LANXESS Tepex 열가소성 복합재, 아우디 A8 리어 시트 쉘에 적용

LANXESS(독일 쾰른)는 자사의 Tepex 연속 섬유 강화 복합재가 아우디 A8의 리어 시트 적용에 사용된다고 발표했습니다. 이 세단에는 두 개의 전동 조절 개별 리어 시트 옵션이 있으며, 그 쉘은 파우레시아 오토모티브 시팅(Faurecia Automotive Seating, 독일 슈타트하겐)이 개발하고 하이브리드 몰딩 공정으로 제조됩니다. 이 목적을 위해 폴리아미드-6 기반 Tepex dynalite 102-RG600(2)/47%가 사용됩니다. 단유리 섬유 강화 Durethan BKV30H2.0 폴리아미드 6도 LANXESS 제품으로 오버몰딩 소재로 사용됩니다.

LANXESS는 이 적용 사례를 자사의 Tepex 연속 섬유 강화 복합재가 경량 자동차 설계의 다양한 구조 부품 대량 생산에 자리잡고 있는 예로 제시합니다.

"우리 복합 소재가 이 구조물로 선택된 이유는 비교 가능한 금속 설계보다 약 45% 더 가볍지만, 높은 기능 통합 덕분에 비용 효율적으로 생산할 수 있고, 충돌 시 높은 기계적 하중도 견딜 수 있기 때문입니다."라고 LANXESS 고성능 소재(HPM) 사업부의 Tepex 오토모티브 책임자인 헨릭 플라겐보르그(Henrik Plaggenborg)는 설명합니다.

지금까지 유사한 시트는 주로 금속 쉘을 서브 구조에 나사로 고정하여 제작되었습니다. 금속 쉘 제조는 수많은 개별 부품으로 구성되어 여러 단계의 용접으로 접합해야 하므로 시간이 많이 걸립니다.

"반면 하이브리드 몰딩 공정에서는 바로 설치 가능한 부품이 단일 공정 단계로 생성됩니다. 미리 성형되고 가열된 반제품 복합재가 사출 성형 금형에서 직접 성형되고, 사출 성형을 통해 수많은 기능이 장착됩니다. 이는 후속 조립을 단순화하고 생산 비용을 크게 절감합니다."라고 HPM의 Tepex 오토모티브 그룹 프로젝트 매니저인 틸만 존탁(Tilmann Sontag)은 말합니다.

보강 리브 외에도 시트 커버 고정을 위한 파이핑 그루브와 수많은 홀더 및 가이드(시트 환기 및 케이블 홀더용 등)가 부품에 통합됩니다. 시트 쉘을 부착하기 위한 클립도 직접 사출됩니다.

"클립을 사용하면 나사 없이 쉽고 빠르게 쉘을 조립할 수 있으며, 정비 목적으로 다시 분해할 수도 있습니다. 클립은 매우 안정적이며 모든 관련 안전 요건을 충족합니다."라고 존탁은 말합니다.

LANXESS는 시트 쉘과 완전한 리어 시트 시스템 개발에서 프로젝트 파트너들에게 포괄적인 지원을 제공했습니다. 예를 들어, HPM은 파우레시아가 안전 부품의 기계적 내구성을 계산하기 위한 구조 시뮬레이션에 필요한 복합재와 오버몰딩 소재의 재료 데이터를 결정했습니다. 또한 반제품 복합재를 정밀하고 재현 가능하게 성형하기 위한 여러 전략이 드레이핑 시뮬레이션에서 분석되었습니다. 그 결과는 툴 및 공정 설계 권장사항에 반영되었습니다.

"예를 들어, 사출 성형 금형에서 가소화된 복합재 인서트를 고정하기 위한 특수 클램핑 요소를 권장했습니다."라고 존탁은 말합니다.

Tepex는 LANXESS 자회사인 본드-라미네이츠(Bond-Laminates GmbH, 독일 브릴론)에서 개발 및 생산됩니다. Tepex dynalite는 프론트 엔드, 브레이크 페달, 언더바디 패널링 부품, 차체 탈착 부품용 보강 구조 인서트, 도어 및 전자 모듈용 캐리어 등을 대량으로 생산하는 데 사용됩니다. LANXESS는 향후 이 복합 소재가 자율주행을 위한 새로운 고복잡 시트 시스템의 등받이, 팔걸이, 시트 쉘 제조에도 사용될 것으로 예상합니다.

플라겐보르그에 따르면, "예를 들어 자유롭게 회전, 선회, 탈착 가능한 시트를 생각하고 있습니다. 이 시트는 가볍기만 한 것이 아니라 모든 충돌 요건을 충족하고 시트벨트, 인포테인먼트, 편의 시스템 같은 수많은 통합 기능을 갖출 것입니다."