영국의 슈퍼카 제조사 맥라렌 오토모티브(McLaren Automotive)가 항공우주 산업 등급의 최첨단 제조 공정 ‘오토메이티드 래피드 테이프(Automated Rapid Tape, 이하 ART공정)’를 세계 최초로 자사 차량에 확대 적용한다고 밝혔다.
‘ART공정’은 극강의 소재로 불리는 카본 파이버의 속성을 한 단계 업그레이드하는 고도로 전문화된 차량 제조 프로세스 시스템이다. 이 방식은 실제 항공우주 산업에서 사용되는 초정밀 공정에서 비롯된 것으로 제트기, 전투기, 항공기 동체와 날개 등을 카본 파이버로 맞춤 설계할 때 이용되어 왔다.
맥라렌은 이 공정을 보다 신속히 수행하는 ‘하이 레이트(High Rate)’ 버전을 개발했고 이게 바로 ART공정이다. 사전에 미리 재단한 카본 파이버 소재를 수작업으로 겹겹이 붙이는 대신 로봇 팔(Arm) 시스템이 컴포지트 테이프를 겹겹이 쌓아 구조물을 적층, 완성하는 방식이다. 맥라렌은 이 공정을 영국 셰필드에 위치한 MCTC(McLaren Composites Technology Centre)에 도입해 제조 역량을 한층 강화했다.
‘ART공정’의 핵심은 카본 파이버 소재에 기반한 공도용 맥라렌 차량을 더욱 가볍고 견고하게 할 뿐 아니라, 각 개별 부품 간의 일관성을 높임으로써, 폐기물을 적게 발생시키는데 큰 기여를 한다는 점이다. ART 공정을 통해 생산된 카본 파이버 부품은 눈으로 봤을 때도 기존의 동일한 소재 부품과는 차별화된 형태이다.
우선, ART 공정은 이전 대비 카본 파이버 소재의 정교한 배치를 가능케 해, 엔지니어에게 차량 설계에 대한 더 큰 재량권을 부여한다. 접합부나 모서리 등 하중이 집중되는 부분에 카본 소재를 집중 배치해 효과적으로 하중을 지지하고, 상대적으로 응력이 낮은 부위에 불필요한 소재 사용을 줄일 수 있게 한다.
또한 동일한 적층 구조에서도 원하는 방향으로 카본을 배치할 수 있어 강성은 높이되, 각기 다른 방향으로 유연성을 유지할 수 있게 함으로써 혁신적 차량 개발에 도움을 준다.
생산 시간 및 비용 절감에도 효과적이다. ART공정은 이미 정확히 측정된 길이의 건식 컴포지트 테이프를 배치하는 방식이기 때문에 재사용할 수 없는 불규칙한 모양의 자투리 소재 감소 효과가 크다. 그 결과 건식 컴포지트 테이프 원재료의 95%를 고스란히 사용할 수 있다. 자동화 공정을 통해 정확한 타깃 위치에 부품 배치로 불량 오류 방지 및 실시간 모니터링과 제어를 통해 불확실한 변수를 줄일 수 있다는 장점도 제공한다.
이 같이 맥라렌은 본격적인 ART 공정 도입을 통해 차량의 초경량화, 강성도를 한층 끌어올리는 동시에 생산 효율성 극대화를 통해 슈퍼카 엔지니어링의 새로운 기준을 정립한다는 포부다. 또한 궁극적으로는 항공우주 산업 등급의 최첨단 제조기술인 ART공정을 전격적으로 확대 적용하며, 슈퍼카 엔지니어링의 새로운 리더십을 확보하겠다는 전략이다.
현재, 맥라렌의 ART공정은 W1 모델에 최초 적용되었다. 최대 1,000kg의 다운포스를 생성하는 W1의 액티브 프런트 윙 어셈블리를 ART공정으로 설계해 기존 방식보다 10% 더 단단한 구조로 제작했다. 향후 본 공정으로 제작한 부품을 양산형 W1에 적용하는 방안을 고려 중이다.
한편, 맥라렌은 40년 이상 경량화, 고성능, 구조적 강성 실현을 위한 핵심 소재로 카본 파이버를 전방위 활용해왔다. 그 결과, F1 레이싱 카의 표준을 정립했으며, 공도용 차량 부문에서도 혁신적 기술 발전을 주도해왔다.
