▲ BAC가 제작한 스포츠카 BAC 모노에는 그래핀, 3D프린팅 등 혁신적인 기술이 적용돼 경량화를 실현했다.

영국에 본사를 둔 그래핀 기능화 전문기업 헤이데일(Haydale)이 탄소섬유로 제작된 상용 스포츠카에 그래핀 솔루션을 지원해 무게는 줄이면서 강도는 높이는데 성공했다.

영국 슈퍼카 제조사 브릭스 오토모티브 컴퍼니(Briggs Automotive Company)는 일반 도로 위에서 운전이 가능한 1인승 스포츠카 ‘BAC 모노(Mono)’를 최근 온라인으로 공개했다. 이 제품은 코로나19로 인해 취소된 제네바 모터쇼에서 선보일 예정이었다.

BAC 모노의 가장 큰 특징은 60mph까지 걸리는 가속이 2.7초인 성능을 가지면서 차체 무게가 단 570kg에 불과하다는 것이다. BAC는 획기적인 경량화를 위해 헤이데일, DSM, 오토데스크 등과 협업을 통해 그래핀, 3D프린팅, 혁신적인 설계기술 등을 적용했다.

BAC 모노의 차체는 탄소섬유로 만들어졌는데 BAC와 헤이데일은 탄소섬유복합재로 만든 휠하우스 등 부품을 그래핀으로 강화했다. 그래핀은 탄소섬유의 구조적 특성을 향상시켜 기계적 및 열적 성능을 개선해 차체를 더욱 강하고 가볍게 만드는 효과가 있다. 휠하우스는 엔진에서 발생하는 열을 견뎌야 하기 때문에 그래핀이 효과적이다.

그래핀은 전기전도도, 강도 등이 우수해 낚시대를 비롯해 항공기 기체, 날개 등에 사용되는 탄소섬유복합재에 적용이 확대되고 있다. 탄소섬유복합재가 사용되는 항공기 부품의 경우 전도성이 낮아 번개가 치면 손상이 잘되기 때문에 전도성 향상을 위해 구리 및 알루미늄 등 금속 메시를 사용해야하는데 무게가 무거워지는 단점이 있었다.

독자적인 저온(100도 미만)·저압·저에너지 플라즈마 공정을 기반으로 고객이 원하는 그래핀 솔루션을 공급하고 있는 헤이데일은 국립항공우주기술 탐사 프로그램(NATEP)이 지원하는 협동연구 프로젝트에 참여해 금속 메시를 대체해 경량화가 가능한 그래핀 솔루션을 공급한 바 있다. 이러한 경험을 바탕으로 자동차 분야 복합재에 적합한 고강도 그래핀 솔루션을 개발함으로써 그래핀 어플리케이션 확대에 기여할 전망이다.

지용재 헤이데일 코리아 매니저는 “그래핀을 첨가해 전도성, 강도 등이 향상된 복합재료는 이미 개발된 기술이지만 헤이데일은 독자적인 공정을 기반으로 성능을 높여 새로운 어플리케이션을 개발하고 있다”며 “앞으로도 항공우주, 자동차 등 수요기업들과 새로운 재료와 구조물을 개발하는데 협력을 아끼지 않을 것”이라고 밝혔다.

헤이데일은 국내 기업인 아이크래프트가 최근 출시한 그래핀 마스크팩 시트에 원료를 공급하는 등 한국 수요기업과의 협력을 확대하고 있으며 기타 자세한 사항은 전화(02-6007-2033) 또는 이메일(James.Ji@haydale.com)로 문의하면 된다.

한편 BAC 모노는 네덜란드 3D프린팅 기업인 DSM이 고성능 폴리머로 적층제조한 부품이 적용돼 경량화는 물론 설계 및 제조 기간이 단축됐다. BAC 모노에 적용된 3D프린팅 부품은 전면 및 후면 조명 서라운드, 미러 암 및 미러 하우징, 전면 해치 힌지, 전면 해치 래치 메커니즘, 엔진 흡입구를 포함해 40개가 넘는다.

이밖에도 BAC 모노 휠 설계에는 세계적인 소프트웨어 기업 오토데스크의 대표 설계 솔루션 ‘제너레이티브 디자인(Generative design)’이 적용됐다. 이를 통해 오토데스크는 휠 제작 방법으로 알루미늄 소재와 3축 및 5축 가공법을 채택하고, 영국 버밍엄에 위치한 오토데스크 기술 센터에서 프런트 휠을 제작했는데 휠 무게는 기존 CNC 밀링으로 제작할 때 무게인 3.42kg 보다 35% 가벼워진 2.2kg로 줄이는데 성공했다.

BAC 모노 성능은 △최고 속도 170mph △파워 332bhp △토크 400Nm △파워 대 중량비 톤당 582bhp 등이다. 가격은 16만5,950유로(한화 약 2억2,500만원) 부터다.