도시철도 대차(台車) 프레임 ‘기술혁신상’ 수상

철도기술연구원(KRRI) 개발, 세계 첫 유리섬유 적용 개발 ‘인정’

철도기술연구원은 지난달 26일, 싱가포르 선텍 국제컨벤션센터에서 열린 세계 최대의 복합 소재 전시회인 ‘2012 JEC 콤포지트 아시아 쇼’에서 유리섬유 복합소재를 적용한 도시철도 대차( 台車)프레임 기술로 ‘기술혁신상’을 수상했다고 최근 밝혔다.

JEC 콤포지트 쇼는 프랑스에 본사를 둔 세계 최대의 복합소재 협회인 JEC에서 주관하는 전시회로 매년 프랑스 파리와 싱가포르에서 개최된다. 이번 JEC 콤포지트 아시아 쇼에는 세계 27개국 383개 기업에서 출품했으며, 51개국의 복합소재 전문가 1만여 명이 참관했다.

◇도시철도용 초경량 유리섬유 복합소재 대차( 台車)모습

◇유리섬유 복합소재 대차(台車)프레임

도시철도용 초경량 복합소재 대차(台車)프레임 기술은 도시철도 전동차를 움직이는 핵심 장치인 대차(台車) 부분에 유리섬유 복합소재를 적용한 기술로 기존 금속재로 만든 대차(台車)에 비해 약 30%정도 가벼워졌다.

객차 1량 당 약 635kg의 무게를 줄일수 있어 객차 10량이 한대로 운행하는 도시철도의 경우 약 6.35톤의 무게를 경량화할수 있는 세계 최초 신기술이다.

재료로 쓰인 유리섬유는 규소를 녹인 상태에서 가늘게 뽑아낸 섬유로 강도가 우수하고 기존의 탄소 섬유에 비해 저렴하여 복합소재를 경제적으로 제작 할수 있는 재료다.

차량이 가벼워져 에너지 비용과 이산화탄소 배출량을 줄일수 있다. 서울메트로 2호선 열차에 이 기술을 적용할 경우 연간 20억원의 비용 저감 효과가 예상된다.

이와 함께 차량이 선로에 가하는 힘이 줄어 레일 마모량도 20% 감소해 유지보수 비용 절감에도 기여할 것으로 기대된다.

차세대 복합소재인 유리섬유가 적용된 대차(台車)프레임은 기존의 금속재에 비해 가볍고 유연하면서도 진동이 적어 차량 승차감도 좋다. 또한 1,100만회의 반복하중시험을 통해 내구성이 20% 정도 향상된 것을 검증했다.

철도연 김정석 박사는 “현재 개발된도시철도형 복합소재 대차(台車)프레임 기술은 고속열차를 비롯해 경량화가 요구되는 이층열차 및 경량전철 등 모든 철도차량에 확대 적용할수 있는 부품·소재 원천 기술로 향후 차량 경량화에 크게 기여함과 동시에 속도 경쟁력 향상에도 큰 도움을 줄것”이라고 밝혔다.

철도연 김정석박사는 KAIST에서 항공우주공학을 전공했으며, 주요 연구실적으로는 탄소섬유 복합소재를 적용한 철도차량 차체 기술개발 및 유리섬유 복합소재를 적용한 대차(台車)프레임 기술개발이 있다. 

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