수년 동안 자동차 경량화는 소재 대체가 전부였습니다.강철을 알루미늄으로, 플라스틱 부품을 금속 부품으로 대체함으로써 제조업체는 무게를 줄이고 배출 목표를 달성할 수 있었습니다.그리고 어느 정도 효과가 있었습니다.
이제 제조업체는 전기화, CNG 및 수소 플랫폼의 요구 사항은 물론 더욱 엄격해지는 안전 및 지속 가능성 목표를 충족해야 합니다.설계에는 최소한의 무게와 최대 성능만 필요합니다.즉, 부품뿐만 아니라 시스템을 재고하는 것에서 진정한 이득을 얻을 수 있습니다.
그리고 자동차 경량화에 있어서는 컨텍스트가 가장 중요합니다 .최적의 재료 선택은 제조 장소, 목표 물량, 각 부품의 성능 요구 사항에 따라 달라집니다. 이것이 비즈니스에 어떤 의미가 있는지 살펴보겠습니다.
시스템 재설계를 통한 혁신
“무엇을 대체할 수 있을까요?” 라고 묻는 대신미래 지향적인 OEM은 “이 제품을 구축하는 가장 좋은 방법은 무엇일까요?” 라고 묻고 있습니다.기업들은 배터리 인클로저, 프런트 엔드 모듈, 좌석 구조와 같은 전체 시스템을 재설계하려고 합니다.
그 해답은 안전성, 내구성 또는 확장성을 손상시키지 않으면서 무게를 줄여 주는 다양한 이점을 제공하는 통합 다중 재료 폴리머 에 있습니다.
더 가벼운 비금속 부품은 물류를 단순화하고, 설계를 자유롭게하며, 드릴링, 밀링, 도장 및 부식 방지와 같은 2차 작업의 필요성을 줄일 수 있습니다.
즉, 에너지 사용량, 배출가스 감소, 더 깨끗하고 효율적인 생산 공정이 가능해집니다.
 
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“ 차량 경량화는 지속적인 밸런싱 작업이 되었습니다. ”라고 설명합니다. 니르자르 네기 , 전문가 팀은 IMCD 인도 및 방글라데시에서 첨단 소재 분야의 자동차 분야를 이끌고 있습니다. “ 현대 자동차에 더 많은 기능을 담으면서 성능, 안전 또는 지속 가능성 측면에서 양보하지 않고 무게를 줄이는 것이 과제입니다.그래서 우리는 제조업체가 결정을 내릴 수 있도록, 특히 초기 단계에서 나중에 비용이 많이 드는 리엔지니어링을 하지 않도록 돕기 위해 최선을 다합니다. ” |
자동차 경량화를 위한 폴리머
폴리머는 독립형 소재와 복합소재 및 하이브리드 시스템의 필수 부품 모두에서 경량화 전략의 핵심입니다.
“ 특히 열, 연료 또는 진동에 노출되는 부품에서 금속 폴리머에서 고성능 폴리머로 전환하는 것만으로도 30~ 50% 의 성능 향상이 이루어지고 있습니다. ”라고 Negi는 말합니다. “25 {} 단순한 문제가 아닙니다. 무게. 부품의 성능을 높이는 것이 관건입니다. ”
열가소성 수지와 열경화성 복합재 는 폴리머로, 유리 또는 탄소 섬유로 강화되는 경우가 많습니다.서로 다른 장점을 제공하며 지역마다 제조업체에서 인기가 있습니다.
열가소성 수지 는 재활용이 가능하고 처리 속도가 빠르기 때문에 특히 아시아의 처리량이 많은 제조 환경에 적합합니다.
열경화성 수지 는 우수한 열 및 구조적 안정성을 제공하며 유럽에서 복잡하고 안전이 중요한 응용 분야에 널리 사용되고 있습니다.그러나 유럽의 규제 압력이 점차 순환성과 재활용성을 강조함에 따라 열가소성 플라스틱도 지역 전역에서 꾸준히 인기를 얻고 있습니다.
생산 공정에 차이를 만들 수 있는 몇 가지 재료를 자세히 살펴보겠습니다.
| 재료 | 애플리케이션 | 이점 |
|---|---|---|
| 첨단 고분자 복합재료 (유리/탄소 섬유 강화) 41 {} - 배터리 인클로저 - 언더바디 패널 - 크래시 존 |
- 높은 강도 대 중량 비율 - 열 안정성 - 부식 저항성 |
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| 하이브리드 구조 (열가소성 수지+금속 인서트) |
- 시트 프레임 - 브래킷 - 마운팅 시스템 |
- 현지화된 보강재 - 비용 절감 - 확장 가능한 제조 |
| 엔지니어링 열가소성 수지 (PA, PBT, PP 등) |
- 하우징 - 덕트 - 내부/외부 트림 |
- 재활용 가능 - 간편한 처리 - 유연한 디자인 |
| 엔지니어링 써모셋 (에폭시, 페놀 등) |
- 구조 부품 - 열에 노출된 부품 |
- 내열/내화학성 - 치수 안정성 |
| 구조용 접착제 | - 혼합 재료의 접착 - 내부/외부 조인트 |
- 무게 절감 - 균일한 하중 분산 - 부식 방지 |
더 나은 설계를 위한 자유
경량 소재의 가장 큰 장점 중 하나는 설계의 자유도입니다 .기존 금속은 제조상의 제약으로 인해 한계가 있습니다.폴리머를 사용하면 사출 성형을 통해 복잡한 모양을 더 쉽게 만들 수 있습니다.이는 다음과 같은 이점을 제공합니다.
- 구성 요소를 단일 성형 부품으로 결합하여 부품 통합
- 간소화된 설계를 통한 공기 역학적 개선 내부 및 외부 디자인을 맞춤화하여 미학과 인체공학적 개선
- 기능적 통합 (예: 재료에 센서 또는 배선을 직접 내장
다음은 더 가볍고 스마트하며 친환경적입니다.
신소재로 기술이 시장에 출시되면서 가능성은 빠르게 확대되고 있습니다.차세대 소재 혁신의 물결이 도래했습니다. 탄소 발자국을 줄이는 바이오 기반 및 재활용 가능한 폴리머
- 더 높은 강도와 열 성능을 위한 섬유 강화 스마트 소재
- 재료 수명을 연장하는 고급 재활용 방법 고도로 맞춤화되고 가벼운 부품을 가능하게 하는 적층 제조
- 신소재와 함께 3D 프린팅은 완전히 새로운 차원을 가능하게 합니다. 설계 유연성.차세대 부품을 위한 격자 구조, 부품 통합 및 재료 효율적인 형상을 가능하게 하므로 경량화 전략에 매우 적합합니다.
그렇긴 하지만 여전히 과제가 남아 있습니다.일부 폴리머의 열 한계는 특히 고열 영역 근처에서 관리해야 합니다.그리고 안전성과 내구성 측면에서 금속을 선호하는 소비자들의 인식은 여전히 남아 있습니다.한 가지 확실한 점은 첨단 폴리머가 모빌리티의 미래를 위한 길을 닦고 있다는 것입니다.더 가볍고 친환경적이며 더 효율적인 미래.
어떻게 여러분을 지원할 수 있을까요?
플라스틱으로 설계하는 것은 결코 간단하지 않습니다.모든 종류의 고려 사항이 자동차 경량화를 위한 재료 선택 및 부품 설계에 영향을 미칠 수 있습니다.
IMCD Advanced Materials 에서는 재료 선택 및 비용 평가부터 고급 부품 설계, CAE 계산, 금형 레이아웃 및 프로토타입/사전 시리즈 성형에 이르기까지 개발 프로세스의 모든 단계를 지원합니다.시스템을 생각하는 접근 방식을 통해 제조업체가 재료를 넘어 전체 설계 및 생산 상황을 고려하여 모든 결정이 성능, 지속 가능성 및 효율성을 지원하도록 지원합니다.
현지 IMCD 담당자에게 문의하여 경량화 요구 사항에 대해 논의하십시오.
