[교통신문 김정규 기자] 자동차 도어에 쓰이던 기존 강철 소재를 알루미늄 합금으로 대체해 연비를 높이는 기술이 나왔다. 최근 불고 있는 자동차 경량화 추세에도 부합하는 기술로, 시장성에 대한 기대감이 커지고 있다.
한국기계연구원은 서 정 부산기계기술연구센터 박사 연구팀이 국내 자동차부품 전문 업체와 함께 알루미늄 도어 양산을 위한 레이저 용접기술 개발에 성공했다고 밝혔다. 최적의 레이저 출력, 용접 속도, 용접 비드(용접선) 패턴 형상을 찾아낸 게 핵심이다.
자동차부품 경량화 소재로 주목받는 알루미늄 합금 소재는 가벼우면서도 강도가 높으나, 접합이 어려워 그간 양산되지 못했다.
연구팀은 알루미늄과 망간, 규소 등을 합금해 강도를 향상한 알루미늄 '5000계열'과 '6000계열' 소재를 대상으로 최적의 용접 조건을 찾아냈다. 또 알루미늄을 레이저 용접할 때 에너지 밀도가 높으면 레이저 파장 영향을 크게 받지 않고 알루미늄에 잘 흡수되는 것을 확인했다.
연구팀은 개발된 기술을 적용하면 자동차 도어의 무게를 기존보다 3분의 1로 줄일 수 있다고 설명했다. 아울러 레이저 스캐닝 기술 중 하나인 패턴 용접을 적용할 경우 알루미늄 용접 강도가 원재료 대비 80％ 이상 높아지는 것도 밝혀냈다.
연구팀은 이를 응용하면 기존 기술보다 15％ 이상 강한 소재를 만들 수 있다고 전했다.
서 박사는 "레이저 용접기술을 이용한 알루미늄 용접 최적 조건과 생산기술을 확보한 만큼 향후 다양한 경량 소재 적용 제품에 활용할 수 있을 것"이라며 "국내 자동차 경량화와 연비 향상이 이뤄질 수 있도록 생산현장에 적용할 계획"이라고 말했다.
연구팀은 현재 국내 자동차부품 전문 업체와 함께 알루미늄 도어 레이저 용접 생산기술 상용화에도 착수했다. 앞으로 도어뿐 아니라 차체 전체로 적용 범위를 확대할 방침이다.
