3D 프린터로 만드는 하이퍼카, CZINGER 21C
2020-04-21  |   15,506 읽음

3D 프린터로 만드는 하이퍼카

CZINGER 21C


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변화는 의외의 부분에서 시작되기도 한다. 미국 신생 브랜드 징어는 3D 프린터를 적극 활용해 자동차 생산 공정에 혁신을 일으키려 한다. 알루미늄등 금속재료로 입체적으로 성형하는 3D 프린터로 섀시와 서스펜션 등 주요 부품을 제작한다. 시트는 탠덤 2인승. 미드십에 자리 잡은 V8 2.9L 트윈터보 엔진과 앞바퀴 구동 모터가 1,250마력의 강력한 성능을 만들어 낸다.


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캐빈 징어는 누구보다도 이번 제네바 모터쇼를 기다렸던 사람 중 하나다. 그는 10여 년 전캘리포니아에서 문을 연 코다 오토모티브의 공동창업자다. 하지만 중국차를 개조한 그들의 전기차는 성능이 애매하고 매력도 없었다. 코다가 파산한 후 징어는 다이버전트 테크놀로지를 세워 새로운 도전을 이어갔다. 이번에는 전기차가 아니라 3D 프린팅 기술을 활용한 수퍼카였다.


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경주차처럼 폭이 좁은 실내. 사진은 라이트웨이트 버전으로 스티어링 휠 디자인이 기본형과 다르다


블레이드라는 이름의 프로토타입은 자동차 제조 방법에 대한 새로운 가능성을 보여주었다. 자신의 이름을 딴 브랜드 징어(Czinger)를 만들고 첫 양산 모델이자 하이브리드 하이퍼카인 21C를 올해 제네바 모터쇼에서 발표할 계획이었다. 하지만전 세계를 덮친 코로나 사태로 인해 모터쇼는 갑작스레 취소되었다. 그래도 인터넷 덕분에 캐빈 징어는 자신의 작품을 전 세계에 실시간으로 소개할수 있었다. 혁신적인 시대에 어울리는 혁신적인 자동차였다.


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이런 복잡한 형태의 알루미늄 파츠도 3D 프린터라면 OK다


3D 프린터가 불러 온 변화

징어는 순수 미국산 하이퍼카로 독특한 외관과 놀라운 성능을 지녔다. 하지만 가장 놀라운 점은 생산방식이다. 자동차는 수많은 부품으로 이루어지고 일정 규모 이상의 생산시설과 설비를 필요로 한다. 대량생산 차일수록 그런 경향은 강하다. 징어는 이 과정에 3D 프린터를 적극적으로 도입했다. 캘리포니아에 다이버전트라는 회사를 세운 캐빈 징어는 2016년 프로토타입을 공개했다.


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카본-세라믹 브레이크 디스크를 품고 있다


엔진 등 몇 가지 변화는 있었지만 전반적인 디자인과 레이아웃에서 21C의 모체가 된 모델이다. 가장 중요한 부분은 3D 프린트를 활용한 설계와 생산방식에 있다. SF 영화처럼 도면을 넣으면 자동차가 완제품으로 나오는 것은 아니지만 일부 부품을 3D 프린팅 하는 것만으로도 생산 공정은 대폭 단순화된다. 예를 들어 수퍼카에서 뼈대로 사용하는 카본 섀시는 실제 크기의 모형 틀에 카본 섬유를 재단해 모양을 잡고, 오토클레이브라는 장비로 가압가열 처리과정을 거쳐 만든다. 


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라이트웨이트와 트랙 버전에는 고정식 리어윙이 추가된다


반면 징어 21C는 3D 프린트된 알루미늄 조인트와 카본 파이프, 카본 패널을 조립하는 방식이다. 파이프와 패널은 규격화된 제품을 절단해 사용하기 때문에 제작 난이도와 시간이 대폭 줄어든다. 그러면서도 충분한 강성과 경량화를 달성했다. 프로토타입인 블레이트의 섀시 무게는 46kg에 불과했다. 요즘에는 플라스틱뿐 아니라 금속도 가능하기 때문에 서스펜션 암, 앞뒤 충격 흡수 구조를 만드는데도 적극 활용했다. 대량생산을 감당할 만큼 빠르지는 않아도 복잡한 부품을 소량생산 하는 데뛰어나다. 게다가 언제든 다시 만들 수 있어 부품 재고에 대한 부담이나 환경 측면에서도 유리하다. 징어의 공장은 정교한 로봇팔까지 갖추고 있어 생산 효율을 대폭 끌어올렸다.


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서스펜션암 등 일부 부품을 3D 프린트하는 것만으로 생산 공정이 크게 단순화된다


탠덤 2인승 미드십 레이아웃

21C의 패키징은 운전석을 차체 중앙에 두고 뒤에 작은 시트를 더한 탠덤 2인승 미드십이다. 미드십 탠덤 2인승이라면 폭스바겐의 디젤 하이브리드 컨셉트카 L1과 야마하의 수퍼카 프로젝트 OX99-11이 떠오른다. 하지만 이들 모두 양산되지 않았다.


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미드십 엔진에 탠텀 2인승이라는 변칙적인 레이아웃


엔진 앞에 2열 시트를 배치한 다소 변칙적인 구성 때문에 운전석을 최대한 앞으로 밀어야 했다. 대신 캐빈 폭이 르망 경주차보다도 좁아 거의 전투기 캐노피를 연상시킨다. 경량과 트랙버전의 경우 뒤쪽에 거대한 리어윙을 더하고 앞쪽 좌우와 아래에 에어 스플리터를 추가해 강력한 다운포스를 확보했다. 운전석이 중앙에 있어 차폭이 필요 이상 넓을 필요가 없다. 여기에 급경사 진 짧은 노즈, 세로로 긴 헤드램프가 독특한 인상을 만들어 낸다. 캐빈이 좁은 만큼 펜더가 극단적으로 두드러진다는 점도 눈에 띈다. 이래저래 평범하지 않은 외모다. 


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3D 프린터와 로봇팔 등 완전히 새로운 방식으로 완성된다


실내는 카본과 금속을 그대로 드러냈다. 위아래 평평한 스티어링 휠 뒤로 디지털 계기판을 배치하고 왼쪽에는 터치 모니터를 두었다. 여기에서 드라이브 모드(트랙/스포츠/투어/웨트/ 에코)와 공조장치, 파워 윈도 조정은 물론 다양한 데이터를 확인한다. 운전석 등받이 뒤에는 후방 승객을 위한 작은 모니터도 달았다. 기본형은 스티어링과 도어, 시트, 바닥에 알칸타라를 사용했다.


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뒷좌석을 위한 전용 가방


경량 버전은 스티어링 휠 디자인이 다르고 운전석에만 특수 입체 가공한 알칸타라를 입혔다. 도어는 버터플라이 타입으로 2열 승객을 위해 길게 만들었다. 이토록 독특한 패키징의 결과 공력 성능과 경량화, 고성능을 얻었지만 화물공간까지 챙길 수는 없었다. 이 문제는 지붕에 흡판으로 홀더를 고정하고, 끈으로 사이클이나 서핑 보드를 고정해 해소했다. 물론 동승자가 없다면 뒷좌석도 훌륭한 트렁크가 된다. 전용 가방도 있다.


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독자 개발한 V8 2.9L 트윈터보 엔진과 모터를 함께 사용한다


1,250마력 하이브리드 구동계

엔진은 블레이드에서 얹었던 미쓰비시가 아니라 완전히 새로운 V8이다. 직접 개발한 뱅크각 80°의 V8 2.88L 트윈터보는 다양한 연료 사용(Flex-fuel)이 가능하다. 보어×스트로크 84×65mm의 숏스트로크 타입으로 11000rpm까지 회전하며 최고출력 950마력에 최대토크는 76kg·m. 앞바퀴 모터와 힘을 합하면 시스템 출력은 1,250마력에 이른다. 


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이름처럼 21세기에 어울리는 차다


차체 무게가 1,250kg이라 마력:하중이 1:1에 불과해 0→시속 100km 가속 1.9초, 시속 300km까지 15초, 시속 400km까지는 29초밖에 걸리지 않는다. 쿼터 마일은 8.1초다. 엔진 뒤에 가로로 배치되는 7단 시퀸셜 기어박스는 유압 액추에이터로 제어되는 다판 클러치를 통해 동력을 전한다.


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극단적으로 좁은 캐빈이 전투기를 연상시킨다


징어 21C는 80대가 생산되며 기본형 외에 경량 버전과 트랙 전용 모델이 가능하다. 21C 라이트웨이트는 차중이 1,218kg으로 줄고 트랙 버전은 다시 1,165kg까지 감량된다. 다운포스는 기본형이 시속 250km에서 250kg. 대형 윙이 더해지는 라이트웨이트와 트랙 버전은 790kg을 낸다. 대신 최고시속은 430km에서 380km로 낮아진다.


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윙이 추가되는 라이트웨이트 버전은 시속 250km에서 790kg의 다운포스를 낸다 


캐빈 징어가 제시하는 새로운 자동차 만들기

20세기 초 핸리 포드는 컨베이어 벨트를 사용해 자동차 대량생산의 길을 제시했다. 110년이 흐른 오늘날 캐빈 징어는 공장이나 거대한 설비 없이도 자동차 개발과 제조가 가능함을 보여주고 있다. 그는 발표 행사를 통해 “우리는 하이퍼카만을 만들지는 않는다. 고성능차 업체(performance vehicle brand)다”라고 밝혔다. 굳이 하이퍼카만 고집하지 않고 다양한 차종을 만들겠다는 뜻이며 실제 그들의 제조방식은 폭넓은 차종에 대응한다.


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프로토타입 블레이드를 소개하는 캐빈 징어


최근 미국의 자동차 산업은 내리막길을 걸었지만 그사이 실리콘밸리가 전기차 시대의 새로운 메카로 떠올랐다. 이제 완전히 다른 영역에서 새로운 혁신이 시작되려 한다. 과연 캐빈 징어는 21세기의 핸리 포드가 될 수 있을까?


74e723ed3822b2083ccc2dbc82bc9fcb_1584331995_5924.jpg 이수진 편집장 사진 징어


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