CSP, 인디애나 헌팅턴 공장에 3,350만 달러 규모 탄소섬유 픽업 박스 신규 시설 증설

10월 26일 추운 금요일 아침, 티어 1 컨티넨탈 스트럭처럴 플라스틱(CSP, 오번 힐스, 미시간, 미국, 테이진 그룹 자회사[일본 도쿄])의 인디애나주 헌팅턴 생산 시설 회의실에 52명이 모였습니다. 이들은 CSP가 2010년 인수하여 현재 시보레 콜벳(Chevrolet Corvette) 스포츠카(GM, 디트로이트)용 SMC 복합재 부품과 포드 F-150 랩터(Ford F-150 Raptor) 픽업(포드, 디어본)용 부품을 생산 중인 기존 19,510m²/210,000ft² 시설에 추가된 1,207만 달러(3,350만 달러), 12,077m²/130,000ft² 규모 신규 증설 시설을 축하하기 위해 모였습니다. 신규 증설 시설에서는 내년 봄부터 GM의 최상위 트림 GMC 시에라 데날리(GMC Sierra Denali) 픽업용 카본프로(CarbonPro) 복합재 픽업 박스 상업 생산이 시작될 예정입니다. CSP 시설은 GM의 포트웨인 조립 공장(인디애나주 로아노크)에서 30분 이내 거리에 있으며, 이곳에서 시보레 실버라도(Chevrolet Silverado)와 GMC 시에라 단일/확장 캡 픽업 모델이 생산됩니다.

카본프로가 최초의 복합재 픽업 박스는 아닙니다. 그 영예는 2000년 익스플로러 스포츠트랙(Explorer SportTrac) CUV용 포드의 숏 박스(압축 성형 유리섬유 강화 비닐에스테르 SMC)와 2001년 시보레 실버라도 풀사이즈 픽업 박스(구조적 반응 사출 성형(SRIM)으로 성형된 유리섬유 강화 폴리우레탄/폴리우레아)에 돌아갑니다. GM, 혼다, 도요타도 그 이후 복합재 픽업 박스를 생산해왔습니다. 그러나 GM의 최신 시도는 탄소섬유 보강을 사용하고 열가소성 매트릭스를 사용한 업계 최초의 복합재 박스입니다. 이 변화만으로도 베어 스틸 베드 대비 28kg, 스틸 베드+베드라이너 대비 45kg을 감량하면서 덴트, 스크래치, 부식 저항성을 확보했습니다.

여러 연사들이 CSP와 소재 공급사 테이진이 2010년부터 GM과 공동으로 카본프로 픽업 박스 개발을 위해 테이진이 최근 개발한 제조 공정을 사용해왔다고 언급했습니다. 이 탄소섬유 강화 열가소성(CFRTP)은 불연속/절단 탄소섬유(25mm, 24K 토우)와 폴리아미드 6(PA6) 매트릭스를 시트 형태 복합재로 결합합니다. (다른 열가소성 매트릭스도 개발 중이나 아직 상용화되지 않았다고 합니다.) 기존 유리매트 열가소성(GMT)이나 오르가노시트 복합재와 달리 이 소재는 기존 압축 프레스에서 성형되지 않습니다. 대신 판금 스탬핑처럼 매우 빠른, 1분 미만의 공정으로 프레스 성형됩니다. 이는 자동차 복합재 부품의 '성배'인 사이클 타임 목표입니다.

픽업 박스 생산에 열경화성 대신 열가소성 매트릭스를 사용하는 이점은 많습니다. 열가소성은 밀도가 낮아 열경화성 복합재 박스보다 질량을 더 줄여줍니다. 열가소성은 이미 완전히 중합되어 있어 열경화성보다 훨씬 빠르게 가공되므로, 주어진 플랫폼의 부품 생산에 필요한 툴, 로봇, 프레스 수를 줄여줍니다. 또한 열가소성은 툴에서 바로 훨씬 더 나은 표면을 만들어내어 후가공(도장 제거 포함)을 크게 줄여줍니다. 또 다른 이점은 열가소성이 특히 PA6 같은 강인한 매트릭스에서 내충격성이 더 뛰어나며, 이는 픽업 트럭 사용 시 베드 손상을 줄여줍니다.

유리섬유 대신 탄소섬유로 복합재를 보강함으로써, 주어진 성능 목표에 대해 훨씬 더 얇고 가벼운 부품을 생산할 수 있습니다. 다만 탄소섬유는 더 빠른 생산 공정으로 상쇄하지 않는 한 비용을 증가시킵니다.

행사에는 인디애나 경제개발공사 북동부 지역 디렉터 린다 월작(Linda Walczak), 헌팅턴 카운티 커미셔너 회장 래리 버자드(Larry Buzzard), CSP CEO 스티브 루니(Steve Rooney), GM 로워 바디 구조 디렉터 데이브 말릭(Dave Malik), 테이진 컴포지트 사업부 매니저 보좌 마스미 히라타(Masumi Hirata), 헌팅턴 카운티 커미셔너 롭 밀러(Rob Miller), GM 엔지니어링 그룹 매니저 마크 보스(Mark Voss), 헌팅턴 시장 브룩스 페터스(Brooks Fetters), 헌팅턴 카운티 경제개발 국장 마크 위커샴(Mark Wickersham), CSP 헌팅턴 플랜트 매니저 카렌 윌리엄스(Karen Williams) 등 10명의 귀빈이 연설했습니다. 리본 커팅 후 참석자들은 카본프로가 생산될 완비된 플랜트 구역을 투어하고 픽업 박스를 가까이서 관람했습니다.

CSP는 또한 차량용 엔드게이트 커버를 직접 장섬유 열가소성(D-LFT) 복합재로 생산할 예정입니다.