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포르쉐 신형 911 카레라 S 카브리올레

포르쉐가 지난 제네바 모터쇼에서 공개한 신형 911 카레라 카브리올레에 적용된 차체 설계 기술을 공개했다. 신형 911 카레라 카브리올레는 일반 911 모델보다 차체 무게를 7%가량 감량하면서도 안정성 및 강성은 그대로 유지해 주목을 받았다.

"외계인이 만들었다"는 우스갯 소리를 들을 정도로 뛰어난 기술을 보유한 포르쉐. 그 중에서도 가장 아이코닉하고 중요한 모델인 911에는 어떤 비밀 기술이 숨어있을까?

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포르쉐 신형 911 쿠페와 카브리올레의 차체 소재 비교 그래프

포르쉐가 공개한 차체 소재 그래프를 보면, 신형 911 카레라 카브리올레는 쿠페보다 알루미늄 소재를 더 많이 적용하고 스틸 재질을 적게 사용했다는 사실을 알수있다.

또한, 플라스틱 합성소재(Plastic Composite Meterail)가 새롭게 추가된 것을 확인할 수 있다. 포르쉐 엔지니어들은 플라스틱 소재를 하이브리드 설계를 통해 A-필러에 적용했다.

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하이브리드 방식의 플라스틱을 사용한 A-필러

A-필러는 차량 전복시 탑승자를 보호를 위해 가장 중요한 부품 중 하나로 강성이 뛰어나야하기 때문에 초고강도 스틸재질을 사용해왔다. 신형 911 카레라 카브리올레도 A-필러 자체는 붕소강과 같은 초고강도 강판으로 구성했다.

그러나 기존 초고강도 스틸 강화 튜브를 하이브리드 플라스틱 합성 소재가 대체하면서 강성은 유지하면서도 차량 전체 무게를 2.7kg가량 줄이고 무게 중심을 낮췄다. 여기에 도장 공정 중에 열을 가하면 팽창하는 구조 폼을 추가로 적용해 A-필러 단면 내 강화재를 단단하게 고정시켰다.

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포르쉐 신형 911의 차체 프레임

경량화와 강성 유지의 또 다른 비결은 다이캐스팅(금형) 부품이다. 신형 911 카레라 카브리올레는 다이캐스팅 알루미늄이 프런트 스프링 스트럿 마운트, 리어 터널 하우징, 리어 파트, 쇼크업소버 마운트 등 기존보다 광범위하게 사용됐다.

다이캐스팅 부품은 복잡하고 기하학적인 요소들을 별도 조립없이 하나의 단일 부품으로 생산할 수 있는 것이 큰 장점이다. 부품을 개별적으로 제작하고 용접할 필요가 없고 추가적인 보강재가 필요없기 때문에 부품은 더 가벼워지고 생산 단계가 생략돼 효율도 높아진다.

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포르쉐 신형 911 카레라 4S 쿠페

그러나 다이캐스트 공법의 단점도 있다. 금형 작업 이후 강성을 위해 열 처리 과정이 반드시 필요하기 때문에 생산 공정 중 이를 위한 별도의 시설과 시간이 필요하다. 신형 911은 열 처리 과정을 도색 공정 동안 발생하는 온도를 이용해 생산 효율성을 높였다.

차체 부품을 조립하는데도 용접, 결합, 클린칭, 나사 연결 등 최소 10가지 이상의 방법이 사용됐다. 접시머리 볼트를 이용한 마찰 용접이 그 중 하나다.

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포르쉐 신형 911 카레라S 카브리올레

접시머리 볼트 마찰용접은 마찰을 통해 접시머리 볼트를 스틸 부품에 접합하고 스틸 볼트를 빠르게 알루미늄에 압착시키는 용접 방식이다. 해당 방식은 단순 접합보다 연결부를 더욱 강하게 만들어준다.

해당 기술을 공개한 포르쉐는 "더욱 견고한 차체를 가진 911은 이전 모델에 비해 비틀림 및 굽힘 강성이 향상돼 노면이 다른 도로에서도 흔들림 없는 스포티한 주행을 유지한다"고 설명했다.

이미지 : 포르쉐

박지훈 jihpark@carlab.co.kr