닫기

일반뉴스

배너

메탈쓰리디, 고강도 알루미늄 3D프린팅 기술로 자동차 부품 제작해

URL복사
[마감임박!! 무료] 생성형AI, 디지털트원, 제조AI, SaaS, 클라우드로 생산성 높이고, 비용절감 방안 제시.. AI자율제조혁신포럼 개최 (3/27~29, 코엑스3층 컨퍼런스룸 317~318호)

[첨단 헬로티]


엔진블록, 타이어 휠 : 공정 절반 단축 및 경량화


알루미늄을 활용한 자동차 시제품 엔진 블록, 타이어 휠, 자동차, 전기차, 항공용 부품을 제작하는 기술이 국내에서 개발됐다. 


▲금속 3D프린팅으로 자동차 휠을 설계 및 제작하는 과정


해외에서는 자동차 부품 및 엔진 제작 등에  활용되는 기술이었으나, 국내에서는 고강도, 대형 사이즈의 알루미늄 금속 3D프린팅 기술이 개발되지 않았 상황이었다.  


독일 등 자동차 선진국에서는 많은 업체가 엔진 블록, 자동차 휠, 샤시 부품, 브레이크 캘리퍼 등의 제품에 기본적으로 사용되고 있다. 국내에서는 알루미늄이 녹는 점이 낮아, 금속 3D프린팅으로 하기에는 어려운 기술이었다. 이번 개발로 인해 개발 시간 단축 및 신속한 부품 개발로 기술 향상을 가져올 수 있게 됐다. 


이전까지 국내에서는 엔진블록 제작 시 기존 제작 방식으로 금형을 여러 개 제작하는데 수개월이 걸리는 데 반해, 적층제조 방식의 경우는 한 번에 가능하고, 제작 시간도 1-2주로 현저하게 단축된다. 또한, 타이어 휠,경량화 샤시, 전기차의 모터 케이스 등 전기차의 부품도 손쉽게 가능하다.

 

최근 국내 기업은 테크나 등 독일산 자동차 업계에서 사용하는 알루미늄 분말을 수입해 고강도 알루미늄 공정 기술을 개발하고 있다. 이에 국내 최대 사이즈 500x330x330mm의 알루미늄 부품 프린팅이 가능해졌다. 추후에는 국내 분말 업체와 협의해 국산화 분말 제작 과정을 거쳐 완전 국산화할 예정이다.

 

메탈쓰리디는 자동차 휠, 타이어 금형을 알루미늄으로 제작했다. 금속 3D프린팅으로 자동차 휠을 제작해 실제 차량에 장착한 사례가 국내에서 처음으로 나온 셈이다. 신규 제품 개발 등 자동차 부품에 금속 3D프린팅이 확산될 계기를 만들 것으로 기대되고 있다.

 

또한, 설계 및 개발을 통해 금속 3D프린팅으로 15인치 휠을 제작하는데 성공했다. 


자동차 휠은 연비는 물론 주행 성능 및 제동 기능, 연비 등 여러 기능에 영향을 크게 미치는 부품이다. 특히 연비 규제강화로 인해 자동차 경량화가 시급한 상황에서 휠의 무게를 1kg 줄일 경우 자동차가 달릴 때 4개의 휠에서 얻는 무게감소 효과는 최소 160~180kg에 이른다. 


이뿐 아니라 알루미늄, 타이타늄 마그네슘 휠까지 제작이 가능하다. 자동차 휠은 외관에서 차지하는 부분이 크고 교체가 쉬우며 승차감 등에 영향을 미치기에 고급차나 슈퍼카를 중심으로 다수의 차 매니아가 개인의 개성을 나타내도록 휠 교체를 선호하고 있다.

 

이에 메탈쓰리디는 개인 맞춤과 경량화를 동시에 실현하는 금속 3D프린팅으로 자동차 휠뿐 아니라 자동차 엔진 블록 등 전반적인 부품 제작에 나설 계획이다.

 

메탈쓰리디는 한국적층제조사용자협회(AM 시뮬레이션)와 DfAM(적층제조특화설계)를 통해 휠을 설계하고 회사가 보유한 PBF 방식 금속 3D프린터로 15인치 휠을 제작하는데 성공했다. 메탈쓰리디는 실제 자동차 휠을 만들기 전에 RC CAR 휠에서부터 8인치 전동 퀵보드 휠을 제작하고 실험하는 등 안전에 만전을 기했다.

 

그 결과 기존 10단계 공정으로 이루어지는 제작공정을 4~5단계로 줄여서 시간을 단축했고, 기존 생산방식으로는 구현하지 못했던 획기적인 형태의 디자인과 경량화에 성공했다.


제작된 휠은 현대자동차의 아반테에 장착돼 실제 운행이 진행됐으며, 메탈쓰리디는 벤츠 S 시리즈용 휠을 18인티, 19인치 등 다양한 크기로 제작하고 향후 고급차 휠 등을 주문에 따라 제작할 예정이다.

 

주승환 CTO장은 “자동차 휠을 금속 3D프린팅으로 만들어 장착한 것은 전세계적으로, 미국 GE가 고급 휠 전문업체와 협력한 것이 최초이고 국내에서는 이번에 최초”라고 말했다.


이어 그는 “이는 자동차 부품 시장에 엔진 블록, 휠 등 모든 부품에 알루미늄을 활용한 고강도 경량화방식으로 3D프린팅 적용이 가능하다는 사례를 보여준 것이며 자동차, 전기차, 에어택시 등의 제조업과의 연계 확대를 통한 적층제조 활성화 하길 기대한다”고 밝혔다.

 

한편, 메탈쓰리디는 울산 소재의 메탈 3D프린팅 부품 전문 업체로 금속3D프린터를 7대 이상의 장비 구축해 국내 최대 규모를 자랑한다. 국내 최초로 AM 스마트팩토리 운영 시스템과 멜트풀을 모니터링해 품질을 관리하는 시스템을 도입했다. 


또한, 한 장비에 한 금속을 프린팅을 하는 시스템을 국내 최초로 구축해 기존 업체와 차별화 했다. 알루미늄 계열의 자동차 부품뿐 아니라 의료전문 연구원 등 다수의 설계 전문연구원과 의료용 생산시설을 구축해 현재 진행 중인 의료 임플란트 연구 및 설계제작 경험을 기반으로 내년 상반기에는 의료시장에 본격 타이타늄 임플란트를 출시할 계획이다. 


현재는 현대중공업 계열의 현대코아모션의 납품 업체로 등록해 건설용 기계의 부품을 납품하고 있으며, 최근에는 현대중공업의 알루미늄 부품을 개발해 납품할 예정이다.










배너









주요파트너/추천기업