CFRP, 경량화 이끄는 소재로 각광

[산업일보]
경량화가 산업계의 과제로 부상하고 있는 가운데 이를 해결하기 위한 신소재에 대한 연구가 활발하게 이뤄지고 있다. 특히, 최근에는 탄소를 이용한 소재 개발이 주류를 이루고 있는 가운데 CFRP소재가 관심의 대상이 되고 있다.

탄소섬유와 수지를 복합해 성형한 CFRP는 금속을 대체하는 경량화 소재로써 항공우주, 스포츠레저용품, 풍력발전 블레이드, 의료기기, 전자제품, 자동차 등의 부품, 건축토목 구조물의 보강재 등의 용도로 사용량이 크게 증가하고 있다.

CFRP는 자동차와 항공기의 연비향상과 온실가스 배출규제에 대응하는 경량 고강성 및 X-ray 투과성과 같은 우수한 성능으로 인해 시장규모가 2014년 7만 8천 톤, 268억$에서 2024년 약 595억$로 연간 8.2%의 성장이 예측되는 신산업으로 각광받고 있다.

현재 EU, 미국, 일본이 리드하고 있는 CFRP 세계시장에서 우리나라는 약 2%를 차지하고 있으며 국내산업의 잠재수요에 비해 기술수준과 제조기반이 크게 미흡하며 수요산업의 발전을 위해서도 기술개발과 투자가 시급한 상황이다.

CFRP 산업의 Key issue는 Cost down, 양산기술개발, 용도제품 개발과 신뢰성 확보이며 이를 해결하기 위해 선진국 기업들은 글로벌 컨소시엄 체제로 탄소섬유와 프리폼, 수지와 성형공법, 설계와 시뮬레이션기술 개발을 추진하고 있으며 기술의 진보ㆍ혁신 속도가 매우 빠르다.

아울러 소재기업 또는 수요기업을 중심으로 인수합병에 의한 가치사슬의 수직통합과 Biz. Alliance가 활발히 일어나고 있어 CFRP산업 진입을 위해서는 조속한 투자가 요구되는 상황이다.

이에 대해 한국산업기술평가관리원(이하 산기평)의 김익수 PD는 “글로벌 신성장 산업인 CFRP시장의 진입장벽이 빠르게 형성되고 있다”며, “조속한 진입전략 수립과 기술개발 투자가 요구되며 자동차, 스포츠레저, 풍력발전, 산업용 기계, IT기기 등 우리나라의 수요산업과 연계한 사업개발을 우선 추진하는 것이 효율적”이라고 조언했다.

김 PD의 언급에 따르면, “탄소섬유, 프리폼, 수지와 성형공법, 소재물성 Database, 부품의 구조물성 해석, 공정 시뮬레이션, 신뢰성 평가 등 요소기술들은 기술도입 선진국의 기술개발 컨소시엄 참여, 국내 기술기반의 효율적인 조직화와 역량개발 투자, 산학연 및 수요산업과의 협력개발 강화를 통해 조속한 확보가 필요하다.

또한, 우선투자 기술개발 방향은 Cost Down 기술, 수요자 연계 CFRP 제품, 소재물성 Data base, 신뢰성 평가 기술들이며 이와 관련한 시제품 제작 및 시험평가 인프라와 제품화 실증사업 투자가 함께 추진돼야 한다고 김 PD는 제언했다.

“미래 성장동력 소재부품산업인 CFRP산업에 성공적으로 진입하기 위해서는 지역 중심의 R&D투자에서 벗어나야 한다”고 언급한 김 PD는 “글로벌 경쟁에서 생존할 수 있는 전국적인 기술역량 육성 프레임 과 지원전략 수립, 성과 중심의 연구개발 투자관리가 필요하다”고 언급했다.