도장기법보다 광택 뛰어난 신기술… 차체 손상에도 원색 유지 [복합위기, 초격차 혁신으로 뚫어라!]

■ 복합위기, 초격차 혁신으로 뚫어라! - (2) 현대차그룹
‘무도장 복합재 성형’ 기술 활용
외판 부품 내년 세계 첫 양산
코오롱과 기술개발 협업 4년만
에너지 40%·무게 20% 감소
‘다품종 소량 생산’에도 유리

1 지난달 23일 현대차그룹과 코오롱스페이스웍스가 협업 중인 경북 포항시 공장 작업자가 1차 성형을 마친 ST1 루프 스포일러를 쌓고 있다. 2 1차 성형을 거친 ST1 루프 스포일러가 폴리우레탄과 유리섬유 등 2차 보강층 도포 공정을 앞두고 있다. 3 권현이 현대차 성형신기술개발랩 책임매니저가 완성된 ST1 루프 스포일러를 소개하고 있다. 현대차그룹 제공

포항=이근홍 기자 lkh@munhwa.com

지난달 23일 경북 포항시에 위치한 한 공장. 공장 안에 들어서자 마치 아크릴판처럼 생긴 컬러 시트들이 켜켜이 쌓여 있었다. 이미 색이 입혀진 컬러 시트는 가열을 통해 부드러워지는 연화(軟化) 작업을 거쳐 금형 위에서 루프 스포일러 모양으로 찍혀 나왔다. 이후 특정 이상의 강도 확보를 위해 성형물 안쪽에 열경화성 소재인 폴리우레탄과 유리 섬유가 도포되고, 금형으로 다시 누르는 작업이 이뤄지자 최종 제품이 완성됐다. 상품화를 거친 루프 스포일러는 마치 고급 도료(塗料)가 뿌려진 듯 우수한 광택을 뽐냈다. 현대자동차그룹은 이곳에서 복합재료 전문기업인 코오롱스페이스웍스와 2020년부터 4년에 걸쳐 무도장 복합재 성형 기술을 공동으로 개발해 온 끝에 제품 양산에 성공했다. 첫 양산품인 루프 스포일러(공기저항 감소를 위해 붙이는 날개)는 지난 4월 출시된 현대차의 전기 상용차 ‘ST1 카고’에 적용되고 있다. 이르면 내년에는 이 기술로 만든 보닛을 장착한 차량도 내놓을 예정이다. 무도장 복합재 성형 기술로 외판을 만들어 적용하는 건 처음이다.

5일 현대차그룹에 따르면 현대차그룹은 올해 말부터 코오롱스페이스웍스와의 협업을 통해 신규 양산 공장을 운영하고, 이를 통해 이르면 내년부터 무도장 복합재 성형 기술이 적용된 차체 외판 부품을 점진적으로 확대해 체계적으로 양산한다는 방침이다. 권현이 현대차 성형신기술개발랩 책임매니저는 “이전에도 무도장 복합재 성형 기술을 활용한 타사의 사례는 있었지만 대형 상용차의 국소적인 외장 부품에만 한정됐다”며 “현대차그룹은 선행 개발 과정에서 승용차 차체 외판에 요구되는 성능을 만족시킬 만큼의 기술 고도화를 이뤘다”고 말했다.

정의선 현대차그룹 회장은 올해 신년사에서 “한결같고 끊임없는 변화를 통해 고객, 더 나아가 인류와 함께 궁극적으로 지속 가능한 미래를 열어나가야 한다”며 ‘환경을 위한 사회적 책임’을 강조했다. 인류의 지속 가능한 성장을 위해서는 탄소 중립과 순환경제에 더욱 관심을 가져야 한다는 주문이었다.

무도장 복합재 성형 기술은 생산 과정에서 발생하는 탄소 배출을 줄인다는 점에서 현대차그룹의 미래 모빌리티 ‘퍼스트무버’(선도자) 전략과 맞닿아 있다. 기존에는 루프 스포일러를 만들 때 차체 도장과 동일한 도장 작업을 거쳐야 했지만, 이 공법에서는 이러한 과정이 생략된다. 차체 도장 공정은 전체 자동차 제조 공정에서 사용하는 에너지 소비량 중 가장 높은 40%의 비중을 차지하는 만큼 무도장 복합재 성형 기술 활용이 에너지 소비 감소와 지속가능성 향상으로 이어지는 것이다. 또 이 기술에 적용된 복합 소재는 기존 공법으로 제작됐던 루프 스포일러 소재인 섬유 강화 플라스틱(FRP) 대비 20% 이상 무게가 가벼워 전비 증가에도 도움이 된다. 동시에 컬러 원소재를 사용했기 때문에 일반 도장 기법 대비 높은 수준의 광택은 물론, 가벼운 손상이 나더라도 상처 부위에 원색 그대로의 색상이 유지된다는 이점도 있다.

무도장 복합재 성형 기술은 미래 모빌리티 시대의 핵심 키워드인 ‘다품종 소량 생산’에도 유리하다. 강판을 프레스 금형으로 눌러서 모양을 만드는 기존 프레스 성형은 제품화를 위해 여러 번의 공정을 거쳐야 할 뿐 아니라 공정별로 프레스 금형을 제작해야 해 많은 비용이 든다. 하지만 무도장 복합재 성형 기술은 1차 성형을 거친 컬러 시트에 2차 보강층을 결합하기만 하면 돼 생산성이 월등히 높다. 이재영 현대차 바디선행개발팀 책임연구원은 “무도장 복합재 성형 기술은 차체 제작·도장 공정을 최소화해 탄소 배출 저감과 유연한 생산성 확보를 가능케 한다”며 “이 기술을 스마트 팩토리에 접목한다면 미래 모빌리티 시대를 더욱 빠르게 맞이할 수 있을 것”이라고 강조했다.

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