FlexiCore의 가벼운 중량은 조립라인 작업자들이 교대 근무 동안 취급하는 하중을 줄일 수 있다는 장점이 있다고 동 기업은 설명했다.

Cooper Standard의 가볍고 색상을 적용할 수 있으며, 완전한 재활용성을 제공하는 열가소성 차체 실(body seal)이 자동차전문가협회(Society for Automotive Analysts, SAA)에서 선정하는 경량 기술 혁신상(Innovations in Lightweighting Award)을 수상했다.

Cooper Standard의 수석 제품 개발 엔지니어 Jay Murdock은 동 협회의 12월 회의에서 이 상을 받으며 FlexiCore 제품은 자동차 제조사들이 공급업체에 요구하는 강력한 트렌드를 염두에 두고 설계되었다고 밝혔다. 이러한 트렌드로는 지속 가능성, 탄소 중립, 경량화, 재활용성이 있다.

도어 개구부 주변에 적용하는 기존 차체 실은 1970년대부터 존재했으며, 금속 캐리어(carrier)와 주변에 형성된 에틸렌프로틴계 이종화합 단량체(Ethylene Propylene Diene Monomer, EPDM) 실로 만들어진다. EPDM은 고무 루프 소재부터 냉각 호스와 와이퍼 블레이드에 이르는 모든 곳에 사용될 수 있는 다목적 소재이다. Murdock은 “수년 동안 개선을 통해 초저밀도 EPDM을 제작하고 여러 종류의 경량 소재로 전환할 수 있었지만, 차이가 크지 않은 점진적인 개선이었으며 재활용성은 달성하지 못했다”고 말했다. FlexiCore는 100% 열가소성 가교 탄성체(thermoplastic vulcanizate, TPV)와 폴리프로필렌 소재로 만들어진다. TPV는 열가소성 탄성체에 속하며 고무와 플라스틱 폴리머의 혼합물로 만들어진다.

Murdock은 한 연구에서 이 제품이 유의미한 중량 절감 효과를 나타냈다며, 4도어 차량에 사용되었을 때 전통적인 차체 실보다 중량이 44% 낮았다고 밝혔다. 또한 100% 재활용성을 확보하고 강도 및 성능 요건에 부합하는데다 색상을 적용할 수 있다고 말했다. 성형한 열가소성 수지에 색상을 입힐 수 있는 것처럼 FlexiCore도 성형이나 압출(extrusion)을 적용할 수 있다. 그는 새로운 구성으로 캐리어 중량이 50% 감소했다고 말했다.

Murdock은 “4도어 차량에서 실제로 차체 실 중량이 44% 감소했으며, 금속 EPDM을 열가소성 수지 FlexiCore로 대체한 효과”라고 말했다. 그러면서 “전체적인 면을 살펴보면 캐리어 중량이 약 50% 감소했으며, TPV 소재를 사용하면서 현행 EPDM 금속 캐리어 대비 차체 실 중량을 총 44%의 절감할 수 있었다”고 말했다.

그는 “열 관련 설정(thermal set)이 포함된 EPDM에서 열가소성 플라스틱인 100% TPV로 전환했기 때문에 저밀도 소재와 에너지 집약도가 낮은 압출 공정을 달성하게 되었으며, 압출 라인이 짧아지고 부품 생산에 사용되는 에너지가 실제로 20% 감소하며 탄소 발자국도 줄일 수 있다”고 말했다. 

또한 이 소재는 설치 속도가 20% 빠르며 중량이 낮기 때문에 교대 근무 시마다 평균적으로 차량을 200대 이상 다루는 작업자의 피로감을 크게 줄일 수 있다. Murdock은 “실(seal) 조립 라인의 작업자가 교대 근무 동안 들어 올리는 중량이 0.25톤 감소하는 것”이라고 설명했다.

Cooper Standard는 또한 이 제품의 생산 공정 중 가스가 다수 제거되기 때문에 휘발성 유기 화합물(VOC)과 냄새도 적다고 말했다. Murdock은 이 제품이 북미의 EV 및 유럽 내 몇몇 차량 생산에 사용될 것이며, 자동차 제조사들의 관심이 증가하고 있다고 밝혔다.

Plante Moran의 공급업체 협력 담당 파트너 겸 SAE International 이사 Dave Andrea와 Envorso의 컨설턴트 Abhay Vadhavkar가 SAA 심사위원으로서 수상 기준을 전달했다.

?         기술적 복잡성: 기존 소재나 공정을 재사용하거나 새롭게 적용한 것인가, 진정한 혁신 기술인가?

?         비용, 중량, 전체 부품 수를 기준으로 정량화된 제품의 전체 절감 수준

?         확장성: 산업 전체에 기여하는가, 아니면 일회성 기술인가?

?         사용성(Serviceability): 예를 들어 기가캐스팅(gigacasting)은 복잡성 문제를 해결하지만, 일반적으로 사용하기 더욱 어렵다. 전체 수명주기를 고려한다.