마그나 인터내셔널(Magna International)이 배기가스 및 연비 개선을 위한 차량 경량화를 목표로 포드와 협력해 기존 대비 34%의 중량을 경량화한 탄소섬유 서브프레임 프로토타입을 개발했다.
서브프레임은 자동차의 골격을 이루는 섀시 구성 부품으로 엔진과 바퀴가 장착되는 중요한 부분이다. 이번에 공개한 서브프레임은 45개의 철강 부품을 2개의 성형 부품과 4개의 금속 부품으로 대체하며, 부품 수를 87% 절감하고 성형품은 접착제 결합 및 구조 리벳에 의해 접합된다.
 

초기부터 노하우 결집
마그나 익스테리어의 그램 버러우(Grahame Burrow) 부사장은 파리에서 열린 JEC World 2017에서 “디자인과 엔지니어링을 수행하는 프로세스 초기에 고객과의 긴밀한 파트너십을 맺을 수 있다면, 마그나가 가진 역량을 최대한 보여줄 수 있는 기회이다”며 “우리는 디자인과 소재, 가공을 할 수 있는 백지 상태의 것에서 고객이나 제품 그룹과 협력해 스타일링과 성능을 희생하지 않고 적극적인 경량화의 관점에서 변화를 가져올 수 있는 솔루션을 제공한다”고 말했다.
마그나의 엔지니어링 팀은 회사의 바디 & 섀시 및 외장 제품 그룹과 협력해 복합재료 및 제조 공정을 사용해 경량화 과제를 해결하기 위해 설계, 재료, 가공에 관한 독자적인 전체 차량 지식을 결합하고 있다.
설계는 CAE 분석에 기반하여 모든 성능 요구사항을 충족하며, 프로토타입 서브프레임은 현재 포드의 부품 및 차량 수준의 테스트용으로 제조되고 있다.
 

고성능을 유지한 경량화 솔루션
포드의 리서치 및 선행 엔지니어링 차량 엔터프라이즈 시스템 담당 마이크 와이튼(Mike Whitens) 이사는 “협업은 승차감, 취급성, 내구성, 안전성을 손상시키지 않고 고객에게 연비 향상을 가져올 경량 부품을 설계하는 데 열쇠가 될 것이며, 이러한 경량 솔루션을 가장 저렴한 가격으로 실현하기 위해 노력할 필요가 있다. 마그나와 포드의 협력에 의한 이 탄소섬유 복합 서브프레임은 첨단 소재 협업의 좋은 사례가 될 것”이라고 말했다.

테스트 단계에서는 현재 CAE에 의해 측정되지 않는 부식이나 돌 치핑, 볼트 하중 유지가 확인되고 있다. 또한 프로젝트 팀은 프로토타입 구축이나 그에 따른 테스트에서 얻은 결과를 바탕으로 제안된 설계, 제조, 조립 공정을 개발할 예정이다.
그램 버러우 부사장은 “마그나는 지난 수년 간 경량 소재를 사용해온 개척자로서, 캐딜락 CTS/ATS-V 시리즈용 탄소섬유 후드를 생산한 데 이어, 머스탱 쉘비 코브라 GT500 모델에는 탄소섬유 그릴을 공급하고 있다”고 말했다.

AEM_Automotive Electronics Magazine