[ 강현우 기자 ]
최근 자동차업체들은 신차를 내놓을 때마다 ‘차체 강성’을 강조한다. ‘차체가 단단하다’고 하면 대개 안전성을 떠올린다. 차체 강성은 주행 성능에도 직접적 영향을 미친다. 예컨대 서스펜션의 부담이 줄어든다. 차체 진동이나 비틀림을 흡수하는 부담에서 벗어나 승차감에 집중할 수 있다. 같은 이유로 핸들링도 한층 정교하게 다듬을 수 있다.
차체 강성은 차체 경량화를 달성하는 수단이기도 하다. 렉서스 ES(사진)는 2012년 지금의 6세대로 진화하면서 차체 강성을 크게 높였다. 방법은 크게 두 가지였다. 첫째는 소재다. 초고장력 강판과 알루미늄을 적극 활용했다. 두 번째는 철판을 짝짓는 방식이다. ‘레이저 스크루’ 용접으로 기존 점찍기식 용접의 빈틈을 메웠고, 접착제 적용 범위도 넓혔다.
렉서스는 ES 차체에 부위별로 440~1620메가파스칼(MPa·1MPa은 1㎠의 넓이에 10㎏의 하중을 견딜 수 있는 강도)의 초고장력·고장력 강판을 썼다. 일반 자동차 강판(300MPa 내외)보다 단단하면서도 가벼운 소재다.
차 바닥엔 바둑판 助瑛막? 엔진룸과 트렁크에는 V자 모양으로 강철 빔을 겹겹이 짜 넣었다. 용접점도 앞문 주위는 이전 78개에서 93개로, 뒷문은 66개에서 92개로 늘렸다. 이 정도면 양산차를 경주차로 개조한 수준이라는 게 회사 측 설명이다.
일반적 점찍기식 용접은 접점을 통해 두 가지 다른 철판을 이어붙이는 방식이다. 렉서스 ES에 쓴 구조용 접착제는 선으로 붙이는 방식이다. 점과 점 사이에 비는 공간이 없어 한층 단단히 밀착시킬 수 있다. 그만큼 진동이나 비틀림에 강하다.
시장조사업체 IHS에 따르면 자동차용 접착제 시장은 2017년 8억5200만달러 규모로 성장할 것으로 예상된다.
렉서스는 자동차업계 최초로 레이저 용접을 도입했다. 차체 강성을 높여 다이내믹한 성능을 부각시키기 위한 전략이었다. 기존 점찍기 용접은 용접점에 강한 전류를 흘려 고열을 발생시키는 아크방전을 이용한다. 공장 관련 영상에서 흔히 볼 수 있는 풍경이다.
아크방전은 고열 때문에 때론 철판 용접점이 녹으면서 변형되는 단점이 있다. 가열해서 녹인 뒤 붙이는 방식이어서 시간도 2~3초 걸린다.
렉서스는 ‘레이저 스크루 웰딩(LSW)’이라는 레이저 용접을 고안했다. 용접점에 레이저를 쏘는 방식이다. 용접점만 정교하게 조준해 쏘기 때문에 변형이 적고, 용접 시간도 1초가 걸리지 않는다. 특히 서너 장의 강판을 붙일 때 효과적이다. 강철끼리는 물론 알루미늄 패널끼리 붙일 때도 효과적이다.
기존 용접은 철판을 양쪽에서 집게처럼 집어줘야 했다. 양극에 전류를 흘려 열을 내기 때문이다. LSW는 그냥 레이저를 쏘면 된다. 따라서 차체에 붙어 있어 기존 방식으로 불가능한 부위까지 용접할 수 있다. 렉서스는 아크 용접을 기본으로 하되 강성 확보가 필요한 부위에 LSW를 쓴다. 기존 용접점 사이를 LSW로 촘촘히 잡아주는 식이다.
렉서스가 LSW를 적극 도입한 이유는 또 있다. 생산 공정의 패러다임을 바꿀 수 있기 때문이다. LSW를 쓰면 소요시간이 훨씬 줄어들 뿐 아니라 차체 제작 라인 길이를 40%가량 줄일 수 있다. 제작 공정에서 나오는 이산화탄소도 절반으로 줄어든다.
이런 노력 덕분에 강성이 높아진 ES의 운전감각도 이전 5세대와 확연히 달라졌다. 더 선명히 움직이고 민첩하게 반응한다. 차로를 바꿀 때의 움직임도 더 단호하다. 차를 확실하게 통제하고 있다는 느낌을 받을 정도다.
강현우 기자 hkang@hankyung.com
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