포르쉐 타이칸, 최초 올-플라스틱 브레이크 페달 탑재로 50% 경량화 달성

포르쉐 타이칸(Porsche Taycan)은 올-플라스틱 브레이크 페달을 탑재한 최초의 양산 전기 스포츠카입니다. 복합 구조로 제작된 이 부품은 강철 대비 50% 더 가벼워 효율성과 핸들링을 향상시킵니다.

란세스 고성능 소재(HPM, 미국 사무소: 펜실베이니아주 피츠버그)와의 파트너십으로, 페달은 보게 엘라스토메탈(BOGE Elastmetall, 미국 사무소: 미시간주 노비)이 제조했습니다. 이 회사는 진동 기술과 자동차 플라스틱 애플리케이션의 글로벌 리더입니다.

"구조 부품은 테펙스(Tepex) 나일론 6 인서트의 맞춤형 섬유층 구조와 추가 국부 테이프 강화 덕분에 요구되는 하중 요건을 충족합니다."라고 HPM 테펙스 자동차 그룹의 경량 설계 전문가 클라우스 폰베르크(Klaus Vonberg)는 설명합니다. "광범위한 자동화로 이 기하학적으로 복잡하고 안전 중요한 부품을 효율적이고 대규모로 생산할 수 있습니다."

테펙스 다이나라이트(Tepex Dynalite) 반제품은 연속 유리섬유 직물로 강화된 열가소성 매트릭스입니다. 타이칸 페달용으로 매트릭스는 나일론 6이며, 단방향 섬유층과 두 외부 표면의 45° 배향 직물층을 포함합니다. 이 내부 층들은 안전 중요한 부품에 필요한 인장 및 굽힘 강도를 제공합니다.

테이프(열가소성 매트릭스에 고강도 연속섬유 로빙을 임베디드한 얇은 플라스틱 스트립)가 페달 바닥면을 강화합니다. 테이프와 테펙스 인서트가 호환 가능한 매트릭스를 공유하므로 인서트에 직접 레이저 용접 가능합니다. 이는 하중 경로를 정확히 따르고 부품의 기계적 요구사항에 부합하는 맞춤형 라미네이트를 생성합니다. 45° 외부 레이어와 레이저 용접된 테이프가 결합하여 뛰어난 비틀림 강도를 제공합니다.

보게 엘라스토메탈 혁신센터의 다니엘 헤펠린(Daniel Häffelin)은 "맞춤형 섬유층 구조와 유기 시트 및 테이프의 통합으로 안전 중요한 부품에 필요한 높은 기계적 성능을 유지하면서 페달 중량을 추가로 줄일 수 있었습니다."라고 말합니다. 서로 다른 비틀림 방향에 최적화된 4가지 독특한 올-플라스틱 브레이크 페달 설계가 현재 양산 중입니다.

제조는 대규모 생산에 적합한 짧은 사이클 타임을 제공하는 자동화된 하이브리드 몰딩 공정을 따릅니다. 워크플로는 테이프의 광학 정렬로 시작하여 테펙스 인서트 위 배치 후 레이저 용접. 어셈블리는 이후 열성형되고 나일론 66으로 백몰딩(back-molded)됩니다.

폰베르크는 전기차에서 맞춤형 섬유 배향 열가소성 복합소재의 새로운 기회를 강조합니다. "테펙스 인서트는 프론트엔드 시스템, 범퍼 빔, 전기 모듈 브래킷, 트렁크, 배터리 하우징, 배터리를 보호하는 언더바디 구조 트림에 사용될 수 있습니다."라고 그는 말합니다.