알테어, 제8회 인라이튼 어워드서 복합재 혁신 시상

제품 개발, 고성능 컴퓨팅(HPC), 데이터 분석 솔루션을 제공하는 글로벌 기술 기업 알테어(Altair, 미국 미시간주 트로이)는 8월 4일 2020 알테어 인라이튼 어워드 수상자를 발표했다. 자동차 연구 센터(CAR, 미국 미시간주 앤아버)와 공동 주최하는 제8회 인라이튼 어워드는 차량 중량 감축과 배출 목표 달성 이니셔티브, 그리고 업계를 더 지속 가능한 미래로 이끄는 획기적 발전을 인정한다고 한다.

"과학, 엔지니어링, 예술, 디자인의 교차로에 서 있는 우리에게 더 지속 가능한 미래를 만드는 것이 알테어의 본질입니다."라고 알테어 설립자 겸 CEO 제임스 스카파(James Scapa)는 말했다. "알테어 인라이튼 어워드가 세계 최고의 자동차 경량화 혁신을 인정하는 탐나는 인정이 되어 엔지니어, 정책 입안자, 교육자, 학생, 대중의 관심을 불러일으키는 것을 자랑스럽게 생각합니다."

4개 부문으로 시상되는 인라이튼 어워드는 상업용 자동차 경량화 성과와 기술을 인정한다. 2020년 수상자는 다음과 같다:

• 전체 차량 부문 수상: 할리데이비슨 모터 컴퍼니(미국 위스콘신주 밀워키)가 라이브와이어(Livewire) 전기 모터사이클의 에너지 용량을 90% 향상시키고, 에너지 용량 대 차량 질량 비율을 60% 높였다. 추가 개선과 함께 이 이니셔티브는 향후 모터사이클 프로그램의 질량 및 강성 설계와 최적화 관행을 확립했다. 복합재: 라이브와이어는 알루미늄 프레임을 사용하지만 탄소섬유 업그레이드 옵션을 제공하며, 시제품으로는 탄소섬유 강화 파이널 드라이브 벨트를 탑재해 클러치리스 다이렉트 드라이브로 후륜에 동력을 전달했다.
  • 준우승: 닛산(일본 요코하마)이 신형 센트라 2020 플랫폼으로 안전성과 동적 성능을 향상시키면서 시뮬레이션으로 적재적소에 소재를 배치해 중량 증가를 억제했다.
• 모듈 부문 수상: 업계 최초로 도요타(일본 아이치)가 2021년형 시에나용 독립형 2인승 사출 성형 백프레임을 몰드 보강재 없이 제작했다. 15개 부품을 1개 부품, 1회 사출로 통합해 비용 15% 절감, 질량 30% 감소, 안전 성능 2배 유지를 달성했다.
  • 준우승: ZF 프리드리히스하펜 AG(독일 프리드리히스하펜)가 세계 최초로 7,500만 대 이상 장착된 전자식 주차 브레이크(EPB)를 출시했다. 대형 트럭과 SUV에서 기존 드럼인햇 주차 브레이크 대비 25파운드 이상 중량 절감.
• 이네이블링 기술 부문 수상: 무베아(Mubea, 독일 아텐도른)가 유리섬유 강화 폴리머(GFRP) 텐션 리프 스프링을 개발해 표준 다층 강철 스프링 대비 최대 75% 중량 절감. 모든 스프링 파라미터를 조정할 수 있는 파라미터화된 스프링 모델에서 시작하는 스크립트화되고 자동화된 워크플로를 사용했다.
  • 준우승: 듀폰(DuPont, 미국 델라웨어주 윌밍턴)의 BETASEAL 본딩 열가소성 리프트게이트. BETASEAL X2500 구조용 접착제로 열가소성 내외장 패널을 빠르게 결합해 모듈러 경량 조립 가능. 마그나(Magna)의 열가소성 복합재 리프트게이트는 BETASEAL X2500으로 본딩되어 용접 강철 리프트게이트 대비 20~30% 중량 절감. 복합재: 마그나의 열가소성 복합재 리프트게이트로 부품 수 25~45% 감소, 질량 20~30% 감소, 투자 비용 25~35% 감소.
  • 가작: 마쓰다의 CAE 다학제 설계 최적화(MDO) 방법론이 시뮬레이션 주도 설계와 데이터 분석을 제품 설계에 적용해 최상위 기술 트렌드를 포착.
• 미래 경량화 부문 수상: 마렐리(Marelli, 이탈리아 코르베타)가 새로운 첨단 시트 압축 몰딩 서스펜션 스티어링 너클을 개발해 지프 컴패스(Compass)에 사용된 알루미늄 버전 대비 25%, 주철 버전 대비 50% 질량 절감. 복합재: 이 스티어링 너클은 휠을 포함하고 서스펜션 및 스티어링 부품에 연결된다. 다진 탄소섬유 몰딩 컴파운드로 제작되었으며, 이 복합재 소재는 크랙 저항성이 더 높고 첨단 시트 몰딩 압축(ASMC) 제조 공정 덕분에 자동차 양산에 적용 가능해졌다. 1500톤 프레스로 복잡한 구조 부품이 성능 요건을 충족하며 원샷 넷셰이프 공정으로 자동차 양산 물량에 적합함을 입증했다.
  • 준우승: 닛산의 궁극적 경량 알루미늄/탄소섬유 강화 폴리머(CFRP) 바디 사이드 패널. 토폴로지 설계로 알루미늄과 단섬유 탄소섬유 강화 열가소성(CFRTP) 다중 소재 구조를 활용해 기존 강철 바디 사이드 패널 대비 약 50% 중량 절감. 복합재: 닛산이 추가 세부 사항을 공개하지 않았지만, 단섬유 CFRTP는 제너럴 모터스(GM, 미국 미시간주 디트로이트)가 2019년 숏베드(크루캡) GMC 시에라 AT4(오프로드) 및 시에라 드날리(Denali) 하프톤 픽업의 카본프로(CargoPro) 픽업 박스에 사용 중이다. 세리보(Sereebo) CFRTP 시트 복합재는 테이진(Teijin, 일본 도쿄)이 공급한다.

"자동차 업계 유일의 경량화 전용 어워드를 제공하게 되어 자랑스럽고, 최적화 기술을 통해 얼마나 많은 발전이 이루어지는지 보는 것이 기쁩니다."라고 알테어 수석 부사장 리처드 옌(Richard Yen)은 말했다. "매년 출품작이 더 인상적이어서 수상자 선정이 점점 어려워지고 있습니다. 참가자들이 경량화에서 큰 진전을 이루고 시뮬레이션과 소재를 통한 창의적 접근을 하고 있기 때문입니다."

"저와 도요타 북미 R&D 팀을 대표해 새로운 도요타 시에나 3열 시트 레진 백프레임으로 알테어 인라이튼 어워드를 수상하게 되어 영광입니다. 가벼운 터치와 쉬운 조작으로 고객 만족에 초점을 맞춘 이 업계 선도적 시트 백을 출시하게 되어 기쁩니다."라고 도요타 TSPO 선임 수석 엔지니어 토드 머크는 말했다. "강력한 팀워크와 협업으로 경량화와 성능 개선이라는 엄청난 도전을 받아들이면서도 비용 절감을 달성할 수 있었습니다. 중량과 비용 모두 감소시킨 최종 설계는 우리 도요타 개발팀 전체와 소중한 공급 파트너 BASF[독일 루트비히스하펜]의 지원을 입증합니다. 우리는 이 차량 세그먼트에 완전히 새로운 것을 창조하며 꿈을 현실로 만들었습니다."

CAR의 회장 겸 CEO 칼라 바일로(Carla Bailo)는 "설계 최적화는 자동차 업계의 모든 신제품에 필수적이며 경량화는 핵심 요소입니다. 알테어와 협력해 자동차 부문의 이러한 설계 혁신을 인정하게 되어 영광입니다. CAR의 다학제적 접근은 글로벌 자동차 업계가 직면한 중요한 이슈에 대한 명확한 시각을 주며, 경량화 발전이 즉각적 영향을 미치는 것을 보는 것은 스릴 넘칩니다."라고 말했다.

알테어는 2020년 8월 4일 시상식에서 수상자를 발표했다. 인라이튼 어워드에 대한 자세한 정보는 https://www.altair.com/enlighten-award/에서 확인할 수 있다.