자동차의 스틸 도어를 알루미늄 합금 소재로 대체해 연비를 향상하는 기술이 개발됐다. 개발된 기술은 자동차 도어의 무게를 1/3로 줄인다.

알루미늄 합금 레이저 용접에 필요한 최적의 레이저 출력과 용접 속도, 용접 비드1)의 패턴 형상을 찾아낸 것이 기술의 핵심이다.

한국기계연구원 부산기계기술연구센터 서정 박사 연구팀은 알루미늄 저 용접기술 개발에 성공했다. 자동차 부품 경량화 소재로 주목받는 알루미늄 합금 소재는 가벼우면서도 강도가 높지만 접합이 어려워 양산이 어려웠다.

연구팀은 알루미늄(Al)과 망간(Mg), 규소(Si) 등을 합금하여 강도를 향상한 알루미늄 5000계열과 6000계열 소재를 대상으로 최적의 레이저 용접 조건을 찾아냈다.

알루미늄을 레이저 용접할 때 에너지 밀도가 높으면 레이저 파장의 영향을 크게 받지 않고 알루미늄에 잘 흡수되는 것을 확인했다.

연구팀의 연구 성과는 민간R&D마중물사업에 선정되어 알루미늄 도어 레이저 용접 생산 기술 상용화에도 착수했다.

서정 박사는 “레이저 용접 기술을 이용한 알루미늄 용접의 최적 조건과 생산기술을 확보한 만큼 향후 다양한 경량 소재 적용 제품에 활용할 수 있을 것”이라며 “실제 생산현장에 적용하여 국내 자동차의 경량화 및 연비를 향상하는 데 이바지하겠다”고 말했다.

■■ 용어

1. 용접 비드(Bead) : 용접한 부위를 이르며 용접선이라고도 함. 주로 직선 형태이며 원형이나 패턴 형상으로도 제작 가능

2. 레이저 스캐닝기술 : 레이저 빔을 빠르게 움직여 원형, 삼각형, 물결모양 등의 패턴을 형성하는 기술

3. 패턴 용접 : 레이저로 두 재료를 접합하는 부위에 특정 패턴을 적용하여 강도가 강화되는 등 효과를 얻을 수 있는 용접 기술

4. 민간R&D마중물사업 : 기계연이 대기업과 중소·중견기업 등 기계분야 산업계의 R&D 활성화를 위해 연구비의 일부를 매칭 지원하는 사업. 산업계의 부담을 줄이고 민간 기업과 협력해 상업화에 더욱 가까운 실용적인 연구성과를 창출하기 위한 사업