벤틀러-SGL, 헨켈의 Loctite 매트릭스 수지를 이용하여 볼보 XC90용 합성 소재 리프 스프링 양산

- 초경량 소재

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2014-12-12 15:55

상하이--(Business Wire / 뉴스와이어)--자동차 공학에서 이미 자리를 잡은 기능인 경량 구조 방식은 꾸준히 그 중요성을 인정받고 있다. 그러나 자동화와 사이클 시간의 문제로 인해 합성 소재의 구성품을 양산하는 것은 매우 어려운 과제이다. 헨켈(Henkel)의 폴리우레탄 매트릭스 수지 제품인 Loctite MAX 2를 기반으로 한 섬유 보강 합성 소재 리프 스프링이 새로운 볼보 XC90의 차대에 사용되고 있다. 프리미엄 크로스오버 SUV에 사용된 혁신적인 뒤차축의 개념은 다른 모델들의 플랫폼으로 사용될 예정이다. 자동차용 합성 소재 구성품 제조 분야의 선도 업체인 벤틀러-SGL(BENTELER-SGL)은 이러한 합성 소재 리프 스프링을 연간 수 십만 개 생산할 계획이다.

유리 또는 탄소 섬유를 기반으로 하는 합성 물질들은 무게의 감소(이는 연료 소비와 CO2 방출량 감소로 이어진다)와 매우 높은 강도를 통해 안전을 향상시키고 충돌 거동을 개선시킨다. 접착제, 실런트 및 기능성 코팅제 부분에서 세계적인 공급사인 헨켈은 산업 고객들과의 협력을 통해 경량 구조가 자동차 업계에 가져온 도전 과제, 특히 비용 효율성과 대량 생산 적합성과 관련된 과제를 충족시키기 위해 맞춤형 통합 솔루션을 개발했다. 볼보 자동차용 합성 소재 리프 스프링의 개발과 대량 생산을 위한 벤틀러-SGL과의 협력을 통해 헨켈은 특히 RTM (수지 이송 성형)과 관련된 공정 노하우를 제공하여 섬유 보강 구성 요소들의 제조 시 발생하는 사이클 시간을 최적화시켰다. 낮은 점도로 인해서 헨켈의 폴리우레탄 매트릭스 수지인 Loctite MAX 2는 금형을 신속하게 채우고, 섬유 재료를 빠르게 그러나 부드럽게 퍼지게 함으로써 주입 시간을 단축시킨다. 양생 속도 역시 에폭시 수지의 양생 속도보다 매우 빨라서 전체적인 사이클 시간이 줄어든다. Loctite MAX 2는 2013년 이후 리프 스프링의 양산 공정에서 성공적으로 사용되고 있다. 또한 현재 프로젝트에서도 양생 공정을 보다 빠르고 유연하게 만드는 엄선된 접착제를 사용한다. 헨켈 접착제 기술 사업부 자동차 합성물질 글로벌 프로그램 매니저 프랭크 커스텐(Frank Kerstan)은 “헨켈과 벤틀러-SGL, 볼보 자동차로 이루어진 개발 네트워크 안에서 우리의 폴리우레탄 수지를 이용해서 만들어진 부품이 광범위한 차량 시험과 검증을 받았다”며 “공정 최적화 분야에 우리의 전문 지식을 적용함으로써 우리는 이 폴리우레탄 기술이 온도와 습도와 같은 환경적 영향 하에서의 장기적인 사용 기준들을 모두 충족시킬 수 있다는 것을 입증했다”고 밝혔다.

혁신적인 뒤차축 개념

새로운 볼보 XC90의 서스펜션은 일반적인 코일 스프링 대신 횡 섬유 보강 합성 리프 스프링이라는 혁신적인 기술을 사용한다. 이 기술은 전통적인 코일 스프링 개념과 비교할 때 초소형 설계와 약 4.5 킬로그램의 중량 감소를 가능케 해준다. 또한 부드러운 주행감과 개선된 NVH(소음, 진동, 충격) 거동을 통한 기능적 장점도 제공한다. 서스펜션 터릿이 없어져 트렁크의 부피도 증가한다. 볼보는 소위 “확장가능 플랫폼 구조(SPA)” 원리를 기반으로 하는데, 이에 따라 성공적으로 구현된 개념들이 향후 차량 모델에 유연하게 적용된다. 새로운 뒤차축 역시 앞으로 출시되는 자동차 모델에 적용되어 매 년 수십만 대의 차량에 장착될 예정이다. 따라서 새로운 볼보 XC90은 이제 시작일 뿐이다.

벤틀러-SGL 자동차 합성 소재 부문 사업 개발부 책임자인 프랭크 페처(Frank Fetscher)는 “비용 효율적이고 신뢰성 있는 제조 공정에 대한 자동차 업계의 수요는 매우 크다. 볼보 자동차에 적용된 우리의 리프 스프링의 예에서 볼 수 있듯이 오늘날 섬유 합성 재료의 대량 생산은 이미 현실이 되었다”며 “더욱 중요한 것은 우리가 이러한 유연한 부품 설계를 통해 비교적 적은 수의 변형 스프링을 통해 전체 플랫폼을 커버할 수 있다는 점이다”고 말했다. 이어 “헨켈이라는 최적의 파트너와 함께 하면서 우리는 전문 지식을 쌓을 수 있었고, 이를 통해 우리는 합성 소재 제조에 적용되는 자동화 수준을 보다 최적화시킬 수 있었다”며 “이번 프로젝트는 우리의 경량 리프 스프링이 상용차뿐 아니라 승용차에도 적합하다는 것을 보여준다”고 설명했다. 그는 “우리는 또한 헨켈의 폴리우레탄 기술이 더 많은 자동차 분야의 개발에 대한 매우 큰 잠재력을 가지고 있다고 생각한다”고 덧붙였다.

Loctite는 헨켈(Henkel) 및/또는 독일 및 기타 지역 헨켈 계열사의 등록 상표이다.

사진 자료: http://www.henkel.com/press

사진/멀티미디어 갤러리: http://www.businesswire.com/multimedia/home/20141211005216/en/

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웹사이트: http://www.henkel.com