- 고성능 슈퍼카 부품 경량화 [3D프린터 활용사례] FDM 기술

안녕하세요

 

 

3D프린팅 토탈솔루션 전문기업 ㈜프로토텍입니다.

오늘은 3D 프린팅 F DM 기술편 - 자동차 분야의 최신 활용 사례를 소개합니다.

설계 과정중에 제작된 많은 프로토 타입의 반복 작업은, 조립 공정의 적합성과 부하 경로의 개선에 중요한 역할을 완수했습니다.Paolo Feraboli 워싱턴 대학교(University of Washington)

 

 

빛의 속도-고성능 슈퍼카에 필수적인 부품 경량화

람보르기니(Lamborghini)의 새로운 플래그십 모델인 2인승 스포츠카 아벤타도르(Aventador)는 2011년도 탑 기어(Top Gear) 올해의 차로 선정되었습니다.제로백은 2.9초이고 최고속도는 370kmh입니다.아벤타도르는 전 세대 무르시엘라고(Murciélago)보다 출력이 9% 상승하여 연료 효율이 20% 높고 무게도 6% 가벼워졌습니다.아벤타도르의 우수한 성능 비결은 바디샤시의 통합된 핵심을 구성하는 CFRC(탄소섬유강화복합체) 모노코크입니다.모노코크는 길이 206cm, 폭 189cm, 높이 102cm의 단일 CFRC 쉘로서 전체 자동차 생산 최대 CFRC 구성 부품입니다.모노코크의 무게는 147kg으로 차체와 샤시의 전체적인 무게는 놀랄 정도로 가벼운 229kg입니다.

빛의 속도 - 중대한 결정

 

람보르기니는 아우디(Audi)의 소유 회사로 포르셰(Porsche), 부가티(Bugatti), 벤틀리(Bentley)등의 브랜드를 소유하는 폭스바겐 그룹(Volkswagen Group)에 속합니다.워싱턴 대학의 람보르기니 자동차 복합재 연구소(Automobili Lamborghini Advanced Composite Structures Laboratory), 약칭 람보르기니 라보(Lamborghini Lab)는 람보르기니와 협력하여, 아벤타도르 중량의 50%를 이룬다. 조립 적합성을 검증하고, 효율적인 부하 경로를 확인하고, 컴퓨터 화면에 표시되지 않는 문제를 파악하여 수정하기 위해서는 실제 프로토타입이 많이 필요했습니다.

모노코크를 생산하는 데 드는 투어링 비용만 몇 백만달러나 되기 때문에 처음부터 설계를 제대로 해야 했다고 워싱턴대 항공기 재료 및 구조학부 교수이자 람보르기니 랩의 책임자인 Paolo Feraboli는 말한다.

예를 들어 모노코크 내부 튜브의 프로토타입을 기존 방식으로 제작하는 경우, 사이즈 조정된 툴링을 제작하고 CFRC를 사용하여 프로토타입을 레이업합니다.투어링을 제작하고 사이즈가 조정된 부품을 레이업하는데 약 4개월의 시간과 $40,000이 들었을 것입니다.

조립취급에서 발생하는 응력에 견딜 만큼 충분히 견고한 부품을 생산할 수 있는 래피드 프로토타이핑 방법이 있는지 알아보고 싶었습니다.또, 기계적 강도와 고온 성능이 필요한 작은 부품을 레이업 하기 위해서, 신속한 툴링을 구축하는 것에 관심이 있었습니다」라고 Feraboli씨는 덧붙였다.

FDM 기술로 제작된 16스케일의 프로토타입은 람보르기니 랩에서의 적합성을 결정하고 부하 경로를 개선하는 데 도움이 됩니다.

 

 

 

빛의 속도 - 수많은 반복 작업

 

「설계 과정에서 제작된 수많은 프로토타입의 반복 작업은, 조립 공정의 적합성과 경로 개선에 중요한 역할을 완수했습니다」라고 Feraboli는 말한다.

이탈리아 산타 산타 볼로냐 람보르기니 회사에도 두 종류의 Stratasys 제품 (Fortus 3D 시스템 및 3D 프린터)을 보유하고 있습니다.

람보르기니 수석부사장 겸 최고기술책임자인 Maurizio Reggiani는 다음과 같이 말합니다.람보르기니는 FDM을 광범위하게 사용해 새로 설계된 아벤타도르용 7단 변속기의 기능성 프로토타입을 제작했으며 이 프로토타입은 변속시간이 50밀리초로 생산차량 중 가장 빠른 속도를 자랑합니다.독립 시프팅 로드 개념에 기초한 싱글 클러치 변속기는 CFRC 모노코크 및 푸쉬 로드 서스펜션과 함께 아벤타도르의 대표적인 특징입니다.

"아벤타도르가 공개되면서 바로 직후, 람보르기니는 첫해 생산량이 이미 매진되었다고 발표했습니다.아벤타도르가 시작이에요. 탄소섬유는 고성능 자동차만을 위한 것이 아닙니다.탄소섬유를 활용하여 연비를 개선하고 모든 자동차의 배기가스를 절감할 수 있습니다.람보르기니에서는 그룹으로 생산되는 차에 탄소섬유를 점점 더 많이 사용하는 방법을 모색하고 있다」라고 Feraboli씨는 덧붙였다.

 

 

 

출처 : Stratasys

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