자동차용 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic) 시장은 2017년 이후 본격 성장이 기대된다.
Yano경제연구소에 따르면, 글로벌 자동차용 CFRP 수요는 2015년 9231톤에서 2020년 2만8000톤, 2025년 8만5231톤으로 신장할 것으로 예측되고 있다.
연료전지자동차(FCV: Fuel Cell Vehicle)에 사용되는 수소탱크용 탄소섬유 및 CFRP 수요는 제외한 전망치이며, 2020년까지 BMW 등 고급 자동차의 구조재와 교체가능 부품 등을 중심으로 채용되고 이후 저가 자동차까지 보급이 확산될 것으로 예상된다.
자동차 생산기업들은 1979년부터 CFRP 채용에 착수했으나 제조코스트 및 생산성 문제로 1개 차종당 연간 수십에서 1000대 가량에 적용하는데 그치고 있다.
2013년 BMW가 CFRP를 자동차 구조재로 사용한 전기자동차(EV) i3를 상업화한 이후 EV를 중심의 채용이 본격화됐으며 폭스바겐(Volkswagen), 람보르기니(Lamborghini) 등도 채용에 적극 나서고 있다.
일본에서는 도요타자동차(Toyota Motor)가 부품 레벨에서 검토를 완료하고 채용에 적극적인 자세를 나타내고 있으나 우선 교체가능 부품부터 채용하고 점차 범위를 확대할 예정인 것으로 알려졌다.
미국은 하이텐(고장력강판) 및 알루미늄이 주류를 이루었으나 GM(제너럴모터스)이 「Mixed-Material Body Structure」를 제안하는 등 CFRP 채용 가능성이 높아지고 있다.
Yano경제연구소는 2020년까지 BMW의 i8과 같이 가격대가 2억원에 달하는 고급자동차들이 CFRP 채용에 나서고 1개 차종당 100-1000대 가량에 채용될 것으로 예상하고 있다.
2020년 이후에는 5000만원대 수준 차종에서 수만대 상당에 CFRP가 채용될 것으로 기대된다.
생산대수가 많은 차종에 채용된다면 CFRTP(Carbon Fiber Reinforced Thermoplastics) 성형제품도 채용이 확산될 것으로 기대되고 있다.
자동차용 소재 시장에서 이미 주류를 이루고 있는 철 대신 CFRP의 채용을 확대하기 위해서는 탄소섬유가 이방성을 갖추고 있고 융점, 열확장계수, 계면통합방법 등을 활용해 이종소재와 접합이 용이하다는 점을 적극 강조해야 할 것으로 파악된다.
또 생산대수에 따라 1개 차종에 채용되는 것만으로 수요가 단번에 확대될 수 있기 때문에 적절하게 설비투자를 확대해야 할 것으로 요구되고 있다.
채용 방식은 모노코크(Monocoque) 외에 크로스멤버(Cross Member), 필러, 센터터넬 등 구조재 일부로 채용하는 방법, 본넷, 후드, 백도어 등 교체가 가능한 부품에 채용하는 방법이 제시되고 있다. (K)