튼튼한 자동차를 만들기 위해 차체에 고장력 강판을 적용한 지도 꽤 오래됐지만,
널리 사용되지는 못하고 있다. 고장력 강판에 문제가 있기 때문이다. 특히 1GPa를 넘는 고장력 강판의 경우 프레스 성형 과정에서 문제가
생기는데, 온도를 높이는 것보다 차가운 강철을 그대로 찍어서 누르는 경우에 더 문제가 심각해진다.
이러한 ‘냉간 프레스 공법’에서
가장 문제가 되는 것이 바로 ‘스프링백’이라는 현상이다. 성형 후 강판이 원래 형태로 복원되려는 현상인데, 자동차 차체에
사용하기 위해서는 이 현상을 최대한 억제해야 한다. 특히 초고장력 강판은 스프링백 현상이 더 심해지기
때문에, 이에 맞게 금형을 더 정밀하게 설계해야 한다. 당연히
시간과 비용이 많이 들게 된다.
렉서스 NX에 들어가는 고장력 강판을 제작하는 회사, JEF 스틸에서 이 문제를 해결했다. 스프링백을 억제하기 위해 ‘스트레스 리버스’ 공법을 개발, 적용한
것이다. 렉서스 NX의 차체 일부에 들어가는 고장력 강판은 1.5GPa(1470MPa) 수준. 세계적으로도 최고의 수준에 달하며, 그만큼 NX의 차체를 더 단단하게 만들 수 있다.
스트레스 리버스 공법은 ‘프레스 성형 시 재료에 남는 응력을 작게
만드는’ 공법이다. 변형의 방향을 반대로 한 직후에 응력이
작아지는 ‘바우싱어 효과’를 사용했으며, 달군 강철이 아닌 차가운 강철이라도 이 공법으로 단단하게 그리고 형태를 유지하도록 만들 수 있다. 이 공법은 2021년도에 일본 내에서 학술적으로도 높은 평가를 받고
있다.
글 | 유일한 기자