자동차 경량화 소재의 현주소 및 글로벌 전략

Apr. 15th, 2016

한화첨단소재, 자동차소재사업본부장

김 문 태

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목차

1. 한화첨단소재 경량화소재 Global 사업현황

자동차산업 환경변화

2. 자동차소재 경량화

3. 한화첨단소재 경량화소재사업 소개

4. 주요 경량화소재 현황

1

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3

4

5

3

한화첨단소재 경량화소재 Global 사업현황 1

자동차용 경량화소재 및 성형 부품사업 기반 2015년 매출 1조 원 돌파

국내 HQ 및 Tech. Center를 중심으로 북미, 유럽, 중국에 글로벌 생산체계 구축

첨단소재 Global Network 현황

HABJ

HASH

HAEU HAUS

AZDEL

HAGE

HAMX

HQ

• 국내 : Headquarter, Sejong Plant, Tech. Center, Sales office

• 해외 : 7개 생산법인, 9개 사업장

[ Global Network ]

HABJ: Hanwha Advanced Materials Beijing Co.,Ltd. / HASH: Hanwha Advanced Materials Shanghai Co., Ltd. / HAUS: Hanwha Advanced Materials America LLC / Azdel: Hanwha AZDEL, Inc.

HAEU: Hanwha Advanced Materials Europe, s.r.o. / HAGE: Hanwha Advanced Materials Germany GmbH / HAMX: Hanwha Advanced Materials Mexico S. De R.L. De C.V.

Opelica AL Plant

Shelby NC Plant

Monroe MI Plant

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한화첨단소재 경량화소재 Global 사업현황 1

1986 1993 2004 2007 2009 2015

[ Growth Path ]

• GMT1) 기술 도입(BASF)

• 해외 첫 진출 • 미국 Azdel社 인수 • 자동차 부품 소재사업 진출

2006

• 미국 앨라바마

생산공장 준공 • 유럽 체코공장 설립

• 독일 Heycoustics社 인수

• 멕시코 생산법인

(상반기 內 양산 계획)

2016

1986년 자동차 부품 소재사업 시작 후 현대기아차와 글로벌 동반 진출 및 신성장 동력 확보를 위한 해외 업체 인수를 통해

글로벌 자동차부품 생산·공급 업체로서의 위상 제고

- 기술 내재화를 통해

1995년 양산체계 구축

- 현재 글로벌 M/S 1위(70%)

1) Glass Mat reinforced Thermoplastic : 강철 무게의 70% 수준이나 동일 강도를 확보한 제품으로 자동차 Bumper beam, Under cover, Seat back에 주로 사용됨 2) Low Weight Reinforced Thermoplastics : 중량 대비 우수한 강도 및 뛰어난 흡음 기능으로 주로 자동차 Headliner 및 Under body에 사용됨 3) Wheel Arch Line : 경량화 및 흡음 성능이 우수한 기능성 복합부직포 제품

- 중국 북경에 생산법인 설립으로

현대차 중국공장에

부품 공급

- LWRT2) 분야 세계 1위 - 신규 Application(WAL3))

및 성형공법 확보

- 유럽 글로벌 OEM 대상

사업 확대 기반 마련

- 시장 확대가 예상되는

멕시코에서 기아차 및

글로벌 자동차사 공급

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한화첨단소재 경량화소재 Global 사업현황 1

[ 미국 Azdel社 인수 ]

2007년 미국 Azdel社 인수를 통해 기존 GMT 제품 기반 현대기아차 중심의 제한된 제품·고객 포트폴리오에서 흡음성 및 경량화

기능이 우수하여 Headliner, Under body 등에 적용되는 LWRT 신규 소재 확보 및 북미시장 확대 기반 마련

북미 주요 Global 자동차社 현황

GM

Ford

Fiat Chrysler

Toyota

Honda

Nissan

Hyundai/Kia

주요 생산 제품 및 고객 현황

위치 : Lynchburg市 Virginia州

설비 : LWRT소재 생산설비 5기

종업원 수 : 250명

제품

Wheel Arch Liner Under Body

고객

6

업체 위치: 바이에른 州 (디트푸르트 市)

한화첨단소재 경량화소재 Global 사업현황 1

독일 內 주요 Global 자동차社 위치

[ 독일 Heycoustics社 인수 ]

주요 생산 제품·설비 및 고객 현황

제품

Wheel Arch Liner Under Body

설비

Injection WAL Forming Line

고객

2015년 독일 Heycoustics社 인수로 첨단소재는 흡음성이 우수한 Wheel Arch Liner 제품 및 사출성형기술 확보

또한, 인수업체를 통해 서유럽 및 프리미엄 고객 시장진출 교두보 마련

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한화첨단소재 경량화소재 Global 사업현황 1

[ 멕시코 생산거점 확보 ]

멕시코는 중남미 최대 자동차 생산국가이며 북미 자동차 생산기지 역할을 함으로서 미래 높은 성장세가 전망됨

첨단소재는 기아자동차 부품 공급뿐 아니라 글로벌 OEM社로의 사업 확장을 추진하고 있음

멕시코 자동차社 진출 현황

• 2016년 5월 기아자동차 멕시코 공장 가동 예정이며,

연간 30만대 규모로 K3 등 소형차 중심 생산 계획임

• 첨단소재는 기아자동차 공장 인근 Monterrey 지역에 공장

설립 중에 있으며,

GMT Bumper Beam, LWRT Under Body 등 부품 공급을

중심으로 기아자동차, BMW, 폭스바겐, Daimler 등

글로벌 자동차社 부품 수주 확보 및 추진하고 있음

첨단소재 멕시코 생산법인 현황

• 2014년 자동차 생산량 322만대로 세계 7위

• 세계 최대 시장인 미국과 인접한 지리적 이점과 경제성장 및

투자 환경 개선으로 주요 자동차 생산국으로 위상 강화 추세

- 1인당 국민총소득 증가(’10년 8,650불 → ’14년 9,870불)

- 북미, 유럽 등 47개 국가와 FTA 체결

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목차

1. 한화첨단소재 경량화소재 Global 사업현황

자동차산업 환경변화

2. 자동차소재 경량화

3. 한화첨단소재 경량화소재사업 소개

4. 주요 경량화소재 현황

1

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3

4

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자동차산업 환경변화 2

환경규제

강화

[ 자동차산업의 미래 Trend 변화 ]

Demand-Pull

안전성

강화

에너지

효율성 제고

IT 기술

(차량 운영체제)

Technology-Push

2차 전지, 모터,

전기장치

소재 경량화

(경량 Steel, 비철

금속1), 복합소재2))

동력원의 전기화

(내연기관 → 배터리·모터)

자동차의 스마트화

(보조 및 지원 전자장치 → 첨단 운행장치)

자동차의 경량화

(Steel 중심 차체 → 경량화 소재)

편의성

확대 자율주행

“향후 자동차산업은 스마트폰에 타이어를 붙이는 일이 될 것이다” - Toyota 마케팅·세일즈부문 CEO -

"사람이 하는 운전은 위험하기 때문에 미래에는 불법이 될 수도 있다“ - Elon Musk, Tesla CEO -

1) 알루미늄, 마그네슘 합금 등

2) 합성수지(PP, PA 등) 기반 강성 보강재(Glass fiber, Carbon fiber 등)를 적용한 강화 플라스틱

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자동차산업 환경변화 2

Steel

[ 자동차산업 Value chain 재편 전망 ]

소재

엔진·구동계

부품

내연기관 엔진

자동차

부품

완성차

인프라 주유소

비철금속

복합소재

전기차 및 지능형

부품

전기차

자율주행차

충전소, 전지교환소

지능형 교통 인프라

• 전기차 부품 : 2차 전지, 모터, 인버터 등

• 지능형 부품 : 레이더, 센서, 통신, 소프트웨어 등

• 비철금속 : 알루미늄, 마그네슘 합금 등

• 복합소재 : 합성수지 기반 강화 플라스틱

• 하이브리드카 → 플러그인 하이브리드카 → 전기차

• 자율주행차 : 1단계 운전자 보조 → 2단계 부문 자동화 →

3단계 조건부 자동화 → 4단계 고도화된

자동화 → 5단계 완전 자동화

• 공공급속충전시설 확충 : 국내 ’15.9월 기준 237기 → ’20년 1,400기 • 충전 방식 다양화 : 가정용 충전, 배터리 교체, 급속충전, 무선 충전 등 • 교통 인프라 : V2X1) 기술 기반 지능형교통체계

자동차의 스마트화, 전기화, 경량화 트렌드는 가치사슬 각 단계별로 산업구조를 변화시키는 요인으로 작용 예상

1) Vehicle to everything : 운전 中 도로 인프라 및 다른 차량과 통신하면서 교통상황 등의 정보를 교환하거나 공유하는 기술

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자동차산업 환경변화 2

운전자와 보행자 안전 및 고객의 각종 편의 요구 니즈에 부합하기 위해 관련 부품들이 지속적으로 늘어남에 따라 차량 무게는

점진적으로 증가해옴

[ 안전성·편의성 향상에 따른 자동차 중량 증가 ]

구분

Genesis Sonata

1세대 (2008년)

2세대 (2014년)

YF (2009년)

LF (2014년)

공차중량 1,715kg 1,900kg 1,395kg 1,460kg

연비 10.0km/L 9.4km/L 12.8km/L 11.6km/L

엔진 V6 람다 3,342cc

V6 직분사 3,342cc

세타II WT 1,998cc

I4 가솔린 1,999cc

변속기 자동 6단 자동 8단 자동 6단 자동 6단

최대출력 262hp 282hp 165hp 168hp

최대토크 32.2kg.m 35.4kg.m 20.2kg.m 20.5kg.m

국내 자동차 무게 증가 (현대 Genesis, Sonata) 연비 중요성 확대에도 자동차 중량화 지속

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자동차산업 환경변화 2

전기자동차는 에너지 효율성 극대화에 기반한 배터리 무게로 기존 내연기관 자동차 대비 차량 중량 증가

[ 전기차 배터리 무게 영향으로 인한 자동차 중량 증가 ]

배터리 용량 증대에 따른 차량 무게 증가 내연기관에서 전기차로 갈수로 차량 중량 증가

카테고리별 동급 차량 비교 시 기존 엔진 중심의 내연기관 보다

순수 전기자동차가 연비 개선 효과가 높고 CO2 발생이 없지만,

상대적으로 차량 무게가 무거움

전기자동차 주행가능거리가 빠르게 증가하고 있지만, 여전히

내연기관 엔진 대비 부족함.

또한, 동급 차량이라도 배터리 무게가 커지는 순수 전기차로

갈수록 전체 무게는 무거워짐

☞ 내연기관 엔진 무게 100~200kg / 전기차 200~500kg

카테 고리

차명 이미지 가격

(MSRP) 연비

(km/L) CO2

(g/km) 무게 (lbs)

ICE1) Toyota Corolla

$17,230 15 145 2,800

HEV Toyota Prius

$23,215 20 92 3,042

PHEV Chevy Volt

$34,345 15/

40(EV모드) 82 3,165

EV Nissan Leaf

$29,010 42 - 3,422

HEV용 전지 PHEV용 전지 EV용 전지

1) Internal Combustion Engine, 내연기관

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자동차산업 환경변화 2

[ 환경규제 강화에 따른 연비 개선]

수송 부문 온실가스 배출량은 전체 산업에서 25%를 차지함. 온실가스 배출억제를 위해 자동차 분야 규제 강화로 ‘25년까지

약 2배 연비 향상이 필요함

주요 국가들의 자동차 연비 규제 안 및 Penalty

• 미국 : ’20년까지 약 30% 강화되는 자동차 연비 규제

- 연비 개선과 배기가스 저감의 2가지 방식으로 환경 규제 강화

’14년

연비: 32 MPG(Mile Per Gallon)

이산화탄소 배출량: 276g/mile

’20년

연비: 42 MPG(Mile Per Gallon)

이산화탄소 배출량: 213g/mile

• EU : ’20년까지 온실가스 배출 규제

- ’12년부터 적용 계획이었으나, 경제위기로 ’15년으로 지연됨

- 초과 g당 9-95유로 누적된 벌금 부과

’05년

승용차: 165g/km

’20년

승용차: 95g/km

유럽 평균 배출량: 136g/km

승용차: 130g/km

’11년

’15년

• 연비 미 충족 시 Penalty

- 미국 : 1MPG 당 55달러 벌금

- EU : 1g/km 당 90유로 벌금

• 현대기아차 연비 미 충족 시 (’20년까지 현재 연비 지속 가정)

- ’20년 미국 기준 연비 42MPG이므로, 현대기아차 평균 연비

35MPG(’14년 실제치)에 그친다면 5억불 Penalty 예상

131만대

(미국 ’14년

판매대수)

7MPG

(연비차이

42-35)

U$ 55

(Penalty) X

5억불

벌금 X =

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목차

1. 한화첨단소재 경량화소재 Global 사업현황

자동차산업 환경변화

2. 자동차소재 경량화

3. 한화첨단소재 경량화소재사업 소개

4. 주요 경량화소재 현황

1

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자동차소재 경량화 3

연비개선을 방법으로는 엔진/구동계 효율 향상, 공기역학적 디자인, 대체 에너지개발, 차량 경량화 등이 있으며 차량 경량화가가장 현실적인 연비 개선 방안임

[ 주요 연비 개선 방안]

주요 연비 개선 방법들의 장·단점 비교

엔진/구동계

개선

공기저항

감소

디자인

대체 에너지

구동

차량

경량화

장점 : 높은 개선 효과

단점 : 기술개발 한계, 높은 투자 및 교체 비용

장점 : 낮은 비용

단점 : 기술개발 한계, 높은 투자 및 교체 비용

장점 : 가장 높은 개선 효과

단점 : 인프라 구축, 기술 개발 한계, 높은 비용

장점 : 마이너 체인지를 통한 구현 가능

단점 : 선례가 적고, 소재에 따른 비용 부담 큼

효과는 높으나, 상당부분 완성된 기술로 추가적인 기술 개발에 한계

또한 파워트레인은 일반적인 차량 모델 생산주기의 2 배 정도인

8~10년 소요

획기적인 연비 개선을 위해 유선형 형태 디자인을 일괄 적용해야 하나,

이는 소비자와 제품 다양성을 충족하기 어려움

전기차, 수소연료전지차, 하이브리드카 등으로 단기간 내 적용 확대는

쉽지 않음

적용 주기가 짧고 다양한 경량화 밥법을 통해 개선 여지가 높음

주기가 짧은 신규 차량 모델에 적용하므로써 다양한 경량화 요소

반영이 가능함

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자동차소재 경량화 3

[ 글로벌 자동차업계 경량화 전략 ]

주요 글로벌 자동차사들은 산업 패러다임 변화 및 연비규제에 대응하기 위해 자동차 경량화를 핵심 전략으로 추진 中

주요 글로벌 OEM사들의 경량화 플랜

☞ 현대기아차 경량화 방향

- 신규차종에 초고장력 강판 50% 이상 확대 적용

- 탄소섬유·알루미늄 등 신소재 개발 박차

- ’14년 대비 ’20년 연비 25% 향상 목표

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자동차소재 경량화 3

자동차 경량화 시 실질적인 연비와 배기가스 저감 효과가 나타남

[ 자동차 경량화 효과 ]

자동차 경량화에 따른 연비 개선 및 배기가스 저감 효과

10kg

경량화

효과

연비 2.8% 향상

CO2 4.5% 감소

NOx 8.8% 감소

16만 L/일

연료 절감

20만 kg/일

온실가스 감소

Source : 한국과학기술정보연구원

신차등록 8백만대

일평균 50kg 주행

평균 연비 12km/L 가정

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자동차소재 경량화 3

[ 글로벌 자동차업계 차체 경량화 현황 ]

경량화 소재를 활용한 글로벌 OEM들은 자동차 경량화는 기존 고급차 중심에서 일반 대중차와 픽업트럭까지 확대 적용됨

BMW i8

CFRP 및 알루미늄

적용으로

총 무게 1,540kg에 불과

Audi A8

초경량 알루미늄 ASF로

일반 Steel 대비

강성 +60%,

무게 140kg 경량화

VW 7세대 Golf

초고강력강판 확대로

기존 대비

연비 23% 개선,

100kg 경량화

Ford F150

알루미늄 적용으로

기존 대비

340kg 경량화

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자동차소재 경량화 3

[ 자동차 부품 경량화의 다양화 ]

외장 구조재뿐 아니라 내열성이 요구되는 엔진 주변 등 다양한 부품에서 기존 Steel을 대체하고 있음

자동차 부품 경량화 사례와 경량화율

부품 기존 소재 신소재 경량화율

(%)

엔진 커넥팅로드 철강 알루미늄 합금 31.8

실린더블럭 회주철 알루미늄 합금 29.6

실린더헤드커버 알루미늄 합금 플라스틱 39.0

밸브스프링 철강 티타늄 합금 58.8

배기밸브 철강 세라믹 40.0

크랭크샤프트 철강 고속도공구강 10.4

연료탱크 철강 플라스틱 38.6

연료호스 철강 플라스틱 66.7

엔진마운팅브라켓 철강 알루미늄 합금 37.5

섀시 스티어링너클 주철 알루미늄 합금 37.5

서스펜션암 주철 알루미늄 합금 31.2

드라이빙샤프트 철강 알루미늄 합금 66.7

허브 철강 고속도공구강 31.3

브레이크파이프 철강 플라스틱 22.2

토션빔 철강 고속도공구강 23.8

클러치하우징 철강 알루미늄 합금 69.4

브레이크드럼 철강 알루미늄 합금 52.3 차체 후드 철강 알루미늄 합금 44.9

도어 철강 알루미늄 합금 50.0

펜더 철강 알루미늄 합금 51.2

루프 철강 플라스틱 26.3

범퍼임팩트빔 철강 알루미늄 합금 30.6

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자동차소재 경량화 3

기존 일반 강판 중심에서 경량 Steel, Aluminum, 마그네슘 합금, 플라스틱 등 비중 확대 전망

[ 경량화를 위한 자동차 소재 변화 ]

자동차 소재 변화 전망

• 자동차산업에서 경량화 변화가 가장 클 것으로 예상

• 기존 일반 Steel의 비중은 큰 폭으로 감소 예상

(52% → 13%, △39%)

• 경량 Steel, 알루미늄, 마그네슘, 플라스틱 등

경량화소재가 ’10년 기준 29% 비중에서 ’30년

67%로 +38% 증가 전망

21

자동차소재 경량화 3

• Steel

- 현대하이스코 핫스탬핑1) 2,800만대 생산능력 보유

- 핫스탬핑·TWB·하이드로포밍 등 차량 경량화 제품

연구개발 집중

• 알루미늄

- 재규어 최초 SUV ‘F-PACE’ 차체 대부분 알루미늄 적용

- BMW 5 시리즈 : Front end 모듈을 알루미늄을 제작하여

Steel body와 결합하는 하이브리드형 차체 개발

1) 900℃ 이상의 고온으로 가열한 철강소재를 특수 제작한 프레스 성형과 동시에 급랭하는 방식임. 기존 일반 프레스 공정을 거친 제품보다 3배 이상의 고강도 부품 생산

• 강화 플라스틱

- LG하우시스: 현대자동차와 공동개발한 ‘연속섬유복합재 (CFT)를

이용한 범퍼 백빔 인서트사출 기술’로 신기술(NET) 인증 획득.

충돌안전 성능 보장 및 15% 중량 감소로 차량 경량화에 기여

또한, 자동차의 형태에 따라 범퍼 백빔의 모양을 자유롭게 성형할 수

있는 사출 공법 적용, 범퍼 백빔에 들어가는 부품수도 40% 이상 줄여

생산원가 절감에도 효과적임

- 효성: ’14년 3월 스위스 제네바에서 열린 '제네바 모터쇼'에서는

효성 탄소섬유(탄섬, TANSOME)를 카프레임, 루프, 사이드패널 등에

적용한 현대자동차의 콘셉트카 '인트라도‘ 전시.

기존 강판 소재로 제작된 일반 자동차와 동일한 강도를 지니면서도

차체는 60% 정도 가벼워 연료 효율 우수함.

’13년 10년에 달하는 기간과 약 500억원 연구개발 비용을 투자해

신소재 폴리케톤 개발 성공. 폴리케톤은 나일론 대비 충격강도는

2.3배, 내화학성은 30% 이상 우수하며 내마모성 역시 폴리아세탈

(POM) 대비 14배 이상 뛰어남

- 코오롱플라스틱: 플라스틱 산업전시회 ‘파쿠마2014’에서 열가소성

탄소섬유 복합소재와 장섬유 강화 복합소재인 ‘콤포지트’ 출시

- GS칼텍스: '하이프린'이라는 브랜드명으로 파노라마 썬루프

프레임용 LFT, 크래쉬패드용 LFT, 에어백용 TPE(열가소성탄성체) 등

다양한 복합수지 생산

[ 주요 부품 업체들의 경량화 노력 ]

자동차사들의 경량화 추세에 따라 관련 소재·부품업체들의 경량 제품 개발 대응 中

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자동차소재 경량화 3

• 경량화 유리

- 플라스틱 복합소재 비중 1.1~1.9

- Steel 비중 : 7.8

- 알루미늄 비중 : 2.7

• 디자인 자유도 및 성형성 유리

- 복잡한 형상의 부품 성형 가능

- 부품 일체화를 통한 원가절감 가능

합성수지 기반 복합소재가 가지고 있는 많은 장점에도 불구하고, 자동차용 소재로 사용 되는 데는 한계가 있었음

최근 경량화 이슈에 대응하면서 복합소재 적용을 확대하기 위해서는

1) 복합소재의 장점을 극대화할 수 있는 소재 및 부품 개발 필요

2) 경량화 및 부품 일체화를 통한 원가절감

3) 자동차사와의 공동개발을 통한 적용 확대 노력 필요

4) 경량화 이외에 추가적인 가치를 제공해야 함 (NVH, 전자파차폐 등)

[ 강화 플라스틱 ]

• 재료비

- 플라스틱 복합소재 2.5~7 $/kg

- Steel 1 $/kg

• 가공비(성형시간)

- 프라스틱 복합소재 50초~30분

- Steel 10초 이내

• 재료 및 부품의 균일성

- 이종 소재 사용에 따른 물성 균일성 부족

• 자동차 Maker의 경험 부족

- Steel 대비 신소재로 사용 경험 및 정보 부족

PROs CONs

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목차

1. 한화첨단소재 경량화소재 Global 사업현황

자동차산업 환경변화

2. 자동차소재 경량화

3. 한화첨단소재 경량화소재사업 소개

4. 주요 경량화소재 현황

1

2

3

4

5

24

한화첨단소재 경량화소재사업 소개 4

[ 첨단소재 보유 경량화소재 및 성형공법 ]

자동차용 경량화소재

GMT

LWRT

CFRTPC1)

LFT2)

SFT3)

SMC4)

BMC5)

열가소성 플라스틱

첨단소재 보유 소재

미보유 소재

다양한 경량화 부품(Application)을 요구하는 자동차 社의 수요에 대한 대응

자동차용 구조재 및 내장재 위주의 부품(Application) 보유

→ 외장재, 전장부품용, 엔진룸용 부품에 대한 자동차 社의 다양한 수요 대응 추진

성형공법

Compression

Calender

사출

RTM6)

AFP7)

1) CFRTPC : Continuous Fiber Reinforced ThermoPlaticss Composite, 2/3) LFT/SFT : Long/Short Fiber reinforced Thermoplastics, 4) SMC : Sheet Molding Compound, 5) BMC : Bulk Molding Compound, 6) RTM : Resin Transfer Molding, 7) AFP : Automated Fiber Placement

열경화성 플라스틱

EPP

보유 성형공법

미보유 성형공법

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한화첨단소재 경량화소재사업 소개 4

• 한화첨단소재

• Quadrant

• 한화첨단소재, 성우하이텍

• Polytec, CSP, Rochling

• 현대모비스, 한일이화

• JCI, Faurecia, Lear

• 원료 가격에 따라

수익성 변동

• 소재 보유 시 시너지

가능

• 설계/성형 기술력

• 고객사 근접위치

• 원가 경쟁력

• Supply Chain 관리

• 품질/물류 관리

• 모듈 설계 능력

• 현대/기아차

• GM, Ford

• Volkswagen, Toyota

• 연비향상을 위한 경량화

• 고급화

• 원가 경쟁력

업체명

주요

Issue

• 경량화, 강성 등

소재 기술력

• 원가 경쟁력

(Tier2 or 1) (Tier 1)

자동차산업 내에서는 성형업체와 자동차사와의 협력 관계가 구축되어 있어, 자동차사의 확대를 위해서는 성형사업으로의 진출이 가장 효과적인 방법임 (소재사업만으로는 자동차사 요구에 효과적으로 대응하기가 어려워 신규 용도 개발에 한계가 존재함) 또한, 기존 현대기아차 성공 모델의 경우와 같이 성형을 중심으로 글로벌 자동차로의 확대가 필요하여, 이에 병행하여 소재 개발 및 Hybrid화로 수익성을 갖추는 것이 주요 전략 방향 中 하나임

한화첨단소재 사업영역

• Total, 폴리미래

• Owen Corning

[ 자동차산업 Value chain 內 첨단소재 ]

소재 원료 성형 고객사

(자동차社) 모듈

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한화첨단소재 경량화소재사업 소개 4

소재 원료 성형 고객사

(자동차社) B A

다양한 부품(Application) 생산 능력

플라스틱 소재와 성형기술을 기반으로 자동차용 구조재, 내장재, 외장재, 전장부품용,

엔진룸 등에 적용되는 다양한 부품(Application) 생산 역량 보유 및 확보 中

+

[ 사업 핵심 경쟁력 ]

소재 다양화 A

고객 needs별 / 부품별로 다양한 소재 필요

(강도 향상, 가공 용이, 흡음성, 전도성 소재 등)

성형 기술 고도화 B

플라스틱 소재가 적용되는 자동차 부품 증가로

부품별 최적화된 성형공법 요구

모듈

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한화첨단소재 경량화소재사업 소개 4

성형 2차 가공 Assembly

Bumper Barrier Test RCAR 구조 Test Seat 강도 Test 보행자 Test

구조 해석

(Structure & Flow Analysis)

설계 디자인

(CAD/CAE System)

소재 → Application 설계/해석 → Application 제조 → Application 성능 평가 역량을 보유한 Total Solution Provider

[ 첨단소재 경쟁우위 ]

Desing

&

설계/해석

Process

Test

&

평가

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한화첨단소재 경량화소재사업 소개 4

[ Applications ]

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한화첨단소재 경량화소재사업 소개 4

[ Main Customers ]

Korea

North

America

China

Europe

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목차

1. 한화첨단소재 경량화소재 Global 사업현황

자동차산업 환경변화

2. 자동차소재 경량화

3. 한화첨단소재 경량화소재사업 소개

4. 주요 경량화소재 현황

1

2

3

4

5

31

주요 경량화소재 현황 5

GMT : Glass Mat reinforced Thermoplastic Glass Fiber를 부직포 형태로 직조하여 PP(Polypropylene)에 함침시켜 제조한 Sheet로서, 냉연 강판에 준하는 인장 강도와

Plastic의 경량화를 동시 만족하는 복합소재 ☞ 복합소재(Composite) : 두 가지 이상의 서로 다른 재료를 물리적으로 결합시킨 형태의 재료

Resin

Resin

Resin

Glass Mat

Glass Mat

• 충돌 에너지 흡수성 우수

• Design 자유도 향상

• 내부식성 우수

• 경량화

• 강성 및 복원성 우수

• 탄성 내충격성 우수

• Recycle 가능

※ Global No.1 GMT Maker

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주요 경량화소재 현황 5

[ 주요 GMT Application ]

Bumper Beam

Under Cover Seat Back

Front End Carrier

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주요 경량화소재 현황 5

※ Global No.1 LWRT Maker

LWRT : Low Weight Reinforced Thermoplastics PP Powder와 G/F(유리섬유)를 혼합한 복합소재로서, 소재 사이에 공극이 있어 중량 대비 구조강도가 강하며,

경량화를 만족시키는 동시에 NVH 성능이 우수함

Film Layer

Scrim Layer

PP+G/F

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주요 경량화소재 현황 5

• 구성 : PP+GF

• 구성 : PP , PP/PA 필름 ( Barrier/ Perforate,.. )

① 기능성 Film Layer

② Core (LWRT Mat)

• 구성 : Polyester Spun Bond

③ Scrim Layer

• 특징 : 스킨층과 접착성 개선

• 특징 : Main 강성 유지

• 특징 : 성형 시 원단 처짐 방지, 외관 보호 두께 조절이 가능한 단면 두께 모습 (성형 후)

오븐 히팅 후

LWRT Sheet

[ 소재 ] [ 가공 ]

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주요 경량화소재 현황 5

[ 주요 LWRT Application ]

Flow Under Body : LWRT, H/F GMT

Engine Under Cover : 일반 GMT

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주요 경량화소재 현황 5

EPS(Expanded PolyStyrene) 대비 EPP 강점

• 물성: 쉽게 깨지지 않고 내구성 우수하며, 반복 완충성, 유연성, 내약품성 등이 뛰어남. 고급 포장재로써 적합

• 환경규제: 태워도 유해물질이 규제기준 이하로 방출 됨

• RECYCABLE: EPS와 달리 재활용이 가능함

EPP : Expanded PolyproPylene

Polyolefin계 Bead 발포체임. 기존 EPS의 취약점을 보완하여 전자제품 포장, 자동차 부품, 구조물 등에 사용되고 있음

• 제품의 경량화

• 우수한 치수 정밀도

• 반복 충격 성능 우수

• 복잡한 형상의 성형 가능

• 공해 유발 오염 물질 최소화

• 넓은 온도 범위에서 사용 가능(내열성)

•성형품 파손 방지

• 무가교 발포체로 재사용 가능

• 단열 성능 우수

• 흡수율이 적어 방청, 부식에 영향이 없음

• 내후성, 내유성, 내약품성 우수

• 다양한 발포 배율 선택 가능

EPP 특성

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주요 경량화소재 현황 5

Energy Absorber

Seat Pad

Tool Box & Case Insulator Fender Sun Visor

Knee Bolster

[ EPP Application ]

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주요 경량화소재 현황 5

Sound Insulation Pad Small Pilotless Plane Artificial Turf Pad

Step Board Air Conditioner Base Wine Case

[ EPP Application, 비자동차 용도 ]

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※ 국내 유일의 PMC 제조사

주요 경량화소재 현황

Window Molding

Instrument Panel Skin

Door Trim Skin

Console Box Skin

5

[ 주요 Application ]

IntermLite PMC(Powder Slush Molding Compound) 금형에 Powder형태의 Compound를 채운 후 얇고 균일하며 복잡한 형상의 표피재를 제조하는 공정에 사용되는 소재로

주로 고급차 내장재로 사용

IntermLite 내장재 PVC, TPO, TPU 소재를 Sheet화하여 인쇄, 코팅, 라미네이션 공정을 통해 자동차 Door Trim, Instrument Panel 등의

표면 마감재로 사용

Arm Rest Skin

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CFRTPC : Continuous Fiber Reinforced Thermo-Plastics Composites 강성보강 섬유가 연속적으로 배열된 형태에 열가소성 수지를 함침시켜 단방향 물성을 극대화한 복합소재

- 소재 형상 : Tape, Sheet, Rod - Fiber함량 : 50~60wt%

Resin (PP, PA etc.)

Fiber (Glass, Carbon, Aramid etc.)

CFRTPC 특성

- 연속섬유가 보강되어 열가소성복합소재 中 강도가 가장 우수함

- 다양한 Resin 및 Fiber를 적용할 수 있는 장점이 있음

- 소재형상 자유도가 높아 활용도가 높음 (Tape, Rod 등)

- 강성/복원력 우수, 충돌에너지 흡수성 우수, 내구성, 내부식성, 표면품질 우수함

- 자동차/항공/레저 등 다양한 분야의 Application에 적용 가능함

주요 경량화소재 현황 5

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구분 Aramid CFRTPC Carbon CFRTPC

물성 향상 개발 Aramid fiber spreading 성능 향상

Calender Roll 압력증가에 따른 함침성 증가

Carbon fiber spreading 성능 향상

Calender Roll 압력증가에 따른 함침성 증가

배합개선 평가

부품개발 과제 HEV, EV차종 Rear Bumper Beam

EV 차종 Seat Back

Carbon 파티션 판넬

- Tape 적층 구조별 물성 제공

- Carbon 함량별 해석물성 지원

Carbon Front Bumper Beam

[ PP+Carbon, PP+Aramid CFRTPC 소재개발 ]

주요 경량화소재 현황 5

- Carbon 인장강도, Aramid 인장강도 강화

- 물성 향상을 위한 배합 및 공정기술 개발, Application 개발

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자동차 경량화를 위해 탄소섬유 복합소재 자동차 부품 연구/개발 증가

탄소섬유의 높은 가격으로 인하여 현재 범용 자동차에 적용되기에는 한계가 있음

- 탄소섬유 가격 20~200 $/kg, 유리섬유 가격 1~2 $/kg

- 탄소섬유 제조원가를 획기적으로 낮출 수 있는 제조공법 개발 필요

- 탄소섬유 Composite의 성형시간을 단축하는 연구는 활발히 진행되고 있음

경량화 요구가 높은 전기차 또는 가격에 구애를 받지 않는 Super Car 위주로 적용 예상

Global 자동차사 탄소섬유 적용 현황

· BMW - 현재 개발 중인 전기차인 i3(Megacity)과 i8에 탄소섬유 Composite을 사용키로 함

. 소재 : 탄소섬유/열경화성수지, 성형공법 : HP-RTM

- BMW는 1억불을 투자하여 3천톤/년 Capa.의 탄소섬유 공장 건설(SGL과 JV)

- BMW는 탄소섬유에서부터 차량까지 개발/생산 역량을 내재화함

: 탄소섬유 및 직조(SGL과 J/V), 부품성형/조립(BMW)

- 전기차 외, BMW, Mini, Rolls-Royce의 일반 모델에도 탄소섬유를 적용할 방침임

· VW - 자체 탄소섬유 수요가 ’14년 780톤에서 ’20년 12만톤으로 증가 예상함

- ’11년 3월 독일의 탄소섬유 및 탄소섬유 Composite 업체인 SGL의 지분 일부 매입

현대/기아차도 탄소섬유 복합소재 적용을 위한 연구 활발히 진행함

한화첨단소재는 탄소섬유 Global 1위 업체인 Toray와 공동 연구·개발 진행 중임

[ Carbon Fiber 복합소재 ]

주요 경량화소재 현황 5

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한화첨단소재 자동차 경량화소재 글로벌 전략