▲ 맥라렌 MCL32 경주용 자동차를 위해 스트라타시스 FDM 3D 프린터와 Nylon12CF 재료로 제작한 유압관 브래킷

[첨단 헬로티]

스트라타시스는 F1 경주의 명가인 맥라렌 레이싱에서 자사의 3D 프린팅 기술 활용을 더욱 확대하여, 2017년형 F1 MCL32 경주용 자동차 부품 생산에 활용한다고 밝혔다. 이를 통해 맥라렌 레이싱은 신차의 디자인 개선 프로세스를 가속화하고 보다 경량화된 차체 개발을 통해 성능을 향상할 계획이다. 

2017년 맥라렌 경주용 자동차의 성능 개선을 위해 디자인 및 적용된 3D 프린팅 파트는 유압관 브래킷, 플렉시블 라디오 하니스 로케이션 부트, 카본파이버 복합재 브레이크 쿨링 덕트, 리어 윙 플랩 등이다.

맥라렌 혼다에서는 MCL32 경주용 자동차의 유압관에 부착할 구조적 브래킷을 스트라타시스 FDM 3D 프린팅 기술로 제작했다. 스트라타시스 제조용 3D 프린터인 Fortus 450mc을 사용, 카본파이버가 충전된 나일론 소재로 제작했다. 기존 제조 방법을 사용했다면 약 2주 정도의 기간이 소요되었을 이 브래킷은 스트라타시스 FDM 기술을 통해 불과 4시간 만에 제작될 수 있었다.

최근 MCL32에는 새로운 양방향 통신 및 데이터 시스템이 추가됐으나, 이를 위한 케이블이 운전자에 방해가 되는 것으로 드러났다. 해당 문제를 해결하기 위해 맥라렌은 신축성 있는 소재를 프린팅할 수 있는 스트라타시스 J750 3D 프린터를 활용, 고무처럼 유연한 로케이션 부트를 제작하여 통신시스템의 하니스 와이어와 체결했다. 세 가지 각기 다른 디자인을 이터레이션을 통해 반복하고 3D 프린팅하는 데에는 단 하루의 기간이 소요됐고, 최종 부품은 단 2시간만에 3D 프린팅으로 제작됐다. 그 결과, 2017년 시즌 첫 번째 그랑프리 경주에서 사용될 편안한 라디오 하니스 조립 부품이 탄생됐다.

또한 제동장치 컴포넌트 온도를 효과적으로 제어하기 위해 맥라렌 혼다는 중공의 복합 제동장치 냉각관에 필요한 새크리피셜 툴링을 3D 프린팅으로 제작했다. 물에서 씻어서 제거할 수 있는 코어를 전용 ST-130 수용성 서포트 재료로 3D 프린팅하고, 여기에 카본파이버 충전 복합재료로 감싸고 오토클레이브에서 고온으로 양생했다. 그 결과 만들어진 관 형태의 구조물은 내부 표면이 매우 매끄럽게 마감되어 제동장치에 필요한 공기흐름을 만들고, 최대치의 공기역학 및 자동차 성능을 유지한다. 

뒤쪽의 다운 포스를 늘리기 위해 연장 설계된 대형 리어 윙 플랩은, FDM 방식의 Fortus 900mc 제조용 3D 프린터에서 프린팅된 레이어 툴을 이용해 카본파이버 복합재로 제작됐다. 맥라렌 팀은 폭 900mm 및 고온에 견딜 수 있는 몰드를 ULTEM 1010으로 3D 프린팅해 오토클레이브에서 양생된 복합 구조를 단 3일 만에 제작할 수 있었다. 그 결과 매우 중요한 제한된 테스트 기간 동안 시간을 단축할 수 있었다.

스트라타시스 EMEA 지역 총괄사장 앤디 미들턴은 “포뮬러원은 스트라타시스 적층제조 솔루션을 위한 세계 최고의 성능 시험장 중 하나”라며, “맥라렌 혼다 F1팀의 공식 3D 프린팅 솔루션 공급업체로서 워크숍, 풍동 및 트랙에서 레이싱 팀의 엔지니어링 문제를 해결하기 위해 긴밀히 협력하고 있다. 이를 통해 새로운 소재와 애플리케이션을 개발하여 맥라렌 레이싱과 다른 자동차 디자인 및 제조팀을 위한 획기적인 효율 개선과 역량을 제공할 수 있게 되기를 기대한다”고 말했다.

김정아 기자 (prmoed@hellot.net)