알루미늄이 자동차 산업에 끼치는 영향

알루미늄의 특성과 적용

알루미늄이란? 알루미늄은 금속 원소입니다. 고대부터 인류문명에서 사용되었습니다. 알루미늄 산화물은 고대 이집트와 로마의 도자기 유물에서 발견되었습니다. 처음에 과학자들은 알루미늄이 희귀하고 추출이 어렵다고 믿었습니다. 이제 우리는 그것이 지각에서 세번째로 가장 흔한 원소이고 지구상에서 가장 흔한 금속 원소라는 것을 압니다. 알루미늄은 쉽게 혼합되어 가볍지만 강한 합금을 만듭니다. 알루미늄은 매우 가볍고 열과 전기를 잘 전달하며 비자성입니다. 이러한 특성으로 인해 건축에서 조리 도구, 자동차 제조에 이르기까지 다양한 용도에 이상적입니다. 알루미늄은 100년 넘게 자동차 제조에 사용되었습니다. 사실 알루미늄 차체를 특징으로 하는 최초의 스포츠카는 1899 년 베를린 국제 모터쇼에서 초연되었습니다. 1901년 메르세데스 벤츠를 공동 창립한 칼벤츠는 최초의 알루미늄 자동차 엔진을 제작했습니다. 알루미늄을 사용한 금속 가공의 초기 어려움과 당시 높은가격으로 인해 알루미늄이 자동차 산업에서 널리 사용되기까지 60년 이상이 걸렸습니다. 1961년 랜드로버가 대량생산한 Buick215에는 알루미늄으로 만든 8기통 V8엔진이 장착되었습니다. 엔진의 가벼움은 계시였으며 경주용 자동차 운전자들에게 즉각적인 인기를 얻었습니다. 1997년 아우디는 알루미늄 차체 생산을 시작했습니다. 알루미늄을 사용하여 차체 무게를 최대 239kg까지 줄였고 연료소비를 줄이는데 큰도움이 되었습니다. 오늘날 알루미늄은 철강 다음으로 자동차 산업에서 두 ​번째로 많이 사용되는 소재입니다. 알루미늄 1kg은 제조 공정에서 최대 2kg의 강철 또는 주철을 대체 할수있는 것으로 알려져 있습니다. 그리고 다음과 같은 특징이 있습니다 1.무게: 알루미늄은 가볍습니다. 그리고 밀도는 강철의 1/3입니다. 2.강도: 알루미늄은 강합니다. 알루미늄 합금의 인장 강도는 70 ~ 700MPa입니다. 강철과 달리 알루미늄은 저온에서 깨지지 않습니다. 사실 알루미늄의 강도는 추울 때 증가합니다. 3.적응성: 알루미늄의 강도는 유연성과 결합되어 하중이 가해지면 구부러지고 충격으로부터 다시 튀어 나올 수 있습니다. 4.가단성: 알루미늄은 매우 가단 하며 다이를 통과하여 원하는 모양으로 압출 할수있습니다. 알루미늄은 뜨겁거나 차갑게 압출 될수 있습니다. 굽힘 및 성형 작업을 통해 추가로 조작할수 있습니다. 5.전도도: 알루미늄은 열과 전기의 우수한 전도체입니다. 알루미늄 전도체의 무게는 동일한 전도도를 가진 동등한 구리 전도체의 약 절반입니다. 6.반사율: 알루미늄은 빛과열을 모두 잘 반사합니다. 7.내식성: 알루미늄은 공기 중의 산소와 반응하여 미세하게 얇은 산화물 층을 형성합니다. 이 층은 두께가 4나노 미터에 불과하지만 부식에 대한 탁월한 보호 기능을 제공합니다. 손상되면 자체적으로 복구됩니다. 자동차 산업에 알루미늄이 필요한 이유는? 어떻게 사용 되나? 자동차 산업은 차량 프레임 및 차체, 전기 배선, 바퀴, 램프, 페인트, 변속기, 에어컨 콘덴서 및 파이프, 엔진 부품 (피스톤, 라디에이터, 실린더 헤드) 및 자석 (속도계, 회전 속도계 및 에어백 용)에 알루미늄을 사용합니다. 강철 대신 알루미늄을 자동차 제조에 사용하면 다음과 같은 많은 이점이 있습니다. 1.성능 이점: 평균적으로 알루미늄은 제품에 따라 강철보다 10~40% 가볍습니다. 알루미늄으로 만든 차량은 가속, 제동 및 핸들링이 더 좋습니다. 알루미늄의 강성은 운전자에게 보다 즉각적이고 정확한 제어를 제공합니다. 알루미늄의 가단성을 통해 설계자는 최대 성능을 위해 최적화된 차량 형태를 설계 할수 있습니다. 2.안전 이점: 알루미늄은 동일한 무게의 강철보다 충돌시 두배의 에너지를 흡수 할수 있습니다. 알루미늄은 차량 전면 및 후면 크럼플 존의 크기와 에너지 흡수용량을 늘리는 데 사용할수 있으므로 무게를 늘리지 않고도 안전성을 높일수 있습니다. 가벼운 알루미늄으로 만든 차량은 정지 거리가 짧아 충돌을 방지합니다. 3.환경적 이점: 자동차 알루미늄 스크랩의 거의 90%가 회수 및 재활용됩니다. 1톤의 알루미늄을 재활용하면 석유 21배럴에 해당하는 에너지가 절약됩니다. 알루미늄 자동차 제조를 사용하면 강철을 사용하는 것에 비해 수명주기 CO2발자국이 20% 감소합니다. 알루미늄 협회의 보고서 The Element of Sustainability 는 강철차량을 알루미늄 차량으로 교체하면 1억 8천만 배럴의 원유를 절약하고 4,400만 톤의 CO2 배출을 피할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 4.연료 효율: 알루미늄 부품이 장착 된 차량은 강철 부품이 장착 된 차량보다 24%가볍습니다. 이는 100 마일 당 0.7갤런의 연료를 절약하여 강철 차량에 비해 15%의 연료 소비를 절감합니다. 알루미늄이 하이브리드, 디젤 및 전기 자동차에 사용될 때 유사한 연료 절약이 이루어집니다. 5.내구성: 알루미늄 부품이 장착된 차량은 녹 수리의 필요성이 적고 수명이 늘어납니다. 알루미늄 부품은 오프로드 및 군용을 포함한 까다로운 환경의 차량에 이상적입니다. GM은 탄소섬유, 알루미늄 및 강철을 포함한 다양한 재료를 혼합하여 향후 모든 제조 공장을 알루미늄으로 개조하는 대신 무게 요구사항을 충족 할 계획입니다. 6.미래: 자동차의 경량화는 잘 진행되고 있으며 이러한 추세는 계속 될것입니다. 연료 배출을 줄이고 GHG 요구 사항을 충족하기 위해 자동차 제조업체는 차량 무게를 크게 줄여야하며 여러 도구를 처분 할수 있습니다. 점차 증가하는 알루미늄 합금 사용은 차량을 더 가볍게 만드는 첫 번째이자 주요 솔루션입니다. 두 번째 대안은 고급 고강도 강 (AHSS)을 사용하는 것입니다. 이 두 금속은 가까운 미래에 경량화 게임을 주도 할 가능성이 높습니다. 그러나 개선에도 불구하고 강철은 차량 경량화, 특히 대형 승용차(SUV 및 경트럭)에서 여전히 알루미늄과 경쟁 할수 없습니다. 마그네슘, 복합 재료{CFRP(탄소 섬유 강화 플라스틱), 유리 섬유 및 기타 재료}를 집중적으로 사용하는 경량화는 높은 비용으로 인해 고급차로 제한됩니다. 수용 가능하려면 품질, 편의성, 안전성 또는 경쟁력을 손상시키지 않고 경량 솔루션을 차량 설계에 통합해야합니다.