[CEO단상]자동차 경량화, 알루미늄이 해법

김시중 남선알미늄 대표

알루미늄은 가볍고 부드러워 가공하기 쉬운 금속이다. 비중은 철과 동에 비해 3분의 1 수준이어서 경량화 부품 수요가 높은 산업군 중심으로 기술개발이 한창 진행되고 있다. 예를 들어, 얇은 박이나 복잡한 형상의 압출 형재, 압연, 단조부품을 쉽게 제조할 수 있고 절삭 가공성이 뛰어나기 때문에 정밀부품 산업에 주로 적용돼 왔다. 근래에 들어서는 고유가시대에 접어들면서 경량화 니즈가 높은 자동차 산업군에서 알루미늄을 기반한 신소재 연구가 활발히 진행되고 있다.

알루미늄 소재는 차량경량화를 통한 연비개선 및 자동차 내구성을 강화할 뿐만 아니라 일반금속들에 비해 재활용율이 높아 환경친화적 소재라는 점에서 글로벌 환경 트렌드에도 부합한다는 장점을 자랑한다. 중형차 기준 철소재를 알루미늄으로 바꿔 10%만 경량화해도 15%의 연비개선을 이룰 수 있어 차체 중량에서 알루미늄이 차지하는 비율이 2015년에는 30%까지 확대될 전망이다. 세계 각국이 자동차 연비기준을 강화하고 있고, 소비자는 연비가 뛰어난 차량을 선호하기 때문이다.

자동차산업에서 경량화를 위한 대체소재 개발 역사는 2차 세계대전까지 거슬러 올라간다. 1941년 포드자동차 설립자인 헨리 포드는 철강재 부족으로 고무, 코르크, 밀, 강낭콩 등을 자동차 소재로 적용해 세계최초 플라스틱 자동차를 개발했다. 기존 철강재로 만든 자동차에 비해 무게가 훨씬 가벼워 당시에는 혁신적인 제품이었다. 그러나 얼마 후 2차 세계대전이 일어나면서 플라스틱자동차는 역사 속으로 사라졌다. 다만 2000년대 들어 화학소재 기업들 중심으로 미래자동차의 모습 속에서 엔지니어링 플라스틱, 탄소섬유복합재 등 고분자복합재의 연구가 지속되고 있어 역사 속으로 사라질 뻔한 플라스틱 자동차 상용화도 기대해봄 직하다.

그리고 지금 　전 세계에 에너지 소비 및 연비규제 강화문제가 대두되면서 자동차 경량화를 위한 대체소재 개발이 뜨거워지고 있다. 차량소재의 경량화는 엔진효율을 높일 수 있는 최적의 방안이고, 궁극적으로는 자동차의 연비향상, 온실가스 배출 감축으로 친환경을 도모할 수 있기 때문이다.

'철강산업의 글로벌 환경변화'라는 보고서를 보면 차량경량화를 위한 대체소재가 다양하게 소개되고 있다. 이 보고서에 따르면 현재 자동차의 소재로 전체 4분의 3이 철강재 소재가 사용되는 것으로 조사됐다. 자동차 바디, 섀시, 구동장치 등은 대부분 철강재료로 제조되고, 경량화 요구에 따라 고강도강, 알루미늄, 마그네슘, 티타늄, 폴리머복합재료 등이 연구되는데 이 중 알루미늄은 기존 철강소재를 대체할 가장 유력한 소재로 선정됐다.

알루미늄은 자동차 소재 사용량으로 꾸준히 증가해 자동차 중량의 9%를 차지하며 특히 엔진, 휠, 트랜스미션, 구동라인 등에 적용되고 있다. 이는 알루미늄의 특성 중 절삭가공성이 뛰어나 정밀부품에 적합하거나 용융점이 낮아 복잡한 형상의 모양을 주물로 만들 수 있고, 대기 중의 산소와 반응해 치밀한 산화피막을 형성해 부식을 방지해주는 기능을 포함하고 있기 때문이다. 이에 따라 전세계 자동차업계에서는 알루미늄을 활용해 가벼운 차, 차량경량화를 통한 연비개선을 기대하며 상용화를 서두르고 있다.

필자는 알루미늄 소재업체를 이끄는 회사 대표로서 알루미늄이 차량경량화를 견인해 줄 신소재로 조명되고 있는 현실이 반갑기도 하지만 이를 시장수요에 발맞춰 상품화하고 수익실현의 기회로 삼아야 한다는 현실과도 직면하고 있다.

일찍이 혁신적인 기술로 뛰어난 제품을 개발했지만 시장수요가 없으면 한순간 폐품으로 전락하는 사례는 수두룩하다. 알루미늄도 차량경량화라는 화두 속에 각광받는 데 안주하기보다, 장점을 강화하면서 약점을 보완하는 가공기술개발에 전념해 새로운 신규시장에 정면으로 맞서 시장 부흥을 이끌어야 할 것이다.

김시중 남선알미늄 대표