파나소닉, 레이저 리벳 접합 확대 … 화학제품·금속 접합 주력

파나소닉(Panasonic)이 이종소재 접합을 가능케 하는 기술 적용 확대에 주력하고 있다.
파나소닉은 최근 금속과 다른 소재를 접합할 수 있는 레이저 리벳 접합 기술을 전기자동차(EV)를 비롯해 경량화가 요구되는 자동차 분야를 중심으로 제안하고 있다.
소재 생산기업과 공동으로 제안하는 등 새로운 비즈니스로 창출할 수 있는 가능성도 모색하고 있으며, 접합 부분에 최적화된 장치와 프로세스를 함께 제안함으로써 멀티 머터리얼화 가속화에 대응하는 멀티 프로세스 지원도 본격화하고 있다.
레이저 리벳 접합 기술은 금속과 다른 소재를 위아래로 감싸듯이 접합하는 프로세스로 구멍을 통해 철-철로 이루어진 고정부재를 용접하고 가운데에 알루미늄 등을 끼워넣어 고정하는 방식이다.
금속과 알루미늄을 접합함으로써 무게를 줄였을 뿐만 아니라 볼트 접합과 강도가 비슷하고 적용 소재에 한계가 없다는 강점이 있다.
특히, 접착체에 매우 작은 틈을 만들면 접착 후 굳어가는 과정에서 누르는 힘으로 작용해 확실하게 고정이 가능한 것으로 파악되고 있다.
강하게 붙들어주는 힘을 부여한 후 소재를 끼워 넣음으로써 간단한 접착만으로도 이종소재 접합을 실현했다.
상하 방향 선단강도에 약한 열용착법을 활용한 직접 접합을 극복하는 프로세스이며 용접에 필요한 시간이 1초도 걸리지 않을 정도로 빠르게 접합이 가능한 것이 특징이다.
저탄소강과 알루미늄, 저탄소강과 PET(Polyethylene Terephthalate), 알루미늄과 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic), 저탄소강과 CFRP 등 다양한 조합을 고려하고 있다.
주로 경량화가 요구되는 자동차 분야에 대한 적용을 기대하고 있다.
강도가 필요한 부분에는 강판이나 하이텐을, 강도를 크게 요구하지 않는 부분에는 알루미늄, 수지, CFRP 등을 적용할 수 있을 것으로 파악하고 있다.
자동차는 접합할 수 있는 부분이 3000-4000곳에 달하며, 특히 상부의 도어 안쪽과 루프, 시트 뒷면 등 충돌할 때 직접 충격을 받지 않는 부분에서 채용을 기대하고 있다.
채용을 가장 기대하는 조합은 현재 알루미늄과 철이나 나중에는 압도적인 강도와 경량화 효과를 모두 갖춘 CFRP에 대한 니즈가 더욱 확대될 것으로 예상하고 있다.
경량화 효과를 확대하기 위해 강도를 보유하면서 고정부재의 소형화와 박막화를 실현하는 기술 개발도 진행하고 있다.
녹 방지를 위해 아연을 코팅한 강판은 철이 녹을 때 아연이 기화되지만 아연도금 강판을 끼워 넣고 용접하면 표면에서 기화한 아연이 나갈 곳이 없어지기 때문에 통기용 구멍을 만들어주는 방법을 고안하고 있다.
현재 일본 자동차기업을 중심으로 제안활동을 추진하고 있으며 일정수준 성과를 얻은 것으로 알려졌다.
앞으로는 소재 생산기업과 공동으로 소재마다 적합한 용접법을 제안하는 등 새로운 비즈니스를 진행할 예정이다.
파나소닉은 현재 아크용접 주체로 사업을 영위하면서 레이저 용접을 천천히 도입하고 있다.
레이저 용접은 속도가 빠르고 생산성이 우수하나 간격이 벌어진 곳이 많은 부분에는 아크용접이 더 적절한 사례가 많기 때문이다.
장기적으로는 모든 프로세스가 적재적소에 투입될 수 있도록 하고 레이저 리벳 접합 강도를 더욱 높여 볼트/너트 접합과 접착 등을 대체할 계획이다.
파나소닉은 멀티 머터리얼화에 대응해 접합 부분마다 최적화된 장치와 프로세스를 제공하는 멀티 프로세스가 정착될 수 있도록 총력을 기울이고 있다. (K)