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포르쉐, 3D프린팅 기술 통해 고강도 피스톤 제작


[오토모닝 정영창 기자] 포르쉐가 911 GT2 RS의 고성능 엔진에 적용되는 고강도 피스톤을 3D 프린팅 기술로 제작한다고 밝혔다. 

포르쉐는 말레 및 트럼프와의 협력을 통해 고강도 부품 제작에 적층 제조 공정을 사용하는 혁신을 통해, 프로토타입 구조물부터 클래식 스포츠카 부품에 이르기까지 다양한 분야에서 3D 프린팅 기술을 적용할 계획이다. 

3D 프린팅 기술은 피스톤에 작용하는 부하를 최적화된 구조로 제작할 수 있도록 해, 단조 생산 방식의 피스톤에 비해 10퍼센트 이상의 무게 절감 효과를 가진다. 또한 기존 방식으로는 제작할 수 없던, 피스톤 크라운에 통합된 쿨링 덕트를 특징으로 한다. 

포르쉐 첨단 드라이브 개발 부서의 프랭크 이킨저는 “새롭고 가벼운 피스톤 덕분에 엔진 속도는 증가하고, 피스톤의 온도 부하가 낮아지며, 연소는 최적화된다”라며 “결과적으로 30마력 증가한 730마력의 최고 출력과 더욱 향상된 효율성을 발휘한다“고 강조했다. 

3D 프린팅 기술은 별도의 성형 및 주형 툴을 제작할 필요 없이, 구성 부품을 층층이 쌓아 올려 만드는 제작 원리를 기반으로 한다. 이로써 어떤 기하학적 형태도 구현 가능하며, 컴퓨터에서 직접 설계 데이터를 공급 받을 수도 있다. 적층 제조 공정은 인공지능(AI)에 의해 설계 및 최적화되는 구조물 생산에도 이상적이다. 


911 GT2 RS의 피스톤은 레이저 금속 용융(LMF) 공정을 통해 고순도 금속 분말로 제조된다. 레이저 빔은 구성 부품 윤곽에 따라 분말 표면에 열을 가하고 녹이게 된다. 포르쉐는 협력 파트너사인 말레(Mahle)와 트럼프(Trump)와 함께 공동 프로젝트를 시작했으며, 자이스(Zeiss)의 측정 기술로 구조물의 품질과 성능을 검증했다. 

포르쉐는 이미 다양한 분야에 적층 제조 공정을 적용해, 3D 프린팅 기술의 새로운 잠재력을 활용하고 있다. 지난 5월부터 3D 프린팅 바디 폼 풀 버킷 시트를 911과 718 파생 모델에서 이용하고 있으며, 시트 중앙 부분인 시트 및 등받이 쿠션을 부분적으로 3D 프린터로 생산하고 있다. 

향후 고객들은 3 단계의 견고성 레벨(하드, 미디엄, 소프트)을 직접 선택할 수 있다. 포르쉐 클래식 역시 적층 제조 공정으로 이전에는 구현할 수 없었던 플라스틱, 강철 및 합금 부품을 재생산했다. 대표적으로 포르쉐 959 클러치의 릴리즈 레버가 3D 프린터로 제작되며, 포르쉐 클래식 모델을 위해 약 20종의 재생산 부품이 적층 제조 공정으로 만들어진다. 

새로운 적층 제조 공정은 기술적, 경제적 효용성이 높고, 모터 스포츠뿐 아니라 특수 생산 및 소규모 생산에도 적합하다. 3D 프린팅은 제품 및 공정 혁신에 상당한 잠재력을 제공하고, 이를 통해 포르쉐 고객들은 더 매력적이고 개인화된 제품의 혜택을 누릴 수 있다. 



정영창 기자 jyc@automorning.com