휠의 미래 ‘IONIQ 5 휠’, 디자인과 기능성 다 갖추다
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2021.04.16
현대자동차의 첫 전용 전기차인 IONIQ 5. 혁신적이고 미래지향적인 외관 디자인에서 단연 눈에 띄는 요소는 휠입니다. 아이오닉 5 휠은 독창적인 비주얼에 기능성까지 겸비한 현대성우캐스팅의 작품인데요. 설계부터 양산에 이르기까지 어떤 과정을 거쳤는지 아이오닉 5 휠 주역들을 만나 이야기를 나눠보았습니다.
▲ IONIQ 5 휠 20인치와 19인치
Q. 아이오닉 5 휠의 특징은 무엇인가요?
선행개발 임다운 과장 | 프랙탈(Fractal) 형태의 디자인이 아이오닉 5 휠의 가장 큰 특징입니다. 프랙탈이란 같은 패턴이 반복되는 기하학적인 형태를 의미하는데요. 20인치 휠에서는 작은 다이아몬드 형상이 끝없이 반복되어 휠에 입체적인 느낌을 더해주죠. 19인치 휠도 큰 다이아몬드 형상이 반복되는 프랙탈 휠이라고 할 수 있습니다.
금형기술 강병일 대리 | 두 번째 특징은 바로 공력휠이라는 것입니다. 공력휠은 휠 내,외부로 드나드는 공기 통로인 윈도우가 최소화된 폐쇄형 디자인의 휠을 일컫습니다. 개폐면적이 작을수록 공기 저항을 덜 받아 연비와 주행 성능이 향상되죠. 전기차가 한 번의 충전으로 더 오래, 더 멀리 이동할 수 있도록 해주는 진보된 휠. 전기차 성능 개선의 핵심적 요소 중 하나이죠.
Q. 19인치와 20인치의 디자인이 다르네요. 기능성 면에서는 차이가 있나요?
선행개발 임다운 과장 | 두 휠의 제조공법은 기본적으로 동일합니다. 다만, 휠의 크기에서 비롯되는 차이는 존재하죠. 20인치 휠은 회전반경이 넓어 더 나은 핸들링을 구사할 수 있지만, 반대로 중량 증가로 인해 연비가 감소되는 단점이 있습니다. 장단점이 존재하기 때문에 개인의 취향에 따라 휠을 고르시면 될 것 같습니다.
선행개발 임다운 과장 | 프랙탈(Fractal) 형태의 디자인이 아이오닉 5 휠의 가장 큰 특징입니다. 프랙탈이란 같은 패턴이 반복되는 기하학적인 형태를 의미하는데요. 20인치 휠에서는 작은 다이아몬드 형상이 끝없이 반복되어 휠에 입체적인 느낌을 더해주죠. 19인치 휠도 큰 다이아몬드 형상이 반복되는 프랙탈 휠이라고 할 수 있습니다.
금형기술 강병일 대리 | 두 번째 특징은 바로 공력휠이라는 것입니다. 공력휠은 휠 내,외부로 드나드는 공기 통로인 윈도우가 최소화된 폐쇄형 디자인의 휠을 일컫습니다. 개폐면적이 작을수록 공기 저항을 덜 받아 연비와 주행 성능이 향상되죠. 전기차가 한 번의 충전으로 더 오래, 더 멀리 이동할 수 있도록 해주는 진보된 휠. 전기차 성능 개선의 핵심적 요소 중 하나이죠.
Q. 19인치와 20인치의 디자인이 다르네요. 기능성 면에서는 차이가 있나요?
선행개발 임다운 과장 | 두 휠의 제조공법은 기본적으로 동일합니다. 다만, 휠의 크기에서 비롯되는 차이는 존재하죠. 20인치 휠은 회전반경이 넓어 더 나은 핸들링을 구사할 수 있지만, 반대로 중량 증가로 인해 연비가 감소되는 단점이 있습니다. 장단점이 존재하기 때문에 개인의 취향에 따라 휠을 고르시면 될 것 같습니다.
현대성우캐스팅 선행개발 임다운 과장
현대성우캐스팅 금형기술 강병일 대리와 품질보증 김민철 대리
Q. 20인치 휠의 경우, 디자인이 매우 섬세해 양산하기까지 많은 난관이 있었을 것 같은데요. 어떤 어려움이 있었으며 이를 어떻게 해결했나요?
선행개발 임다운 과장 | 양산성을 고려한 프랙탈 휠을 구현하기 위해 현대자동차 디자인팀과 많은 협의를 거쳐 설계를 수정했습니다. 아이오닉5의 컨셉카인 ‘45 EV’ 휠과 비교하여 살펴보면, 중앙 부분이 다이아몬드 형태의 윈도우가 아닌 다이아몬드 음각으로 대체된 것을 알 수 있습니다. 이처럼 초기 디자인을 최대한 살리고 품질적으로 불리한 부분을 개선하기 위해 금형기술, 생산관리, 품질보증 등 여러 팀과 긴밀하게 협업해 설계를 수정하고 고객사와 의견을 좁혀갔습니다.
품질보증 김민철 대리 | 알로이 휠은 스포크가 많이 교차될수록 주조 과정이 더욱 복잡해집니다. 불량이 나올 확률도 높아지죠. 실제로 스포크가 끝없이 교차되어있는 초기 디자인의 경우, 주조 후 수축 및 뜯김 등 품질 관리 측면에 난항이 있었습니다. 다행히 선행개발팀에서 중앙 부분을 메우는 방향으로 디자인을 수정한 덕분에 불량 리스크를 개선할 수 있었습니다.
금형기술 강병일 대리 | 이외에도 아이오닉5 휠 보다 더욱 섬세한 디자인의 휠, 대표적으로 제네시스 G90 휠 양산 경험이 많은 도움이 됐습니다. 덕분에 더 수월하게 금형을 설계하고 냉각 조건을 잡을 수 있었죠.
Q. 휠의 품질 향상을 위해 개발한 기술이 있나요?
품질보증 김민철 대리 | 휠이 자동차에 장착될 때 높은 체결력을 유지할 수 있도록 쇼트 블래스팅(Shot Blasting) 공정에 맞춤형 마스킹 기술을 개발했습니다. 쇼트 블래스팅은 도장이 잘 흡수될 수 있도록 표면에 쇠구슬 같은 숏을 분사하는 공정인데요. 여기서 주의해야 할 점은 휠과 차체를 연결하는 부위(허브 및 러그홀)를 피해서 숏을 분사해야 한다는 것입니다. 이 부위만큼은 표면이 평평해야 차체에 잘 조립될 수 있기 때문이죠. 따라서 해당 부위를 방어하는 마스킹을 아이오닉5 휠에 맞춰 개발하였고, 해당 기술을 통해 품질 불량을 사전에 방지할 수 있었습니다.
선행개발 임다운 과장 | 양산성을 고려한 프랙탈 휠을 구현하기 위해 현대자동차 디자인팀과 많은 협의를 거쳐 설계를 수정했습니다. 아이오닉5의 컨셉카인 ‘45 EV’ 휠과 비교하여 살펴보면, 중앙 부분이 다이아몬드 형태의 윈도우가 아닌 다이아몬드 음각으로 대체된 것을 알 수 있습니다. 이처럼 초기 디자인을 최대한 살리고 품질적으로 불리한 부분을 개선하기 위해 금형기술, 생산관리, 품질보증 등 여러 팀과 긴밀하게 협업해 설계를 수정하고 고객사와 의견을 좁혀갔습니다.
품질보증 김민철 대리 | 알로이 휠은 스포크가 많이 교차될수록 주조 과정이 더욱 복잡해집니다. 불량이 나올 확률도 높아지죠. 실제로 스포크가 끝없이 교차되어있는 초기 디자인의 경우, 주조 후 수축 및 뜯김 등 품질 관리 측면에 난항이 있었습니다. 다행히 선행개발팀에서 중앙 부분을 메우는 방향으로 디자인을 수정한 덕분에 불량 리스크를 개선할 수 있었습니다.
금형기술 강병일 대리 | 이외에도 아이오닉5 휠 보다 더욱 섬세한 디자인의 휠, 대표적으로 제네시스 G90 휠 양산 경험이 많은 도움이 됐습니다. 덕분에 더 수월하게 금형을 설계하고 냉각 조건을 잡을 수 있었죠.
Q. 휠의 품질 향상을 위해 개발한 기술이 있나요?
품질보증 김민철 대리 | 휠이 자동차에 장착될 때 높은 체결력을 유지할 수 있도록 쇼트 블래스팅(Shot Blasting) 공정에 맞춤형 마스킹 기술을 개발했습니다. 쇼트 블래스팅은 도장이 잘 흡수될 수 있도록 표면에 쇠구슬 같은 숏을 분사하는 공정인데요. 여기서 주의해야 할 점은 휠과 차체를 연결하는 부위(허브 및 러그홀)를 피해서 숏을 분사해야 한다는 것입니다. 이 부위만큼은 표면이 평평해야 차체에 잘 조립될 수 있기 때문이죠. 따라서 해당 부위를 방어하는 마스킹을 아이오닉5 휠에 맞춰 개발하였고, 해당 기술을 통해 품질 불량을 사전에 방지할 수 있었습니다.
알로이휠 상세 명칭
▲ 현대성우캐스팅 아이오닉 5 휠 양산 주역들
Q. 아이오닉5 휠은 윈도우가 작아 일반휠보다 무거울 것 같은데요. 이를 보완하기 위해 어떤 기술이 적용됐나요?
금형기술 강병일 대리 | 공력휠은 개폐면적이 작기 때문에 일반휠보다 상대적으로 더 무거울 수밖에 없습니다. 따라서 무게를 낮춰 중량 차이를 보완하기 위해 아이오닉5 휠에서는 스포크 두께를 줄이고 플로우 포밍(Flow Forming) 공법을 사용하였습니다.
품질보증 김민철 대리 | 플로우 포밍이란, 휠의 가장 바깥쪽이자 타이어와 맞닿아 있는 림(Rim)부의 조직을 치밀하게 만드는 기술입니다. 조직 치밀화를 통해 연성을 높이고 두께도 줄여 제품을 5%가량 경량화시킬 수 있습니다.
Q. 공력휠이 미래 트렌드가 될까요?
선행개발 임다운 과장 | 전기차 및 하이브리드차에 있어서 공력휠이 상용화될 것으로 예상됩니다. 공기 저항을 덜 받아 차량 성능과 연비가 향상되는 이유도 있지만, 소음이 감소되는 장점 덕분에 많은 친환경 자동차 고객들이 선호할 것으로 예상됩니다. 특히, 친환경 자동차는 모터를 사용해 더 조용한 만큼, 소음 발생이 적은 공력휠이 자연스럽게 트렌드로 자리매김할 것이라고 생각합니다.
금형기술 강병일 대리 | 공력휠은 개폐면적이 작기 때문에 일반휠보다 상대적으로 더 무거울 수밖에 없습니다. 따라서 무게를 낮춰 중량 차이를 보완하기 위해 아이오닉5 휠에서는 스포크 두께를 줄이고 플로우 포밍(Flow Forming) 공법을 사용하였습니다.
품질보증 김민철 대리 | 플로우 포밍이란, 휠의 가장 바깥쪽이자 타이어와 맞닿아 있는 림(Rim)부의 조직을 치밀하게 만드는 기술입니다. 조직 치밀화를 통해 연성을 높이고 두께도 줄여 제품을 5%가량 경량화시킬 수 있습니다.
Q. 공력휠이 미래 트렌드가 될까요?
선행개발 임다운 과장 | 전기차 및 하이브리드차에 있어서 공력휠이 상용화될 것으로 예상됩니다. 공기 저항을 덜 받아 차량 성능과 연비가 향상되는 이유도 있지만, 소음이 감소되는 장점 덕분에 많은 친환경 자동차 고객들이 선호할 것으로 예상됩니다. 특히, 친환경 자동차는 모터를 사용해 더 조용한 만큼, 소음 발생이 적은 공력휠이 자연스럽게 트렌드로 자리매김할 것이라고 생각합니다.