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[Motoroid / Tech]

고성능 스포츠카나 스페셜 에디션 차량 관련 기사를 살펴보면 '카본(Carbon)'이라는 용어가 빠지지 않고 등장한다. 그렇다보니, 카본이 뭔가 특별하거나 고가의 차량에만 적용되는 특별한 소재라는 사실은 너무나도 쉽게 알아차릴 수 있다.

그렇다. 카본(탄소 섬유)은 일반 스틸보다 뛰어난 장점을 가진 고급 소재다. 부식에 강하고 강성이 뛰어나며, 다양한 형태로 제작이 용이함은 물론이고 가볍기까지 하다. 카본이 무게대비 우수한 탄성과 강도를 자랑하다 보니, 경량화가 주된 과제로 꼽히는 자동차 시장에서 빼놓을 수 없는 소재로 떠오르게 됐다. 조금이라도 더 가볍고 튼튼해야만 하는 자동차에 있어서 카본은 최고이자 최적인 소재로 여겨질 수밖에 없기 때문이다.

이렇게 좋은 카본을 일반 차량에도 쉽게 적용할 수 있다면 좋겠지만, 제조 과정이 복잡해 가격이 비싸다. 카본이 고성능 차량이나 모터스포츠 분야서 주로 사용되는 이유도 바로 가격에 있다.

하지만 카본 소재를 일반 차량에서도 쉽게 만나볼 수 있게 될 날을 기대해도 좋을 것 같다. 미국 국립 재생 에너지 연구소(National Renewable Energy Laboratory)와 공학자 그레그 베컴(Gregg Beckham)이 옥수수 줄기와 밀짚과 같은 식물을 통해 보다 저렴하고 친환경적으로 카본 섬유를 생산할 수 있는 방법을 발견했기 때문이다.

photo : Nexus Media

연구팀은 식물을 당으로 분해해 산으로 전환시키는 방법을 통해 카본 섬유의 원사인 폴리아크릴로니트릴(PAN)을 생산하는데 성공했고, 현재 상업적으로 활용할 수 있는 생산 공정을 확장하기 위해 외부 협력체와 협의 중인 것으로 알려졌다. 가까운 미래에 새로운 방법으로 만들어진 카본 소재가 자동차 제작 공정에 활용될 수 있을지 크게 기대되는 시점이다.

글 : 모터로이드 뉴스팀 <저작권자 (c) 모터로이드 무단 전재 및 재배포 금지>

[Motoroid / Column]

고성능 스포츠카나 스페셜 에디션 차량 관련 기사를 살펴보면, '카본(Carbon)'이라는 용어가 빠지지 않고 등장한다. '카본 소재를 사용하여 무게를 줄였다', '카본 소재를 사용해 멋을 더했다' 등 뭔가 대단한 마법을 부린 듯한 느낌이 든다. 도대체 카본은 어떤 것이고, 어떤 용도로 사용될까? 

먼저, '카본'이 어떤 차량에 많이 사용되는지 알아보기 위해 검색창에 '카본'을 검색했다. 검색된 차량들은 공통점을 한 가지 갖고 있었다. 뭔가 특별한 스페셜 에디션 모델이거나, 고성능 스포츠카거나. 꼭 그렇지 않더라도, 멋지게 튜닝된 차거나 고가의 차량들이었다. 보아하니, 아무 차량에나 막 적용되는 흔한 소재는 분명히 아니다. 

그렇다. 카본은 일반 스틸보다 뛰어난 장점을 가진 고급 소재다. 부식에 강하고, 다양한 형태로 제작이 용이함은 물론이고 가볍기까지 하다. 또한 무게 대비 우수한 탄성과 강도를 자랑한다. 

다음은 자동차 제작에 흔히 사용되는 스틸과 알루미늄, 그리고 카본을 강도, 무게, 가격을 기준으로 비교해봤다. 

이렇게 다재다능한 소재를 자동차 제조사들이 모른척할 리가 없다. 자동차에 있어서, 조금이라도 더 가볍고 더 튼튼한 카본은 최고이자 최적인 소재로 여겨질 수밖에 없다. 특히, '무게가 매우 가볍다'는 특징은 경량화가 중시되는 고성능 스포츠카나 모터스포츠 분야서 대접받게 된 가장 큰 이유다. 

최근 포드와 마그나는 경량화를 통해 배기가스 감소와 연비 향상을 이끌어내기 위하여, '탄소섬유 서브 프레임'을 공동 연구·개발해 발표하기도 했고, 영국의 스포츠카 브랜드 로터스는 카본을 사용하여 800kg도 채 되지 않는 경량 스포츠카 '엘리스 스프린트'를 공개하기도 했다. 

옛적에는 제작시간이 오래 걸린다는 점과 비싼 가격이 단점으로 작용하여 상용화가 어려웠던 것이 사실이지만, 기술의 발달로 카본이 사용되는 영역이 크게 확대되고 있는 추세다. 차량 보닛 후드에도 사용되고, 머플러팁, 휠, 도어, 에어인테이크, 심지어 스포츠 시트에도 사용된다. 나아가 고성능 버전을 위한 '카본 패키지'가 따로 존재하기도 한다. 

카본은 꼭 경량화 목적이 아니고도, 특유의 카본 패턴 덕분에 차량 내·외관을 꾸미는 용도로 사용되기도 한다. 주로 고급스럽고 스포티한 측면을 강조하기 위한 소재로 사용되며, 최근엔 카본 무늬를 그대로 따라한 멋내기용 시트지까지 인기를 끌고 있다. 

물론 카본보다도 매우 튼튼하고 가벼운 소재로 '티타늄'이 존재한다. 하지만 매우 비싸기 때문에, 카본이 유용한 소재로 오랜 기간 사랑받지 않을까 싶다. 

글 : 모터로이드 칼럼 기획팀 <저작권자 (c) 모터로이드 무단 전재 및 재배포 금지>

[Motoroid / Tech]

탄소 섬유(Carbon)는 자동차 업체들이 성능과 연비 향상을 목적으로 많이 사용하고 있는 소재다. 차체 패널을 물론이고 휠에도 적용되며, 심지어 보닛 후드 전체를 카본을 입히는 경우도 있다. 

이제는 탄소 섬유 사용이 자동차의 여러 부품으로 확대되는 모양새다. 미국의 포드와 마그나(Magna)는 경량화를 통해 배기가스 감소와 연비 향상을 이끌어내기 위해, '탄소섬유 서브 프레임'을 공동 연구·개발 했다고 밝혔다. 

'서스펜션 멤버'라고도 불리는 서브 프레임은 현가장치의 골격이 되는 부재로 엔진과 휠을 장착할 수 있는 공간을 마련해준다. 또한 차량의 충돌 안전과도 연관되며, 진동과 흔들림을 줄여주기도 한다. 

두 업체는 탄소 섬유를 사용해 기존 강철 스탬핑 서브 프레임보다 무게를 34%가량 감소시켰다. 또한 기존의 서브 프레임은 대략 50여 개의 부품으로 구성되어 있지만, 이번에 공개된 차세대 서브 프레임은 단 4개의 부품으로 조합되어 제품 설계 구조가 간단하다는 이점을 갖는다. 

마그나는 프로토 타입 서브 프레임을 생산하고, 포드가 제품 테스트 진행을 맡는다. 포드는 제품 풀질과 관련하여 부식, 흠집, 내구성 등에 대한 테스트를 진행할 계획이며, 테스트 결과를 바탕으로 마그나가 최종 양산 제품 제작 준비에 들어갈 예정이다. 

한편, 마그나는 오래전부터 자동차 경량화를 위한 연구를 진행해왔으며 캐딜락 CTS, ATS-V의 탄소섬유 후드, 포드 머스탱 쉘비 코브라 GT500의 탄소섬유 그릴 등을 선보인 바 있다. 

글 : 모터로이드 뉴스팀 <저작권자 (c) 모터로이드 무단 전재 및 재배포 금지>