독일 도마겐 화학단지에 위치한 랑세스 '엔지니어링플라스틱연구소'에선 차량용 경량화 플라스틱을 실험하는 연구가 한창이다. 연구소가 자리잡은 도마겐 화학단지는 독일 중서부 대도시 쾰른에서 26㎞ 떨어진 곳이다. 바이엘, 케미라, 이네오스, 린데, 아사히 카세이, 니폰 가스 등 글로벌 화학기업이 집결해 있다. 랑세스는 이곳에서 경량화된 친환경 자동차용 플라스틱 소재 개발을 선도하고 있다. 핵심 제품은 '듀레탄' '포칸' '테펙스' 고성능 플라스틱 3종이다.
팀 아핑 랑세스 엔지니어링플라스틱사업부 마케팅총괄은 “자동차 산업이 이산화탄소 감축 목표를 달성할 수 있는 가장 간단한 방법은 자동차를 '다이어트'시키는 것”이라며 “랑세스의 제품이 이를 실현하고 있다”고 설명했다. 자동차 무게를 줄이면 결과적으로 휘발유나 디젤 엔진 차량이나 전기차 연료 소비를 줄일 수 있다는 것이다.
랑세스 제품 3종은 금속을 대체한 플라스틱으로 이미 많은 차종의 엔진 마운팅, 시트 부품, 연료 주유구 덮개나 자동차 도어핸들과 같은 차체 및 내장재 등에 적용되고 있다.
유럽위원회는 이산화탄소 배출 감축 목표치를 강화해 내년부터 모든 신규 자동차는 1㎞ 운행 시 배출하는 이산화탄소를 95g 이내로 맞춰야 한다.
랑세스 관계자는 “자동차 무게를 100㎏ 줄이면 주행거리 100㎞당 연료 0.5ℓ를 절약할 수 있다”고 설명했다.
전기차 등 미래형 자동차도 예외는 아니다. 그는 “현재 취할 수 있는 선택은 비용 부담이 크더라도 대용량 배터리를 장착하거나 안정적이면서 가벼운 플라스틱 부품을 사용해 자동차 무게를 줄이는 방법이 있다”고 제시했다.
랑세스의 플라스틱은 금속이나 알루미늄보다 가볍고 금속 등 다른 소재와 결합에도 강점이 있다. 도마겐 연구소에서 적용중인 이 회사 하이브리드 결합 기술 덕분이다. 자동차 앞 뒷단에 장착한 금속을 플라스틱과 하이브리드 기술로 결합해 대체하면 당초 설계 부품보다 약 40% 가벼워진다는 게 연구소 측 설명이다. 플라스틱 소재에 유리섬유나 탄소섬유를 보강한 테펙스 기술을 함께 적용하면 무게는 훨씬 더 줄일 수 있다.
랑세스는 금속과 플라스틱 소재를 결합한 다양한 제품을 시연했다. 실제 이를 구현할 수 있는 공기를 주입해 균일한 두께로 원하는 물질로 가공하는 '블로 몰딩' 공법, 열이나 충격반응을 고려한 '하이 엔트' 제조 공법을 선보였다. 성형 부품에 적절한 플라스틱 소재를 제안하고 주요 하중 케이스를 결정할 수 있도록 소재 특성 자료를 제공하고 생산 공정 등을 시뮬레이션 해 고객사에 제공하는 것이다.
랑세스는 소재 물질 개발에 인공지능(AI)을 적용해 새로운 물성을 찾는 데도 나섰다.
올해 초부터 미국 시트린 인포매틱스와 협력해 고성능 플라스틱 생산에 AI를 접목하는 파일럿 프로젝트에 착수했다. 고성능 플라스틱 물성을 보강하기 위해 유리섬유를 배합할 때 강력하게 배합되도록 사이징제를 투입할 때 변수를 예측하는 데 활용한다. 수십억개가 넘는 조합 가운데 적합한 조건을 찾는 작업이다.
랑세스는 그간 쌓아온 빅데이터에 AI 알고리즘을 적용하면 개발기간을 50% 이상 줄일 것으로 전망한다.
허버트 핑크 랑세스 부회장은 “프로젝트에 투입된 AI가 조만간 좋은 결과를 가져올 것”이라며 “이는 미래 자동차 시장에도 큰 변화를 가져올 것”이라고 강조했다.
도마겐(독일)=
이경민기자 kmlee@etnews.com
