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현대차와 GE플라스틱스의 합작품. 카르막(QarmaQ)의 신기술들

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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)
승인 2007-04-19 15:04:07

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현대자동차와 GE플라스틱스는 지난 서울모터쇼에서 첫 크로스오버 쿠페형 자동차 카르막(QarmaQ)를 선보였다. 그리고 얼마전 GE플라스틱스는 기자간담회를 통해 카르막에 사용된 개로운 소재와 친황경성에 대한 내용을 소개했다. 카르막은 현대자동차의 첨단 기술 실연 차량(ATDV, Advanced Technology Demonstration Vehicle)으로 보행자와의 충돌에서 심각한 상해 위험을 감소시키는 혁신적인 일래스틱 프론트(Elastic Front™) 솔루션 등 30여 가지 이상의 친환경 기술을 채택하고 있다.

뤼셀스하임에 있는 현대자동차의 유럽 디자인 및 기술 연구소에서 디자인되고 GE플라스틱스과의 긴밀한 협력 하에 설계된 카르막은 30가지 이상의 주요 기술을 개발, 검증하게 되며, 이들 기술은 2008-2014 사이에 출시되는 현대자동차 신모델에 선별적으로 적용된다.

카르막은 현재 생산중인 동급 크로스오버 차량 중 가장 가볍고 튼튼하며 경제적이다. 또한 생산 및 최종 해체 시 상당한 수준의 재활용이 가능하다는 장점이 있다. 카르막은 실용적이며 현실적인 미래 자동차 산업의 가능성을 제시하고 있다. 이번 지면에서는 카르막에 사용된 다양한 최신의 친환경 기술을 자세히 살펴보도록 하겠다.

보행자 안전

보행자 안전의 중요성은 나날이 높아지고 있다. 유럽의 경우 교통 사고의 20%가 (연간 7천명) 보행자 사고와 관련 있으며, 인구가 밀집가 높은 한국은 39%에 이른다. 자동차 앞 부분 전체에 적용되어 있는 카르막의 일래스틱 프론트(Elastic Front™) 안전 시스템은 CUV에 장착된 세계 최초의 보행자 보호 솔루션이라고 할 수 있다. 3중 에너지 흡수 구조는 카르막의 미래지향적 디자인에 완벽하게 조화되었으며, 자체적으로도 에너지 흡수력을 지닌 다양한 첨단 소재의 강점을 취하고 있다. 카르막의 바디 판넬은 판넬 아래에 위치한 에너지 흡수 시스템과 함께 보행자와 CUV 차량의 충돌시 충격을 컨트롤하고 완화한다. 일래스틱 프론트(Elastic Front™) 는 EEVC WG17 Phase2, Euro NCAP, 그리고 JNCA의 보행자 충돌 안전 기준을 모두 만족시키며, 현재 최종 검증 단계에 있다.

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시대에 맞는 컨셉

현대 카르막 컨셉트카는 현대와 GE플라스틱스의 뛰어난 전문성과 앞선 엔지니어링 기술이 만나 일궈낸 결정체다. 단순한 디자인 컨셉을 넘어서는 카르막은 친환경 솔루션이 안전, 디자인, 기능성을 향상시키면서 동시에 훌륭하게 조화될 수 있다는 사실을 보여준다.

GE플라스틱스 자동차 사업부의 그레고리 아담스(Gregory A. Adams) 부사장 겸 본부장은, “GE플라스틱스는 더욱 친환경적이고, 가벼우며, 세련된 디자인을 갖춘 솔루션을 공급하여, 고객들이 더욱 환경 친화적인 자동차를 생산하는데 기여하기 위해 최선을 다하고 있다. 우리는 현대와 함께 일하게 되어 매우 기쁘며, 이번 협력을 통해 현대가 더욱 친환경적이면서도 안전하고 세련된 고성능의 신형 CUV를 개발하는데 도움을 주었다”고 말했다.

크로스오버 쿠페형 차량 ‘카르막’의 이름은 흙, 고래 수염 및 동물 가죽으로 지어진 이뉴잇족(inuit)의 전통 가옥에서 유래됐다. 카르막은 이뉴잇족의 집과 마찬가지로 건축 방식과 소재에 있어서 기존의 틀을 벗어난다. 아울러 이뉴잇 족의 가옥 구조와 같이 뛰어난 강도, 내구성, 안전성을 자랑한다.

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카르막은 첨단 디자인 및 설계 기술, 그리고 GE의 소재 기술 강점을 통해 필수적이지만 쉽지 않은 보행자 안전 및 환경 관련 법률 요건을 만족시킬 수 있다는 점을 보여준다.

카르막이 크로스오버 쿠페형 차량으로 개발됐다는 사실은 현대가 얼마나 디자인 혁신에 전력을 기울이고 있는지를 보여준다. 현대는 이미 산타페, 투싼 그리고 베라크루즈와 같은 혁신적인 자동차를 시장에 선보인 바 있다.

이러한 2+2 차량은 역사상 가장 부유하고 자유로우며 자녀들이 모두 독립한 ‘베이비붐’ 세대를 타겟으로 하고 있다. 이 주요 소비층은 이제 막 본격적인 소비 활동을 시작하였으며 지금까지의 노동의 대가를 물질적인 것이 아닌 경험을 추구하는데 사용하고자 한다. 카르막은 쿠페형 자동차의 승차감과 함께 다양한 도로 지형에 적합한 CUV의 강점을 결합하여 타겟 소비자들이 손쉽게 아웃도어 활동을 즐길 수 있도록 해준다.

디자인의 자율성

GE플라스틱스와의 공동 프로젝트인 카르막은 디자이너들에게 표현의 자유를 확대하여 철이나 유리 등을 사용한 기존 생산 방식으로는 불가능했던 복합적인3차원 디자인을 가능케 했다.

유럽 현대차의 토마스 뷔르크레(Thomas Bürkle) 수석 디자이너는 “강력한 디자인 프로파일과 특성은 한편으로는 다이나믹하고 조형학적이면서 세련된 스포티함을 갖추었으며, 다른 한편으로는 부드럽고 우아한 외관을 조화해내고 있다”고 말한다.

“게다가 다양한 특성을 갖춘 GE의 소재를 활용하고 있어 안전 관련 법규를 충족시키는데 전혀 어려움이 없었다. 그 결과, 내외부적으로 완벽히 안정적이고 조화로운 디자인이 탄생했다”고 덧붙였다.

카르막은 하부 차체와 상부 유리 캐빈을 결합시키는 기존의 디자인에서 벗어나 GE의 렉산(Lexan™) 폴리카보네이트 수지를 파노라마식 글레이징으로 처리한다. 이 부분은 앞 바퀴와 뒷바퀴 사이의 두 ‘근육’ 부분에 해당한다. C-모양의 사이드 윈도우는 새로운 글레이징 기술을 보여주는 대표적 디자인으로 헬리콥터와 같이 넓은 하향 시야를 가능하게 한다.

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유연한 라인의 자동차 외장

자동차 외장 표면은 특수 글레이즈 처리되어 내부 인테리어 디자인과 자연스럽게 조화를 이룬다. 견고한 자동차 바디와 투명 글레이즈 처리 표면의 독특한 대조(unique division)는 탑승자와 보행자 모두의 관점에서 신선하다.

자동차 외부 윤곽과 라인의 유동성은 움직임이 잠시 멈춘듯한 인상을 준다. 이러한 요소는 내부 디자인에도 반영돼 내외부의 인식적인 경계가 섞이고 융합하여 전체 디자인의 통합과 조화를 이뤄낸다.

카르막은 허리선이 높거나 창문 폭이 좁진 않으나 (기존 자동차에서 탑승자에게 보호받는 느낌을 주는 디자인), 외관 디자인은 위엄 있으며 탑승자로 하여금 보호 받는 느낌을 갖도록 한다.

GE플라스틱스 글로벌 마켓팅팀의 로버트 버터필드(Robert Butterfield) 이사는 “카르막의 외장 디자인은 위엄 있으며, 탑승자로 하여금 보호 받는 느낌을 갖도록 한다. 새로운 글레이징 기술로 만든 선루프의 트윈 지붕은 독특한 디자인으로 뒷자석 탑승자에게 더 넓은 공간을 제공한다”고 말했다.

카르막 자동차의 랩어라운드 윈드스크린과 길게 늘어뜨린 보닛은 드라마틱하고 고전적인 비율에 가깝게 구성되어 스포티한 느낌을 준다. 아울러, 외관의 짙은 색상 부분과 옅은 부분이 대조적으로 어우러져 오프로드 주행 본능을 강조한다.

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내장

가족 구성원의 축소와 새로운 고객 선호도를 반영하여 제작된 카르막은 4명의 탑승자에게 최상의 편안함을 제공하도록 디자인되었다. 신소재 및 신기술로 자칫 서로 충돌할 수 있는 부분들을 융합하여 보다 유동적이고 통일성 있는 인테리어를 완성했다.

카르막은 스포티한 자동차 외장에서도 알 수 있듯이 운전자 중심의 자동차이다. 카르막의 독특한 내장 구조 중 운전석은 활동적이면서도 운전자를 보호하도록 격리되었다. 이로 인해 운전자는 감각적이면서 즐거운 승차감을 만끽할 수 있다.

내장 디자인의 가장 큰 목표는 탑승자를 위해 실용적이고 인터액티브한 공간을 개발하는 것이었다. 운전자를 위한 공간인 운전석은 유기적인 디자인으로 기능성이 뛰어나며, 즐겁고 매력적인 운전 체험을 제공한다. 이러한 운전 체험을 위해 다음과 같은 기능들이 있다.

● 숨겨진 터치 센서가 있는 매끄러운 표면
● 운전자를 감싸는 섬세한 조명으로 빛나고 진동하는 “유동적인” 구성 요소

차량 내장은 다음과 같은 다양한 기술, 성능 및 외관을 갖추고 있다.

● 세라믹 소재를 통해 빛나는 루미네이션사(Lumination,LLC*)의 LED 조명
● 가죽주변에 실리콘을 입혀 촉각적 시각적 효과 제공

인테리어의 색감은 평온함과 넓은 공간을 강조하며, 동시에 승객의 승차감을 높이는데 기여한다. 다양한 성능, 구조 및 색감은 차량의 활동적인 외형과 강한 존재감에 세련미를 더한다. 알루미늄으로 만든 기능적인 부품들은 기술적인 면을 강조하며, 그와 대비되는 차량 내부 디자인의 부드러움을 돋보이게 한다.

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편안함과 안전을 위한 신소재 및 새로운 접근

기존의 복합재료 기술은 비용이 너무 많이 들고 항공우주산업이나 경주용 자동차 업계 외에는 적용하기 어려운 것으로 여겨져 왔다. 그러나 카르막은 꼭 그렇지만은 않다는 것을 보여준다.

카르막은 GE의 랩어라운드 렉산 윈드스크린 (wrap-around GE Lexan™ windscreen)과 GE폴리카보네이트 글레이징 소재를 대폭 사용하여 유리에 비해 무게를 50%까지 줄이는 한편 평면 유리보다 더 모험적인 디자인을 가능케 했다. 엑사텍(ExatecTM) 에 의해 개발된 이 글레이징은 렉산에 얇은 보호막을 추가하는 독특한 기술을 통해 내스크레치성과 내후성을 향상시킨다.

또한, 카르막에는 렉산으로 된 작동 가능한 측면 곡선 글레이징이 새로이 선보인다. 고성능 애플리케이션이 가능하며, 충돌에 대한 저항력 및 기타 성능을 통해 운전자 및 보행자 안전을 향상시킬 수 있다.

투명한 부분 전체에 적용한 엑사텍(ExatecTM) 적외선 코팅은 열을 반사하여 차량 내부를 시원하게 유지하며, 적외선 에어컨 연료 효율성을 높인다. 조명은 무드 일루미네이션 (mood illumination)을 실제 소재에 적용하여 독특한 내부 분위기를 연출한다. 또한 엑사텍 적외선 코팅을 통해 납작하고 완전히 통합된 프랙탈 라디오 안테나를 지붕 내에 안착했다.

카르막의 또 다른 특성은 처음부터 대형 단일 사출 성형품으로 디자인된 앞쪽 휀더에 있다. 이러한 전방 휀더, 변형이 가능한 보닛 및 정밀한 범퍼 몰딩은 모두 보행자 충돌 안전을 위한 장치이다. 아울러, 정밀한 소재와 제조 기술은 차량 정면 디자인에 복합적인 구조의 헤드라이트를 반영하는데 주요한 역할을 했다.

한편, 테일게이트는 획기적으로 글레이징 및 미등 부품 등에 다양한 소재를 사용하여 하나의 연결된 컴포넌트 구조를 형성한다. 이는 차체의 구조적 내구성을 향상시키는 한편 차량 조립을 간소화하며 차량 무게를 줄이는데 기여한다.

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다른 주요 안전 장치로는 후진하거나 추월할 때 백미러의 사각지대에 있는 차량을 감지하고 운전자를 청각적으로나 시각적으로 주의시키는 센서가 있다.


미래 지향적인 친환경성

카르막은 첨단 소재의 광범위한 사용으로 기존 소재로 제작한 비슷한 크기의 차량보다 60kg 더 가볍다.

카르막을 감사한 뉴욕의 환경 컨설팅 회사인 그린오더(GreenOrder)는 카르막이 60kg 가벼워지면서 연간 디젤 사용 및 연간 온실 가스 배출량을 각각 80리터와 20kg 낮출 수 있을 것으로 추정하였다. 2006년 EU (EU-15)에 새로 가입한 차량이 이와 같이 연료 사용량를 줄였다면 연간 740만 배럴의 디젤 연료, 또는 EU에 등록한 전 차량이 3일 동안 사용할 수 있는 디젤 양을 절약할 수 있었을 것이다.

결과적으로는 310만 톤의 이산화탄소가 덜 배출되어 온실 가스 감축 효과도 있다. 그린오더의 공동경영자인 조셉 말카운(Joseph Malcoun) 에 의하면 첨단 소재 기술은 차세대 승용 차량의 연료 효율성에 막대한 영향을 미칠 것으로 예상했다. 또한 그는 “연료 효율성이 높은 차량에 대한 소비자 욕구가 높아지면서 첨단 소재 사용이 우리가 운전하는 차량의 온실 가스 발자국을 지우는데 더 큰 역할을 할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

바디 판넬의 HPPC 부품은 부품 무게를 부품 당 50% 까지 현저히 줄여줌과 동시에 강철과 같은 강성을 갖출 수 있게 해준다. 이러한 가벼운 클래딩(cladding)으로 높은 연료 효율성 및 향상된 무게 대비 동력 비율(power-to-weight ratio)이 가능하며, HPPC의 에너지 흡수력은 일래스틱 프론트 안전 시스템에 기여한다.

카르막의 바디 판넬은 GE의 에코메지네이션(EcomaginationTM) 이니셔티브의 일환으로 개발된 친환경 플라스틱 제노이 아이큐(Xenoy iQTM)와 발록스 아이큐(Valox iQTM)를 사용하여 심각한 환경 관련 문제를 해결한다. 이는 에너지 절약, 온실 가스 배출량 감소와 플라스틱 페트병 등의 재생 및 상향식 재활용 (up-cycling) 등이다. 카르막은 쓰레기로 매립 처리되었을 페트병 900개를 재활용하고 있다.

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카르막 디자인이 자랑하는 또 다른 친환경적 요소는 렉산 필름을 이용한 비주얼에프엑스(VisualfxTM) 수지와 같은 GE 페인트 대체 기술의 사용으로, 유독한 온실 가스를 방출하는 페인트 작업을 없앤 것이다.

PVC 의존도를 줄이기 위해서는 전선 및 케이블 코팅에 GE의 노릴 (NorylTM) 수지 기술을 사용하였다. 노릴은 PVC를 대체하는 아주 얇은 코팅으로 케이블 무게를 25% 까지 줄일 수 있다.


GE플라스틱스 소개
GE플라스틱스는 전세계의 자동차, 의료기기, 가전제품, 운송, 기능성 포장재, 건설, 통신, 광학/미디어 등 다양한 업계의 어플리케이션에 적용되는 고기능성 엔지니어링 플라스틱 수지를 공급하고 있다. GE플라스틱스는 폴리카보네이트, ABS, SAN, ASA, PPE, PC/ABS, PBT, PEI 수지 와 고성능 컴파운드 LNP* 제품을 생산하고 있으며, GE플라스틱스의 특수필름 및 쉬트 사업부문은 전세계적으로 수천가지 용도에 적용되는 고성능 Lexan 시트 및 필름까지 공급한다. GE플라스틱스의 자동차 부문은 오랜 경험을 바탕으로 바디 판넬 및 유리, 언더후드 , 컴포넌트, 구조 및 내장, 그리고 조명 등 5가지 주요 자동차 부품에 적용할 수 있는 플라스틱 솔루션을 제공하고 있다. GE는 올림픽 글로벌 파트너로서 성공적인 경기를 위해 없어서는 안 될 광범위한 분야의 혁신적 제품 및 서비스를 독점적으로 제공하고 있다.
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