현대차 “대형 샤시부품, 알루미늄 압출재 및 다이캐스트 복합 조립 방식 적용해야”

한국다이캐스팅협동조합이 개최한 ‘2025 다이캐스팅 주조업계 전문기술 세미나’에서 현대자동차 이철용 책임연구원은 자동차용 대형 알루미늄 샤시 부품 개발 방향과 CHINA DIECASTING 2025 참관 결과에 대해 강연했다.

CHINA DIECASTING 2025는 지난 7월 16일부터 18일까지 열렸으며 약 540개 업체가 참여하고 2만8000명이 참관했다.

이 책임연구원은 “박람회 참관 결과 중국 전기차 부품 시장 확대로 초대형 다이캐스팅 제조 기술 뿐만 아니라 중소형 부품 제조 기술 및 품질 수준도 눈에 띄게 상승했다. 또한 1만6,000톤급 이상 초대형 다이캐스팅 머신 및 대형 샤시 부품 개발 현황을 확인했다. 다이캐스팅 장비의 초대형 차체부품을 중심으로 일부 장비 제조사에 의해 이어져오고 있다. 서브프레임과 같은 대형 샤시 부품에는 4~5,000톤급 중대형 장비 활용 고압주조 및 중공 저압주조 등 차별화 전략으로 접근하고 있다. 전동화 관점에서는 유도기 회전자용 합금, 모터 하우징용 고강도 합금 등 전동화 부품 특성화 합금을 적용 중이며 반응고 주조 등 신공법도 활발히 개발 중이다. 중국 내 탄소 중립에 대한 관심도도 일부 상승하고 있어 자국 생산 및 소비 트렌드 지속, 해외 OEM사에 공급하는 일부 업체 자원 재순환 기술도 고민 중이다”라고 CHINA DIECASTING 2025 참관 결과를 공유했다.

서브프레임은 메인 프레임에 볼트로 부착되는 보조프레임으로 엔진, 서스펜션, 스티어링 등을 한 덩어리로 지지 및 장착한다. 비교적 크고 복잡한 구조물을 가지고 있으며 볼트 체결과 부싱 등 방진 시스템을 포함한다. 

크로스멤버는 차체의 좌우를 가로질러 지지하는 단일 빔 또는 구조물으로 서스펜션, 엔진 마운트 부위 등 부분적인 구조를 지지한다. 크기는 비교적 작고 단순하며 일반적으로 용접 또는 볼트로 체결한다. 

대형 알루미늄 샤시 부품 개발 방향에 대해 살펴보면 테슬라에서 시작된 기가 캐스팅 기술이 중국 전기차 산업에 막대한 영향을 끼치며 중국 다이캐스팅 산업 내 트렌드가 됐다. 대형 알루미늄 차체 부품의 경우 부품 통합화를 통한 수익성 향상 기술로 언더바디에 적용되고 있다. 현대자동차는 초대형 다이캐스팅 기술을 하이퍼캐스팅이라고 명명하고 전기차 탑재를 위한 언더바디 일체화 성형 기술을 개발했다.

하이퍼캐스팅으로 서브프레임을 양산할 경우, 기존 철제 용접식이나 압출재 조립식 구조와 비교해 분명한 장점이 있지만 단점이나 기술적 리스크도 상당하다. 특히 서브프레임은 차체가 아닌 샤시 부품이므로 그에 맞는 요구 사항이 까다롭다. 하이퍼캐스팅 서브프레임은 ▲충격 흡수 및 균열 저항 한계 ▲수정/보수 불가 ▲고비용 금형 및 개발 시간 ▲열처리 및 후가공 공정 복잡성 ▲NVH(Noise, Vibration, Harshness) ▲구조 최적화 난이도 등의 단점이 있다. 

그는 “하이퍼캐스팅 서브프레임은 경량화, 일체화, 생산 효율에 큰 장점이 있지만 충격 흡수성, 수리성, 개발 유연성, 비용 측면에서 분명한 단점이 있다. 이러한 사유로 아직까지도 서브프레임 전체를 완전한 하이퍼캐스팅으로 대체한 사례는 매우 드물다. 이에 따라 지금 가장 합리적인 선택은 알루미늄 압출재와 다이캐스트 복합 조립식 서브프레임을 같이 하는 하이브리드 구조이다. 하이퍼캐스팅은 기술적 숙성, 충격흡수 해석, 품질 안정화 이후에 점진적으로 적용되어야할 미래 기술이다”라고 언급했다.