*연속섬유강화 열가소성 복합소재 적용 시트쉘 양산 시작
*금속 시트쉘 대비 45% 가벼우면서도 뛰어난 충돌안전성 갖춰
*다양한 기능부품 통합한 원샷 공정으로 생산비용, 시간 절감
*고도의 복잡성 요구하는 자율주행차 부품에 활용 기대

독일계 특수화학기업 랑세스(LANXESS)의 연속섬유 강화 컴포지트 시트 ’테펙스(Tepex)’가 아우디의 플래그십 세단 ‘A8‘의 뒷좌석 독립형 전동 시트에 양산 적용됐다. 포레시아 오토모티브 시팅(Faurecia Automotive Seating)이 개발, 양산하는 아우디 A8의 뒷좌석 전동 시트 쉘(seat shell)은 폴리아미드 6(PA 6) 기반 테펙스 다이나라이트 102‑RG600(2)/47%와 단유리섬유 강화 폴리아미드6 기반 듀레탄 BKV30H2.0를 오버 몰딩으로 적용해 하이브리드 성형 공법으로 제작된다.

테펙스 연속섬유강화 열가소성 컴포지트 시트를 적용한 시트쉘은 금속으로 만든 동일 디자인 부품 대비 45% 가벼우면서도 충돌 시 뛰어난 기계적 하중을 견딜 수 있는 것이 특징이다. 뿐만 아니라, 여러 기능부품을 통합해 한 번의 공정으로 제조할 수 있어 비용효율적인 양산이 가능하다. 덕분에 자동차 경량화 설계를 위한 구조부품 양산에 폭넓게 활용되고 있다.

비용 효율적인 원-샷(one-shot) 공정

일반적인 자동차 시트에 사용되는 금속 쉘은 여러 개별 부품을 수 차례 용접하는 과정을 거쳐 만들기 때문에 생산에 많은 시간이 소요된다. 반면, 아우디 A8 시트쉘에 적용된 테펙스 소재는 하이브리드 성형공법이 적용 가능해 다양한 기능 부품들을 모듈화하여 한번의 공정으로 양산 라인에서 조립 완성할 수 있다. 포밍된 콤포지트 시트를 가열 후 금형에 인서트하여 사출기에서 한번에 성형할 수 있고, 기능 통합화에 적합한 사출성형 디자인이 가능해 조립공정을 단순화하고 생산단가를 크게 절감할 수 있다.

보강 리브 외에도, 시트커버를 고정하는 파이핑 그루브부터 각종 홀더, 가이드도 시트 쉘에 통합해 하나의 부품으로 제작할 있으며, 시트를 차체 바닥에 고정하는 클립도 함께 일체형으로 성형할 수 있다. 클립 방식의 조립 구조는 모든 안전규정을 충족해 뛰어난 안전성과 사후 수리 편의성까지 제공한다. 시트를 차체에 고정할 때 나사를 사용하지 않아 장착이나 분해가 쉽고 빠르기 때문이다.

부품 개발 전 과정에 고객 맞춤형 기술서비스 ‘하이앤트’ 제공

랑세스는 포레시아의 시트 쉘 및 뒷좌석 시스템 개발 전 과정에 걸쳐 컴포지트 및 오버 몰딩 소재 데이터부터 포밍(forming) 시뮬레이션 분석, 사출성형기 및 공정 설계에 필요한 권장사항에 이르는 맞춤형 기술서비스 ‘하이앤트(HiAnt)’로 지원했다. 하이앤트는 부품설계, 소재 선택, 기능 구성 및 금형설계 등 제품 개발 단계부터 생산에 이르는 전 과정에 필요한 기술서비스를 고객맞춤형으로 지원하는 랑세스만의 독보적인 서비스다.

폭 넓은 응용제품 제작 가능

테펙스 다이나라이트는 이미 다양한 구조부품 양산에 적용되면서 자동차 경량화에 폭넓게 활용되고 있다. 프론트-엔드나 브레이크 페달처럼 안전에 밀접한 부품을 비롯해 차체 하부 패널, 구조 보강재, 도어 캐리어, 전자 모듈 등 다양한 부품의 대량생산에 적용돼 세계 유수의 차종에 적용되고 있다.

랑세스는 경량성, 원샷 공정 등 테펙스의 다양한 장점이 고도의 복잡성을 요구하는 자율주행차용 시트쉘이나 등받이, 팔걸이 등 부품 제조에 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

랑세스코리아 엔지니어링 플라스틱 사업부 한상훈 이사는 “테펙스 소재가 적용된 자동차 좌석 시트는 가볍지만 충돌안전성을 충족할 뿐만 아니라, 좌석의 회전과 탈착까지 용이하다“며 “인포테인먼트와 컴포트 시스템 등 다양한 기능을 유연하게 수행하는 자율주행차 내부 공간 구현에 테펙스가 큰 기여를 할 수 있을 것“이라고 말했다.

씨스켐닷컴(2020-03-10)