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BMW, 레이저 에칭 기법 이용한 무도장 플라스틱 차체 패널 개발

  • 작성일

    2024-02-07
  • 조회수

    652

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주차장에서 범퍼가 긁히더라도 값비싼 도장 보수가 필요하지 않을 것이다.

                    

 

BMW가 무도장 플라스틱 소재로 만든 외장 트림 패널에 레이저를 이용해 여러 텍스처 효과를 넣는 새로운 기술에 관한 특허를 신청했다. 이러한 기술은 트림의 견고함과 환경 친화성을 높이고 손상이 훨씬 적게 보여 돌에 의한 손상이나 스크래치가 발생해도 높은 도장 수리 비용을 부담할 필요가 없어진다. BMW 《7 Series》 등 하이엔드 모델의 도장 옵션 비용이 매우 높기 때문에 이러한 가능성을 모색하는 것도 일리가 있다.

<CarBuzz>가 독일특허청(DPMA)에서 발견한 이 특허는 플라스틱 차체 패널의 일반적인 도장 방법을 설명하며 이러한 도장 공정의 비용이 높은데다 탄소 발자국 증가에도 일조한다고 언급한다. 일부 자동차 제조사들은 여러 표면에 무도장 플라스틱을 사용하는 방안을 추진했으며, 성공한 기업도, 그렇지 않은 사례도 있었다. 그러나 BMW는 고급 차량 구매자들은 완성도가 높은 외관을 원하므로 기존의 무도장 플라스틱으로는 이를 충족할 수 없다고 주장한다.

이에 따라 BMW는 플라스틱 복합 재료에 다양한 염료를 주입하여 광조사(irradiation)에 대한 반응으로 색상을 변경하며 여러 특별한 패턴을 나타낼 수 있다.

이러한 광조사는 레이저를 이용하며, 레이저 에칭(etching)이 다양한 소재에 여러 텍스처와 시각적 효과를 나타내는 일반적인 방식과 유사하다.

이번 특허는 플라스틱에 석재나 테라조(terazzo, 시멘트로 및 대리석과 화강암과 같은 지상 광물[ground mineral]로 만든 석재와 유사한 소재)와 같은 패턴을 에칭하는 기술을 명시한다. 이 외에도 일률적이지 않은 여러 시각적인 텍스처를 개발할 가능성이 있으며, 예컨대 단조(forged) 탄소 섬유나 쿼츠(quartz) 등의 외관과 유사한 효과를 낼 수 있을 것으로 보인다.

BMW는 범퍼 트림, 범퍼 인서트, 디퓨저, 실 트림(sill trim) 생산에 이 공정을 사용할 것으로 예상한다. 휠 아치 클래딩(cladding), 그릴 테두리 및 일반적으로 플라스틱을 이용해 생산하는 다수의 기타 소형 부품에 이 기술을 적용할 수 있을 것이다.

이러한 패널은 독특한 외관은 물론 매우 높은 내구성을 제공한다. 차체나 트림 패널의 전체 소재를 염료를 주입한 플라스틱으로 생산할 것이므로, 경미한 스크래치나 돌에 의한 손상 등 표면 손상이 도장 스크래치나 긁힌 자국처럼 소재의 외관이나 마감에 심각한 영향을 주지 않을 것이다. 그러므로 패널 교체, 수리, 디테일링을 진행할 필요성이 감소한다.

레이저 조사(irradiation)를 이용한 화학 반응이 표면층 아래에도 영향을 미치므로 일부 깊은 스크래치도 보기 흉한 손상으로 이어지지 않을 것이다. 

최신 주차 보조 기술이 사용되고 있지만, 주차에 소질이 없는 사람들이 많고, 주차장에서 플라스틱 범퍼 트림이 손상되는 사례도 빈번하다. 그러나 이 공정이 도입되면 이러한 사고에도 도장 손상이 크게 눈에 띄지 않을 것이다.

BMW는 이 기술이 지속 가능성을 높이고 부품 생산을 줄일 수 있으며 플라스틱 패널에 도장이 필요하지 않으므로 향후 재활용하여 다른 차량에 사용하기가 더욱 쉬워질 것이라고 주장한다. 

재활용 소재나 식물성 기름이나 지방 등 석유 기반이 아닌 플라스틱을 패널을 생산한다면 지속 가능성을 더욱 높일 수 있다.

레이저 조사를 뒷받침하는 기본 화학을 이용해 일반적으로 소재를 회색이나 검정색으로 변화시키는 탄화(carbonization) 또는 어두운 색의 플라스틱을 백색으로 만드는 미시적 탄소 버블(bubble) 생산을 진행할 것으로 알려졌다. 하지만 여러 염료 및 안료를 이용할 수 있으므로 빨간색, 노란색, 파란색 및 기타 색상도 구현할 수 있을 것이다.

또한 전자 잉크(E-Ink)를 이용한 차체 패널 색상 구조 크리스털 헤드램프 구조를 추진하면서 BMW는 미래 차량의 외관과 이를 구성하는 방식을 급격히 변화시키고 있다.

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