자동차 산업의 경량화와 친환경 전환은 사출성형 기술의 진화를 요구하고 있다. 특히 도장 외관 부품에서의 싱크(Sink)와 굴곡 문제는 오랜 기간 해결 과제로 남아 있었다. 이에 우진플라임(주)은 ‘클린폼(Clean-Foam)’을 통해 이러한 한계를 극복하고 있다. 본지는 우진플라임(주)이 현대자동차(주)와의 기술 검증 사례를 통해 해당 공법의 기술적 의미와 산업적 확장성을 살펴본다.
 

현대자동차(주) 성한기 책임 / 사진. (주)우진플라임

(주)우진플라임의 저압 미세 물리발포
플라스틱 사출성형기 전문 제조기업 (주)우진플라임(이하 우진플라임)이 독자 기술인 저압 미세 물리발포 공법 ‘슈퍼폼(Super-Foam)’과 이를 고도화한 하이브리드 물리발포 공법 ‘클린폼(Clean-Foam)’을 통해 경량화와 고품질을 동시에 만족하는 사출성형 솔루션을 제시하고 있다. 자동차 산업의 경량화와 친환경 전환이 가속화되는 가운데, 도장 외관 부품에서 발생하는 싱크(Sink)와 굴곡 문제를 해결할 수 있는 대안 기술로 주목받고 있다.

슈퍼폼은 수지 용융 과정에서 불활성 기체인 질소를 주입하는 물리발포 성형 공법이다. 용융된 고분자 내부에 질소가 균일하게 분산·용해되며 기포핵이 형성되고, 사출 과정에서 감압이 이뤄지면서 기포가 성장·안정화돼 다공질 구조의 성형품이 완성된다. 

이를 통해 수지 사용량을 절감하고 최대 70% 수준의 경량화를 구현할 수 있으며, 원가 절감과 에너지 효율 개선 효과도 기대할 수 있다. 또한 내부 기포 구조는 수축과 변형을 완화해 수축 마크를 줄이고 치수 정밀도를 높인다. 보압 공정 생략에 따른 공정 단축, 단열·보온·방음·완충 특성 확보, 장비 부하 저감 및 유지보수 비용 절감 역시 강점이다.

우진플라임은 이러한 슈퍼폼 기술을 기반으로 현대자동차(주)(이하 현대차)와의 공동 개발을 통해 기술을 한 단계 고도화했다. 그 결과 내부에는 발포 구조를, 외부에는 도장이 가능한 솔리드 구조를 구현하는 복합사출 기술 클린폼을 완성했다.

클린폼은 물리발포 기술에 코어 인젝션(Core Injection)을 융합한 하이브리드 공법이다. 일반 사출 공정에서는 리브(Rib), 보스(Boss), 박스형 보스 구조가 많은 부품에서 싱크와 외관 굴곡이 발생하기 쉽다. 물리발포 공법은 이를 개선할 수 있지만, 기존 방식에서는 발포 과정에서 발생하는 가스 영향으로 도장 시 표면에 가스 자국이 남는 한계가 있었다.

우진플라임은 먼저 일반 수지로 스킨층을 형성한 뒤, 내부 코어층에 재활용 소재와 질소 가스를 주입하는 이중 사출 방식을 적용해 이 문제를 해결했다. 그 결과 내부는 발포 구조, 외부는 솔리드 구조를 갖는 성형품을 구현했으며, 표면 발포를 억제해 싱크 없는 외관과 도장 가능한 수준의 표면 품질을 동시에 확보했다. 특히 넓고 긴 표면과 다수의 리브·후크 구조를 갖는 제품에 유리하며, 코어층에 재생 소재, 발포 소재, 이종·이색 수지, 유리섬유강화플라스틱 등을 적용할 수 있어 공정 유연성도 높다.

경량화 효과는 자동차 산업 측면에서도 의미가 크다. 차체 중량 감소는 연비 성능 개선과 제로백 향상, 제동거리 단축, 배기가스 감소 등으로 이어질 수 있으며, 글로벌 완성차 기업들이 요구하는 탄소배출 저감 기조에도 부합한다.

사진. (주)우진플라임

도어 가니시 시사출로 기술 검증
현재 우진플라임은 현대차와 함께 도장 외장 부품을 대상으로 클린폼 기술 검증을 진행하고 있다. 현대차 울산공장 플라스틱 금융기술부에서 플라스틱 부품 및 신기술 개발, 협력사 기술 지원을 담당하고 있는 현대차 성한기 책임은 도어 가니시 부품 시사출을 위해 우진플라임을 방문했다.

성한기 책임은 “우리가 목표로 하는 적용 대상은 도장을 하는 외장 부품”이라며 “펜더, 쿼터 패널, 도어 가니시, 루프 가니시 등은 구조상 리브와 보스가 많아 일반 사출로는 외관 굴곡이 생기기 쉽다”라고 설명했다.

이어 그는 “이런 굴곡 문제는 기존 공법만으로는 해결이 상당히 어렵다고 판단하고 있기에, 클린폼은 도장을 전제로 하는 부품에서 외관 품질을 안정적으로 확보할 수 있다는 점에서 큰 장점이 있다”라고 평가했다.

현대차는 양산성, 외관 품질, 발포 특성 등 기술 요소를 중심으로 다양한 공법을 비교·분석하고 있다. 그 과정에서 클린폼은 기술적 완성도와 적용 가능성을 모두 갖춘 솔루션으로 검토되고 있다. 우진플라임은 단순 장비 공급을 넘어 기술 개발 단계부터 협업 파트너로 참여해 공정 조건 최적화와 품질 확보를 지원하고 있다.

대표 사출업체로서 적극적 개발 높이 평가
성한기 책임은 많은 사출성형기 제조 기업 가운데 우진플라임을 택한 이유로 우진플라임의 기술 개발 방향성을 꼽았다. 그는 “우진플라임은 기술 개발을 진행하는 과정에서 다양한 기술을 분석하며, 양산성이나 외관 품질, 발포 특성 등 기술적인 요소를 중심으로 검토하고 있다”라며 “그런 기술 검증 과정에서 클린폼의 장점 때문에 기술 개발 단계에서 충분히 논의하고 검토할 수 있는 파트너로 함께 협업 관계를 강화하고 있다”라고 답했다.

이러한 배경을 바탕으로 우진플라임과 현대차는 다양한 기술 개발을 함께 진행하고 있다고 밝혔다. 성한기 책임은 향후 기술 협업 가능성에 대해 “사출 기술을 사용하는 기업 입장에서 지속적으로 기술을 개발하는 우진플라임과의 협업은 큰 의미가 있다”라며 “이 기술이 양산돼 업계 전반으로 확산된다면 우진플라임과 현대차 모두 함께 성장할 수 있는 기반이 마련될 것이라 생각한다”라고 말했다. 이어 그는 “앞으로도 새로운 기술을 연구하게 된다면 우진플라임과의 협업을 충분히 추진할 의향이 있다”라고 강조했다.

산업 전반 확산 기대
성한기 책임은 클린폼의 산업적 의미에 대해서도 언급했다. 그는 “이 기술은 완성도와 확장성을 모두 갖춘 기술”이라며 “다양한 부품에 적용할 수 있는 가능성이 충분하다”라고 평가했다. 이어 그는 “가니시 등 외관 부품에 도장 공정을 적용하는 영역에서 세계 최초로 적용했다는 점은 분명한 성과”라고 의미를 부여했다.

우진플라임은 이러한 기술적 성과를 기반으로 장비 제조사로서의 역할을 강화하고, 업계 전반에 클린폼 공법을 확산시키는 데 주력할 방침이다. 현대차 역시 완성도 높은 샘플 제작과 기술 검증을 지속하며 자동차 산업 전반에 해당 공법을 알릴 계획이다.

하이브리드 물리발포 클린폼을 통해 향후 자동차 외장 부품을 비롯한 다양한 산업 분야에서 적용 확대가 기대되는 시점에 우진플라임은 기술 고도화와 협업 생태계 구축을 통해 글로벌 사출성형 시장에서의 경쟁력을 한층 강화해 나간다는 전략이다.