[한국에너지] 고기능성 폴리아미드 솔루션 업계를 선도하는 솔베이 엔지니어링 플라스틱스는 플라스틱으로만 만들어진 초경량 자동차 엔진인 폴리모터2에 선택적 레이저 소결 방식으로 제조한 3D프린팅 플리넘 체임버가 사용될 것이라고 밝혔다. 이 플리넘 체임버는 40%의 글라스비드(glass bead) 보강으로 치수 안정성이 더욱 강화된 솔베이 EP의 신터라인 테크닐 폴리아미드 6 파우더가 적용됐다. 솔베이EP는 혁신 기술을 선도하는 자동차 엔지니어로 유명한 마티 홀츠버그 컴포지트캐스팅스(Composite Castings LLC) 대표가 진두지휘하고, 2016년 시험 경주를 위해 차세대 플라스틱 자동차 엔진의 디자인과 생산에 박차를 가하고 있는 ‘폴리모터 2’ 플라스틱 자동차 엔진 프로젝트의 대표 소재 부품 후원사이다. 홀츠버그 대표는 “1980년대 처음 플라스틱 자동차 엔진 개발이 시작되었을 때와 같이 폴리모터2는 현재까지 개발된 선도적인 폴리머 기술의 적용을 비롯해 자동차 성능과 생산 혁신 가능성 일체를 구현하고 있다”고 말했다. 홀츠버그 대표는 “폴리모터 2의 플리넘은 초기 엔진 모델과 동일한 일반 사출 성형 디자인 컨셉을 가지고 있지만 신터라인테크닐 PA6 기술을 기반으로 3D 프린터로 제작된 플라스틱 자동차 엔진은 시험 경주의 혹독한 조건을 견딜 수 있을 정도의 견고함을 증명해 냈다”고 덧붙였다. 솔베이 EP의 탁월한 기술력을 자랑하는 테크닐 폴리아미드와 동일한 화학 조성을 기반으로 만들어진 신터라인테크닐 PA6는 기존의 일반 사출 성형 부품에 3D프린팅 기법이 효과적으로 적용될 수 있도록 설계됐다. 레이저 소결과 함께 3D프린팅은 프로토타입 금형 제작에 드는 비용과 시간을 단축해 신속하게 기능성 부품으로의 생산을 할 수 있다. 레이져 소결방식은 고정밀 레이저 스캐너에서 나오는 에너지를 신터라인테크닐 PA6에 조사해 기계적, 열적 특성이 강화된 3차원 고기능 완제품이 될 때까지 층층이 쌓아 올리며 모양을 형성한다. 이 부품들은 연속적인 층을 형성하며 성형되기 때문에 레이저 소결은 내부 기능이 통합된 구성 부품들을 신속하게 생산할 수 있다. 도미니끄 지아노타 솔베이EP의 신터라인 프로젝트 담당 책임자는 “신터라인 소재는 선택적 레이저 소결을 위해 특별히 제작된 최초의 PA6 파우더로서 3D 프린팅 기술을 한걸음 더 발전시켜 기존 사출 성형된 나일론 컴파운드에 버금갈 정도의 성능 강화는 물론 최첨단 설계를 가능케 했다.”라고 말하며 “이번 폴리모터2의 첨단 소재 기술의 평가와 입증은 솔베이 EP의 기술 혁신 실현을 위한 반석이 되고 있으며 자동차 설계를 비롯하여 경쟁 부문에서 풀어야 할 새로운 과제들을 해결하는데 가능성을 제시하고 있다.”고 덧붙였다. 자동차 플리넘은 엔진 입구와 실린더 사이의 공기 흐름을 균등하게 분배해주는 압축된 체임버에 해당한다. 폴리모터 2 엔진의 플리넘은 기존의 양산 중인 자동차에 적용된 2-3mm 내벽 두께의 나일론 소재로 사출 성형된 부품과 동일한 2-4bar까지 견딜 수 있는 내압 특성을 지니고 있다. 신터라인테크닐로 성형된 부품은 발산온도가 섭씨121°까지 이르는 기존의 금속 터보차져가 장착된 엔진에서도 안정적인 성능을 발휘할 수 있게끔 설계되었다. 그러나 폴리모터 2의 플리넘은 해당 엔진의 대부분이 플라스틱 성분으로 구성되어 열 전도가 낮기 때문에 사용 가능 온도가 섭씨66°C~ 93°C사이로서 상당히 낮은 수준이다. 폴리모터 2 프로젝트는 오늘날 표준 생산 엔진과 비교하여 약 41kg정도 가벼운 63~67kg으로 전체 부품이 플라스틱 소재로 구성된, 실린더 4개가 장착된 DOHC엔진 생산을 목표로 하고 있다. 플리넘 기술 적용과 더불어 홀츠버그 회장이 주도하는 이 혁신적인 프로그램은 솔베이의 첨단 소재 기술을 기반으로 추가로 최대 10가지의 엔진 부품 개발 계획을 가지고 있다.
