기계연, 경량화된 기밀 에어덕트 개발…“소음↓ 안전↑”

한국기계연구원은 상용차에 바로 적용할 수 있는 경량화된 기밀 에어덕트가 개발됐다고 2일 밝혔다.

배승훈 부산기계기술연구센터 선임연구원 연구팀과 유진에스엠알시오토모티브테크노, 에스에이치코리아 연구팀은 자동차 콕핏 모듈의 에어덕트 제조 기술을 획기적으로 개선했다. 현재 성능평가에서 완성차 규격을 만족해 상용화를 앞두고 있다.

기존의 에어덕트는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 소재로 제작돼 무겁고 단열 성능이 부족해 열 손실이 컸다. 또 조립 과정 불편성과 소음 발생 등의 문제가 있었다. 이로 인해 차량 연비 저하와 승차감 불편 등을 초래했으며, 사고 시 덕트가 깨져 운전자를 상해할 수 있는 안전 문제도 존재했다.

이번에 공동연구팀이 개발한 에어덕트는 폼 시트를 활용해 기존 제품 대비 무게를 약 60% 줄였다. 기밀성, 소음 저감 성능, 안전성도 개선했다.

새 에어덕트는 폼 시트를 적용한 진공 성형 및 핫나이프 공정을 통해 제작됐다. 이는 기존 블로우 성형보다 불량률을 낮추고 복잡한 형상을 정밀하게 구현할 수 있어 생산성을 크게 높인 공정이다. 또한 폴리에틸렌(PE) 발포 폼 소재를 사용해 단열 성능을 향상시키고, 소음 저감 효과를 극대화해 차량의 연비와 쾌적성을 동시에 개선했다.

연구팀은 PE 발포 폼 시트를 예열해 상하 진공 금형상 석션으로 형상을 구현함과 동시에 압착으로 상하 폼 시트를 접합해 형상을 구현했다. 여기에 핫나이프 공정을 통해 가장자리를 정밀하게 최종 절단하는 후처리 과정으로 구성돼 있다.

이어 공동연구팀은 개발된 에어덕트의 신뢰성 확보를 위한 성능평가를 수행하여 완성차 규격을 만족함을 확인했다. 이 과정에서 PE 혹은 폴리프로필렌(PP)과 같은 고분자 구조물의 동적 물성을 추출하는 기술도 확보했다.

배승훈 선임연구원은 “이 제품으로 기존 에어덕트의 단점을 해결할 것으로 보인다”며 “향후 다양한 차종에 적용 가능할 것"이라고 밝혔다.