전기차 생산: 자동차 산업을 형성하는 3가지 핵심 트렌드

전기차의 광범위한 채택은 자동차 부품 공급업체에 중대한 파급 효과를 미칩니다. 변화하는 시장 수요를 충족하기 위해 공정과 기술을 전환해야 합니다. 알아야 할 세 가지 트렌드입니다.

제너럴 모터스(GM)가 메리 바라(Mary Barra) 회장 겸 CEO의 2040년까지 모든 시설 탄소 중립 달성 약속을 발표한 걸 보셨을 겁니다. 이 일환으로 GM은 2035년까지 가솔린·디젤 승용차와 경트럭 생산을 단계적으로 중단하고 배터리 전기차(BEV) 기술로 전환할 예정입니다.

112년 역사의 이 자동차 제조사는 내비스타(Navistar) 중장비 제조사에 하이드로텍(Hydrotec) 연료전지 '파워 큐브'도 공급하고, 혼다와 제휴해 수소 연료전지를 배터리 구동 차량의 보완재로 상용화할 계획입니다. GM 발표에서 가장 주목할 점은 바라의 업계 호소였습니다: "다른 기업들도 동참해 우리 산업과 경제 전체에 중대한 영향을 미치길 권장한다."

GM 지원 없이도 BEV 전환은 이미 순조롭게 진행 중이었습니다. 바라 발표 6개월 전 얼라이드 마켓 리서치(Allied Market Research)는 글로벌 전기차 시장이 2027년까지 8,020억 달러에 도달해 연평균 성장률(CAGR) 22.6%, 2019년 시장 가치의 5배 증가를 예측했습니다.

동시에 테슬라(Tesla)와 스타트업 경쟁사들(많은 수가 중국)이 자동차 설계, 인도, 유지보수 방식을 바꾸고 있습니다. 자동차 업계의 전통적 2년 개발 주기가 가속화돼 클라우드 기반 기능 업데이트와 과거엔 상상 못 했던 빠른 설계 반복으로 대체되고 있습니다.

사우스필드 미시간 컨설팅 기업 하버 리절츠(Harbour Results Inc.) 로리 하버(Laurie Harbour) 사장 겸 CEO는 "일론 머스크(Elon Musk)는 즉석에서 엔지니어링 변경을 한다"고 말했습니다.

"즉, 1월에 나온 모델 Y가 오늘 매장에서 살 수 있는 모델 Y와 다릅니다. 개선했죠, 애플이 아이폰에 정기 업데이트를 푸시하는 방식과 비슷하게. GM이나 다른 빅3에서 개선 기회를 찾으면 다음 모델 연도까지 기다려 적용합니다. 테슬라 사람들은 제품을 계속 개선해 나갑니다."

테슬라는 자동차 제조 방식도 바꾸고 있습니다. 주목할 만한 예로 CEO 일론 머스크가 이탈리아 이드라 그룹(Idra Group)에서 세계 최대 기가 프레스(Giga Press) 다이캐스팅 머신 8대에 투자한 걸 들 수 있습니다. 이 머신으로 모델 Y 언더바디용 단일 피스 알루미늄 주물을 생산합니다.

"이건 큰일입니다." 하버는 말합니다. "시트 아래 배터리 트레이용 대형 다이캐스트 부품 하나, 엔진룸이 있던 자리도 다이캐스트로 만듭니다. 이 투자로 바디샵을 대략 절반 없애고 차량당 1,000개 정도 스탬핑 부품을 없앨 거라고 들었습니다. 테슬라 작업자들은 세 개의 다이캐스트 부품을 메인 생산 라인으로 가져와 드라이브트레인에 조립하고 차체를 얹기만 하면 됩니다."

이 모든 게 자동차 산업에 무슨 의미일까요? 더 중요하게, 매년 자동차 제조사에 수백만 개의 가공·제작 부품을 납품하는 티어 공급업체에겐 무슨 의미일까요? 한 단어로: 많습니다. 완전히 새로운 차종들을 위해 툴링을 갖춰야 하는 것 외에도, 이 숍들은 화석 연료가 전기 동력으로 넘어가고 자동차 제조사들이 더 똑똑하고, 더 가볍고(종종 자율주행) 차량을 계속 밀어붙이는 상황에서 끊임없고 점점 더 빠른 변화에 대비해야 합니다.

숍 플로어에서 가장 큰 영향을 받을 세 부분입니다:

제조 트렌드 1: 절삭 공구

큰 변화 중 하나는 첨단 소재 형태입니다. 네, 알루미늄은 차를 가볍게 만드는 데 계속 핵심 역할을 하겠지만, CFRP(탄소섬유 강화 플라스틱)와 기타 복합 소재도 자동차 현장에 많이 등장할 것입니다.

불행히도 이 소재들은 연마성이 강하고 헤어짐, 파편화, 박리에 취약합니다. Better MRO의 '자동차 가공 시간 개선 방법'에서 논의한 대로, 다결정 다이아몬드(PCD)와 소위 '베인드(veined)' 다이아몬드 절삭 공구가 복합재 사용 증가에 따라 경쟁력을 갖추는 핵심 요소가 될 것입니다. 그 기사에서는 컴팩티드 흑연 주철(CGI), 스테인리스강, 고강도 강합금의 사용 증가도 차량 중량 감량 수단으로 언급했는데, 이들 모두 머신 숍이 소재별 초경, 세라믹, 다결정 입방질화붕소(PCBN) 툴링을 수용해야 합니다. 그렇게 하면 공구 자체는 상대적으로 비싸더라도 부품당 최저 비용을 낼 수 있습니다.

제조 트렌드 2: 공작기계

'자동차'와 '대량 생산'은 오랫동안 동의어였고, 배터리 구동 차량이든 아니든 그건 변하지 않을 것입니다. 결과적으로 다중 스핀들 스크류 머신, 트랜스퍼 라인, 자동 스탬핑·용접 셀이 대부분의 고량 자동차 부품을 계속 생산할 것입니다.

하지만 BEV 사용이 늘고 내연기관(ICE) 차량이 50센트 휘발유처럼 역사의 뒤안길로 가면서 생산 수량은 다소 줄어들 가능성이 있어, 여기에 설명된 정교한 스위스 스타일 CNC 선반을 가진 숍들에게 문이 열립니다.

종종 의료 가공과 연관되지만, 이 유연한 공작기계는 보통 빠른 스핀들 속도와 넉넉한 절삭 공구 스테이션을 갖추고 여러 가공 작업을 동시에 수행할 수 있습니다. 이는 자동차 분야에서 흔한 더 높은 볼륨에 적합하게 만듭니다, 특히 소유자가 매거진 스타일 바 피더와 무인 가공에 필요한 공구 파손 감지에 투자할 때 더욱 그렇습니다.

제조 트렌드 3: 3D 프린팅과 적층 제조

오래전 '시제품 전용' 기술로 여겨졌던 3D 프린팅이 점차 제조 시장에서 플레이어가 되고 있습니다. 예를 들어 HP는 자사 메탈 젯(Metal Jet)과 멀티 젯 퓨전(Multi Jet Fusion) 프린터가 금속이나 플라스틱으로 대량 저비용 부품을 생산할 수 있다고 광고하며 폭스바겐 등 자동차 제조사의 사용을 홍보합니다.

그렇다 해도, 많은 제조업체(자동차든 아니든)에게 3D 프린팅의 가장 큰 이점 중 하나는 저비용 머시닝 지그, 조립 지그, 로봇 그리퍼, 프레스 브레이크 다이 등 공장 바닥용 툴링을 빠르게 생산할 수 있다는 점입니다. 특히 유리 섬유 복합재, 울템(Ultem), PEEK 같은 다양한 엔지니어링 등급 폴리머를 고려하면 더욱 그렇습니다. 이 소재들은 엔지니어에게 툴링 목적뿐만 아니라 기능적 프로토타입 설계에도 넓은 재량과 극한의 유연성을 줍니다.

적층 제조(AM)는 주조 업계에서도 인기를 얻고 있습니다. 코어와 몰드 제작, 플라스틱 사출 몰드용 금속 인서트 프린팅에 사용됩니다.

모든 제조 부문, 특히 자동차에서 급속한 변화 속도를 고려하면, 머신 숍, 판금 제조업체, 전자 제조업체 등이 빠르고 유연한 제조 공정을 개발하는 게 그 어느 때보다 중요해질 것입니다.

오프라인 프리셋팅, 공정 내 머신 프로빙, 제로포인트 워크홀딩 시스템 같은 검증된 숍 플로어 도구가 길을 닦고, 소프트웨어 시뮬레이션과 디지털 트윈 활용이 뒤따를 것입니다. 둘 다 머신 프로그래밍과 엔지니어링 작업을 간소화하는 데 도움이 되고, IIoT 지원 머신 분석은 절삭 공구 사용과 기계 가동률을 최적화하는 데 기여할 것입니다. 모든 게 준비돼 있습니다. 제조업체가 들어가 운전만 하면 됩니다.

전기차 광범위한 채택, 귀사는 어떻게 대비 중이십니까?

전기차의 광범위한 채택은 자동차 부품 공급업체에 중대한 파급 효과를 미칩니다.

변화는 매년 자동차 제조사에 수백만 개의 가공·제작 부품을 납품하는 산업 공급업체에 큰 영향을 미칠 것입니다.

숍 플로어에서 가장 큰 영향을 받을 세 부분을 짚어봤습니다. 귀사 비즈니스에 영향을 줄 건 무엇입니까? 설문에 참여해 인사이트를 공유하세요.

다음 중 어떤 변화가 귀사 숍에 가장 큰 영향을 미칠까요?

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