술이나 소재가 아니면 적용하는데 많은 고민이 따릅니다. 연비향상도 좋지만 안전성이 더 우선이므로 안전에 관한 문제는 굉장히 보수적으로 접근할 필요가 있습니다. 만일 경량화만 생각한다면 자동차에서 중량이 많이 나가는 haeness의 동선을 유리섬유로 바꿀 수도 있습니다. 그러면 muliflex를 실현 시킬 수 있겠죠. 하지만 충격으로 유리섬유가 끊어지거나 단락되어서 기기가 작동하지 않는다면 정말 큰 일입니다.

 

 

5)recycle 문제 : 엔지니어릴 plastic은 recycle이 아직은 어렵습니다. 연비를 향상 시켜 환경 문제를 개선 하는 것도 고려할 수 있지만 연비 향상 효과가 작습니다.