하이브리드 사출성형으로 에너지, 비용 효율적인 자동화 공정 가능

랑세스가 독일 자동차 부품사 ‘보게 엘라스트메탈(BOGE Elastmetall GmbH)‘과 함께 개발한 플라스틱 브레이크 페달이 세계 유수의 전기스포츠카에 양산 적용됐다.

전기 스포츠카는 그램(g) 단위의 무게 차이도 중요하기 때문에 경량화 혁신 기술이 절대적이다. 이에 앞서, 안전과 직결되기에 부품의 소재 선택도 상당히 신중해야 한다.

랑세스 측은 이번 브레이크 페달은 전기스포츠카 최초로 부품 전체에 플라스틱을 적용한 사례라고 19일 밝혔다. 브레이크 페달에 적용된 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 컴포지트 시트 ‘테펙스(Tepex) 다이나라이트'는 높은 기계적 강도를 충족하면서 금속 부품 대비 50% 수준의 매우 가벼운 무게를 구현한다고 설명했다. 맞춤형 유리섬유층 구조로 까다로운 하중 요구조건도 충족한다고 덧붙였다.

랑세스 관계자의 말을 빌면, 하이브리드 사출 성형 기반의 자동화 공정이 가능해, 높은 안전성이 요구되는 복잡한 형상의 안전 부품을 에너지, 비용 효율적으로 양산할 수 있다는 것이다.

다방향으로 배열된 유리섬유층 구조
전기스포츠카 브레이크 페달에 적용된 테펙스 복합소재는 다각도로 정교하게 배열된 연속유리섬유층 구조로 인장강도와 굽힘강도가 좋다. 단방향, 고강성 연속섬유가 내장된 열가소성 플라스틱 테이프를 적용해 브레이크 페달 하단을 보강했고, 플라스틱 테이프와 테펙스 복합소재는 서로 상용성 있는 플라스틱 기재가 적용돼 레이저 융착이 가능하다. 하중 방향 및 하중 요구조건을 정교하게 맞출 수 있어 브레이크 페달에 높은 비틀림 강도를 보인다.

테펙스 복합소재와 플라스틱 테이프의 정교한 조합으로 부품 무게는 현격히 줄인 것은 물론, 안전성을 요구하는 부품에 기계적 특성을 제공한다.

플라스틱 브레이크 페달은 대량생산에 적합한 짧은 사이클 타임의 하이브리드 사출성형을 통해 자동화 생산이 가능한 것도 특징이다. 후속 테펙스 인서트와 플라스틱 테이프의 포밍 공정도 사출성형공정으로 통합할 수 있다.

테펙스와 테이프 복합 설계 부품은 금속 부품 대비 탄소배출량이 적다는 것 또한 체크 포인트다. 열가소성 플라스틱 컴포지트 시트는 타 소재보다 훨씬 가벼우면서 하이브리드 사출 성형으로 홀더나 잠금장치 등을 통합 생산할 수 있어 무게, 에너지, 비용 절감이 가능하다. 디버링, 탭핑 등 일반적으로 금속 부품 제작 시 요구되는 후공정이 필요 없어 제작시간도 단축할 수 있다.

전기 자동차용 고강도 구조부품에 적합
전기차 산업의 발전은 맞춤형 유리섬유 기반 열가소성 플라스틱 컴포지트 구조에 새로운 기회로 부상하고 있다. 테펙스는 자동차의 프론트-엔드 시스템 뿐만 아니라 범퍼 빔, 전기 및 전자 모듈용 캐리어, 트렁크와 스페어휠 수납공간, 배터리 하우징 및 커버, 차체 하부의 배터리 보호패널 등에 적용할 수 있다.

한편, 보게 엘라스트메탈은 자동차 산업용 진동 기술 및 플라스틱 응용 부품의 글로벌 공급사다.