'Giga Casting' construction method electric car innovation in Tsla Toyota Volvo GEELY car ‘trend’
전기차에 ‘기가캐스팅’ 제조 공법이 비용절감 성능개선에서 테슬라에 이어 도요타와 볼보 중국 지리자동차 등이 연이어 채택해 혁신의 대세가 됐다.
기가캐스팅(Gigacasting)은 집채 크기의 기가 프레스로 용융 알루미늄 샷을 금형에 넣고 부품으로 성형 방출한 다음 빠르게 냉각하여 통상 100개 이상의 개별 금속 부품이 함께 용접되어 차체를 만드는 혁신 공법이다.
도요타가 이번에 전기차 제조에 이의 적용을 밝혔고, 선두 주자는 테슬라이고 볼보와 중국 지리가 가세했다.
테슬라는 전기차 제작에 처음으로 기가 프레스(Giga Press)를 미국, 중국 및 독일 공장에서 채택한 알루미늄 다이캐스팅 기계를 썼다.
테슬라의 엘론 머스크는 전기차 모델 3이 차량의 전면과 후면에서 단일 부품을 사용하는 기가 프레스 조립에서 600대의 로봇을 제거했다고 밝혔다.
로이터는 전기차의 차량의 무게 감소에 결정적이라며, 특히 배터리 팩의 무게가 700kg을 초과할 수 있는 전기차의 중요 고려 사항이라고 14일 밝혔다.
테슬라는 주조 부품의 강도를 높이기 위해 전통적으로 공법인 열처리를 생략하는 알루미늄 합금 개발에서 기가 프레스에 80kg(176lb) 이상의 용융 알루미늄 샷을 금형에 넣고 부품으로 성형한 다음 방출해 빠르게 냉각시켜 자동차를 제조했다.
도요타는 12일 “기가 캐스팅 도입으로 알루미늄 다이캐스팅을 사용하면 조립에서 수십 개의 판금 부품을 제거하고 폐기물을 줄일 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.
초기 투자 비용이 수천만 달러인 이 신 공법의 기가 캐스팅을 생산하는 업체는 일본 이탈리아 중국에 국한된다고 로이터가 밝혔다.
테슬라는 2008년부터 중국 LK Industries의 자회사였던 이탈리아에 본사를 둔 IDRA에서 프레스를 공급받았다.
이탈리아의 IDRA와 중국 LK의 경쟁사로는 유럽의 Buhler Group과 일본의 Ube와 Shibaura Machine, 중국의 Yizumi와 Haitian에 국한된다.
기가 캐스팅에 접근하는 자동차회사로는 도요타 이외 볼보(중국 Geely 계열사)와 중국 지리(Geely) 자동차의 지크르(Zeekr)가 가동 중이고, 미국 GM과 현대자동차, 중국 지리 계열사 폴스타(Polestar) 계획 중이라고 로이터가 밝혔다.
중국 자동차사 지크르(Zeekr)는 중국 판매 다목적 밴에 거대한 알루미늄 다이캐스트를 사용하기 시작했으며 다른 모델에도 이 기술을 도입할 것이라고 로이터에 밝혔다.
볼보는 지난해 스웨덴 예테보리 인근 공장을 메가프레스 기술로 업그레이드하기 위해 900억 달러 이상 투자를 밝혔다.
로이터는 애널리스트들이 기존 자동차 회사들이 이미 복잡한 제품 라인업과 감가상각된 공장 기계를 보유하고 있어 새로운 주조 기술에 수천만 달러 투자 결정이 더 어려울 수 있다고 밝혔다고 보도했다.
애널리스트들은 “차체 섹션이 단일 조각으로 주조된 자동차는 사고 후 수리하기가 더 어렵거나 더 비쌀 수 있어 전기차의 운영 비용을 증가시킬 수 있다”면서 “이미 보험사들은 배터리가 손상된 경우 주행거리가 적은 전기차를 아예 상각 처리하고 있는데, 이는 약간만 손상된 배터리 팩도 수리할 방법이 없는 경우가 많기 때문이다”고 로이터에 밝혔다.
도요타의 '기가캐스트'에 대해 가토 다케오 공장장은 "부품의 대대적 통합을 실현함으로써 제조업의 미래인 차량 개발 비용과 공장 투자 절감에 기여할 수 있다"고 요미우리에 12일 밝혔다
도요타는 이날 전기차 생산 설명에서 “'기가캐스트' 대형 주조 부품 사용으로 2030년 이전에 전 세계 전기차 350만대 판매 목표로 확장했다”고 밝혔다.
도요타의 기가캐스트는 기존의 33개 공정에 86개 부품 연결로 제작하던 차체 하단 부품을 단일 주조를 통해 단일 부품 단일 공정 제작을 적용한다.
애초 명칭 ‘기가 프레스(Giga Press)’는 테슬라가 처음으로 미국 중국 독일 공장에서 가동한 알루미늄 다이캐스팅 기계이고, 통상의 ‘기가’는 테슬라가 자사 공장을 "기가팩토리"라고 명칭한 관습에서 나왔다.
다른 자동차 제조업사들은 이를 "메가프레스"라고 명칭하며 거대한 기계를 의미한다.