[K-카본 미래제조 혁신] 〈3·끝〉 탄소복합 소재로 전기차·UAM 경량화 가속화
||2025.12.15
국산 탄소복합 소재 기술로 기존보다 40% 이상 가벼운 전기차·도심항공교통(UAM) 부품이 탄생할 전망이다. 산업통상자원부가 국내 탄소소재 경쟁력 강화를 위해 추진하는 'K-카본 플래그십 기술 개발 사업'이 가시적 성과를 거두고 있다.
15일 업계에 따르면 '반응중합형 수지 적용 모빌리티용 열가소성 탄소섬유 복합재료 구조부품 개발' 사업단은 올해 성형 공정 조건을 구체화하고 부품 시생산을 진행하며 상용화 목표에 한발 다가섰다.
이 과제는 열경화성 수지와 비교해 낮은 비용으로 고속생산이 가능한 반응중합형 수지와 고속성형기술을 개발하고, 이를 적용해 금속 소재 대비 40% 가벼운 모빌리티 부품을 상용화하는 것이 목표다. 전기차 배터리 하부 프로텍터와 이너프레임, UAM용 연료전지 인클로저와 프레임 등 4종의 부품 제조 기술을 사업화할 계획이다.
올해 성과의 핵심은 국내에서 거의 구현되지 않았던 고난도 인발성형 기술의 확보다. 개발 기준을 마련하기 위해 해외 선진 기업의 아크릴 반응중합형 수지를 활용해 전기차 배터리 구조 부품을 시생산했다. 인발성형은 섬유와 수지를 합쳐서 만든 재료를 금형에 통과시킨 후 앞에서 잡아당겨 제품을 생산하는 방법이다. 특정 모양과 단면을 가진 소재를 한방향으로 계속 뽑아내기 때문에 일정한 품질로 연속 생산이 가능하고 생산 단가를 낮출 수 있는 것이 장점이다.
또 다른 성형 방법인 시트몰딩컴파운드(SMC) 공정 개발도 추진한다. SMC는 소재를 금형에 적층한 후 유압프레스를 이용해 압착 가열해 성형하는 공법이다. 두 성형 방법이 적용되는 부품이 다르기 때문에 현재 두 방향으로 모두 개발이 이뤄지고 있다.
핵심 소재인 수지를 국산화하는 것도 중요 과제다. 아크릴·나일론 반응중합형 수지의 점도, 반응속도, 수분 민감성, 공극률 등에 대한 데이터베이스가 구축됐고 이를 토대로 다수 논문과 특허 출원 성과도 나왔다.
주관기관인 신성소재 관계자는 “반응중합형 수지는 국내에서는 아직 한 번도 양산된 적 없는 제품”이라며 “해외 선진 수지를 넘어서는 높은 물성과 재활용성을 모두 확보한 국산 수지를 만드는 것이 목표”라고 말했다.
과제를 토대로 경량화된 모빌리티 부품이 개발되면 연비 향상과 탄소배출 감소 효과를 볼 수 있다. 재활용도 용이해 국내 친환경 소재 경쟁력 강화에도 도움이 될 것으로 기대하고 있다.
신성소재, 신아티앤씨, 삼오, 울산과학기술원, 전북대, 부산대, 한국재료연구원, 한국탄소산업진흥원 등이 참여한다. 현대자동차와 한화첨단소재, 한화에어로스페이스는 수요기업으로 시제품 평가를 지원한다. 한국탄소나노산업협회는 공동특허 출원과 신기술인증, 연구개발 성과 홍보 등을 수행한다.
정현정 기자 iam@etnews.com
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