독일계 특수화학기업 랑세스(LANXESS)의 엔지니어링 플라스틱 ’테펙스 다이나라이트(Tepex dynalite)’가 메르세데스-벤츠 중형 SUV인 ‘GLE’의 프론트 엔드 서포트에 적용되어 차체 무게 절감에 기여했다.

테펙스 다이나라이트는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 복합소재로 복잡한 대형 통합 구조부품을 경량화 설계로 생산하는 데 사용된다. 가볍고 비틀림 강성이 높으며 뛰어난 심미성을 제공하는 것이 특징이다.

길이 120cm, 폭 35cm에 달하는 GLE의 프론트 엔드 서포트 부품은 테펙스 다이나라이트 소재로 제작된 두 개의 하프쉘 부분품을 접합하는 방식으로 제작됐다.

프론트 엔드 서포트는 엔진에 신선한 공기를 공급하는 수많은 개구부와 덕트가 연결된다. 두 개의 하프-쉘 부분품은 사전 절단된 맞춤형 복합소재를 두 개의 캐버티로 이뤄진 하나의 금형을 통해 성형한 후, 하이브리드 성형 공정을 거쳐 중공구조 부품으로 성형됐다. 이 과정에서 다른 부품과 조립할 수 있는 보강 리브, 브라켓, 가이드 채널 등이 설계되어 스크류 보스 등을 통해 여러 상관부품과의 기능통합을 원활히 할 수 있다.

이 같은 기능통합으로 프론트 엔드 서포트를 생산하는 데 필요한 부품 수를 최소화하고 부품을 훨씬 쉽고 빠르게 조립할 수 있다. 여러 기능 부품들을 한번의 공정으로 통합 생산할 수 있어 비용효율성이 매우 뛰어나며 사이클타임(cycle time)을 단축해 생산성 향상에 기여한다. 무게도 금속 부품 대비 30% 가벼울 뿐만 아니라 충돌 성능, 비틀림 강성도 우수하다.

랑세스와 메르세데스-벤츠 테크놀로지 센터, 기타 협력사가 공동 개발한 프론트 엔드 서포트는 테펙스 다이나라이트 소재 특유의 뛰어난 강성 및 강도가 결합된 중공 프로파일 단면 덕분에 안전과 직결된 우수한 충돌 성능을 자랑한다. 큰 힘이 가해지는 후드 래치 부분을 별도의 금속으로 보강할 필요가 없을 정도로 기계적 탄력성이 뛰어나다.

하이브리드 사출성형으로 시각적으로도 뛰어난 품질을 자랑한다. 강화유리섬유가 표면에 아주 균일하게 배열되어 완성부품의 외관이 탄소섬유 같은 스포티한 외관을 연출함으로써 성형부품에 별도의 도장이나 부식방지 코팅을 할 필요가 없다.

랑세스는 이번 프론트 엔드 서포트 적용으로 테펙스 다이나라이트가 전기차 경량 구조 설계에 폭넓게 활용될 것으로 내다보고 있다. 무엇보다 금속부품 대체 적용에 따른 무게 절감으로 전기차 주행거리를 연장할 수 있고, 비용효율적인 하이브리드 사출성형, 기능 통합, 도색 공정 생략 등이 가능해 원가 절감, 생산속도 향상과 같은 다양한 경쟁력을 확보할 수 있기 때문이다.

프론트 엔드 모듈뿐만 아니라 자동차의 도어, 범퍼, 차체 하부의 배터리 보호패널, 트렁크 격벽, 전기·전자 모듈 캐리어나 배터리의 하우징, 커버 등에 폭넓게 응용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

랑세스코리아 엔지니어링 플라스틱 사업부 한상훈 이사는 “전기차 금속부품들을 엔지니어링 플라스틱 부품으로 대체할 경우, 경량화를 통한 주행거리 연장뿐 아니라 간소화된 생산 공정으로 비용 절감 효과까지 누릴 수 있다“며 “엔지니어링 플라스틱 업계를 선도하고 있는 랑세스는 미래형 모빌리티의 발전을 주도하기 위해 앞으로도 완성차 제조사 및 부품제조사들과 적극적으로 협력할 것“이라고 말했다.

씨스켐닷컴(2019-12-10)