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3만여 개의 부품이 하나가 되기까지…
기아자동차 탄생 과정의 모든 것2014/12/30by 기아자동차

스케치부터 ‘지옥의 테스트’까지…
최신 공학과 과학, 디자인의 집합체 자동차 제조 과정 알아보기

자동차 빚는 21세기 장인

| 자동차 빚는 21세기 장인



자동차 한 대가 만들어지기까지는 어떤 과정이 필요할까요? 자동차는 일반 소비자가 살 수 있는 재화 중 가장 크고 비싸기도 한데요. 그 이유는 자동차가 최신 공학과 과학 등의 집합체이기 때문입니다. 이제 기아자동차의 사례를 통해 자동차가 어떤 과정을 거쳐 우리 앞까지 도착하는지, 그 경이적인 탄생의 기록을 살펴보겠습니다.



 STEP 1. 상상을 현실로 만드는 디자인
 
아름다운 외관과 상품성을 따져보는 디자인 과정이 자동차 탄생의 첫 번째입니다
| 아름다운 외관과 상품성을 따져보는 디자인 과정이 자동차 탄생의 첫 번째입니다

“어떻게 사느냐는 친구의 말에, 그랜저로 답했습니다.” 예전 그랜저 TV 광고의 카피였습니다. 자동차는 공학의 산물이지만 누가 뭐래도 디자인-오리엔티드(디자인 중심) 상품입니다. 내가 타는 차는 현재의 내 상태를 말해줄 수 있는 가장 좋은 수단 중 하나죠. 특히 날렵한 외관과 동시에 공학적 설계까지 고려하는 디자인 과정은 산업디자인의 꽃이라 할 수 있습니다. 그래서 자동차는 유행을 반영하거나 선도하는 흐름을 거쳐 디자인부터 완성하는 형태로 제작합니다.

처음의 디자인은 역시 스케치입니다. 자동차는 가격이나 연비에 따라 그 타깃층을 달리 하게 되는데요. 디자이너들은 소비자의 트렌드와 라이프사이클 연구를 바탕으로 콘셉트를 도출해 아이디어를 스케치해나갑니다. 종이 스케치가 완성됐다면 질감이나 컬러 등의 기본적인 콘셉트를 위해 디지털 화면에 터치펜으로 렌더링하는 과정을 거칩니다.

그다음은 완성된 스케치를 기반으로 실물 사이즈로 드로잉하게 되는데요. 이 과정에서는 드로잉용 테이프를 종이에 붙여 자동차의 외관을 확인하고, 설계 목적과 실 이미지가 매칭되는지를 확인합니다. 이후 완성된 디자인을 3D로 만드는 ‘디지털 모델링’을 거칩니다. 컴퓨터로 실 차량과 똑같은 3D 디지털 형상을 만드는 것입니다. 스케치와는 다르게 전체의 디자인을 빠르게 수정할 수 있어 실시간 설계와 공력검토에 용이합니다. 이는 VR(Virtual Reality, 가상현실) 기술로 변환해 실제 자동차를 보는 듯한 형태로 만들어지고, 내부에서 디지털 영상 품평을 진행해 디자인 방향성을 검토합니다.
 
클레이 모형 제작 단계
| 클레이 모형 제작 단계

이렇게 완성된 자동차의 3D 모델은 제작에 들어가기 이전, 자동차의 실제 느낌을 받아보기 위해 1:1 사이즈로 클레이 모형을 제작합니다. 처음으로 실물 형태의 자동차를 만나보는 것이죠. 이렇게 외관이 완성됐다면 ‘감성디자인’의 과정을 또 한 번 거치게 됩니다. 운전자의 피부에 직접 닿는 자동차이니만큼, 소비자 트렌드를 분석해 해당 차종이 존재해야 할 당위성이나, 가져가야 할 이미지들을 만들어 제품의 부가가치를 향상시키는 과정입니다. 이렇게 완성된 자동차 디자인은 자동차가 달릴 수 있는 과정, 엔지니어링 단계로 넘어갑니다.



STEP 2. 자동차의 심장을 만들고 영혼을 불어 넣는 엔지니어링
 
엔진과 트랜스미션을 연구 개발하는 과정은 자동차의 심장을 만드는 과정이라고 할 수 있습니다
| 엔진과 트랜스미션을 연구 개발하는 과정은 자동차의 심장을 만드는 과정이라고 할 수 있습니다

이렇게 가상 외관 디자인이 완료되고 나면 차체의 구조를 디자인합니다. 안전, 편의, 성능, 경제성 등 자동차에서 고려해야 할 모든 요소를 고려해 강도와 내충격 성능, 공기역학, 소음, 연비 등 실 주행시 필요한 구조 디자인 작업을 거칩니다. 만약 이 과정에서 자동차가 안전할 것으로 판단된다면 진동 소음 해석(NVH) 해석 과정을 거치는데요. 사람이 직접 탑승해야 하는 자동차에서 매우 중요한 과정입니다. 진동과 소음을 제어하기 위해 어디서 진동이 발생하는지를 판단하고 최소화합니다.

이제 구조의 디자인은 끝났습니다. 이후 차량의 심장이자 원동력인 파워트레인, 엔진과 트랜스미션을 연구 및 개발하시는 과정을 거칩니다. 엔진 개발이 끝났다면 자동차의 뼈대인 섀시를 디자인합니다. 섀시는 단순히 자동차 외관에 맞추는 것이 아닌, 서스펜션, 스티어링, 연료, 냉각, 흡배기, 브레이크 등의 전반적인 밸런스와 시스템을 고려해 디자인하고 제작합니다.

이제 자동차의 신체는 만들어졌습니다. 그런데 자동차에도 영혼을 불어넣는 과정이 필요하겠죠. 사소한 데에서 운전자를 행복하게 만들 내외장 편의 기능을 디자인하고 개발하는 ‘기능 디자인’을 마지막으로 엔지니어링 공정을 끝마치게 됩니다.



STEP 3. ‘지옥의 테스트’ 각종 상황을 정밀하게 검사하는 테스트 과정
 
시속 200Km 인공 바람을 통해 공기역학과 저항소음을 측정하고 개선하는 풍동테스트
| 시속 200Km 인공 바람을 통해 공기역학과 저항소음을 측정하고 개선하는 풍동테스트

이제 자동차는 탄생했습니다. 그런데 출고 전 개발보다 더 중요한 과정이 남았습니다. 길고 지루하지만 꼭 필요한, 테스트 과정입니다. 기아자동차는 전 세계로 수출하는 제품이므로 국내외 사정을 가정한 여러 가지 테스트 과정을 거치게 됩니다.

첫 번째는 풍동시험입니다. 자동차 연비에 크게 영향을 미치는 것이 공기역학이죠. 시속 200km 인공 바람을 각종 상황에 흘려 공기역학과 저항소음을 측정하고 계산합니다.
 
자동차는 강설 강우 테스트도 거칩니다
| 자동차는 강설 강우 테스트도 거칩니다

다음은 저온 시험입니다. 러시아 등에서도 활발하게 판매되는 기아자동차는 또 하나의 집과 같으므로 추위를 잘 막고 추운 날씨에서도 원활하게 작동해야 합니다. 그래서 영하 40도의 혹한 기후를 재현해 차량 내구 성능을 시험합니다. 요즘은 우리나라에서도 꼭 필요한 테스트겠네요. 이제 강설 강우 시험을 거칩니다. 가장 인명 피해가 높은 천재지변 중 하나고, 가장 자주 있는 조건이기도 하므로 냉정하게 판단해 강설 및 강우에 대비합니다. 고온 시험도 빠질 수 없겠죠. 사막이나 적도 인근 지방에서도 달려야 하는 운명을 안고 태어난 자동차기 때문에 영상 60도 혹서 환경을 재현해서 테스트합니다.
 
사막주행시험
| 사막주행시험

다음은 로드 시뮬레이션입니다. 도로 주행 이전, 자동차가 노면의 위기 상황에 어떻게 대처하는지를 판단하는 과정입니다. 이 길고 지루한 시험들을 모두 통과했다면, 그다음은 지옥의 테스트로 돌입하게 됩니다. 바로 ‘충돌 시험’입니다. 세계 각국은 그 나라 조건에 맞춰 각각 다른 충돌 테스트 합격 조건을 갖고 있는데요. 예를 들어 미국에서 신뢰하는 국소 부위 충돌 테스트 ‘스몰 오버랩 테스트’는 유럽 차량 브랜드도 고배를 마실 정도로 어려운 테스트로 불립니다. 이런 각국 기준에 맞춘 모든 충돌 테스트를 꼼꼼하게 진행해 안전성을 검증하고, 잘못된 곳이 있다면 디자인 혹은 엔지니어링으로 돌아가 전면수정합니다.

이후 폭우 상황에서의 누수를 시험하는 수밀 시험, 선회 시 제동능력과 최소 선회 반경을 조사하는 선회 시험로 타이어 시험, 세계의 모든 도로를 재현해 승차감과 주행성능을 조절하는 벨지언로 주행 시험, 캘리포이나의 모하비 사막에서 직접 진행하는 사막 주행 시험 등을 모두 통과하면 비로소 자동차는 완성됩니다.



STEP 4. 기계의 미학, 제조공정
 
까다롭게 고른 금속 재료를 녹여 뼈대와 엔진 등 복잡한 형태의 부품을 생산합니다
| 까다롭게 고른 금속 재료를 녹여 뼈대와 엔진 등 복잡한 형태의 부품을 생산합니다
 
양산차가 탄생하는 과정, 제조공정
| 양산차가 탄생하는 과정, 제조공정

 

개발이 모두 완료된 자동차는 양산에 들어가게 됩니다. 첫 번째로 까다롭게 고른 금속 재료를 녹여 뼈대와 엔진 등 복잡한 형태의 부품을 생산하고, 생산된 금속을 고압 프레스 기계로 눌러 패널을 제작합니다. 이후 자동차의 심장인 엔진 제작을 위해 만들어진 부품을 조립하고 기계를 가공하는 엔진 조립 과정을 거칩니다. 이렇게 만들어진 독자적인 제품은 용접이나 조립 과정을 통한 차체 조립 과정을 거치는데요. 수만 개의 부품이 조립되고 붙여지는, 자동차에 생명이 부여되는 중요한 공정입니다.
 

완성된 자동차는 수밀검사, 기능검사 등을 통해 다시 한번 성능과 안전 검사를 받습니다. 만일 검수 과정을 통과하지 못하면 다시 생산 과정을 반복해야 합니다
| 완성된 자동차는 수밀검사, 기능검사 등을 통해 다시 한번 성능과 안전 검사를 받습니다. 만일 검수 과정을 통과하지 못하면 다시 생산 과정을 반복해야 합니다

차량의 몸과는 별도로 만들어진 외장재의 경우 외관을 더욱 향상시키는 페인트를 입히는데요. 이 도장 공정은 단순히 외관만을 아름답게 하는 것이 아니라 소재가 부식되는 걸 방지하고, 오염이 묻지 않도록 하는 과정이기도 합니다. 이제 내부 부품과 차체, 실내외 부품을 드디어 조립하고, 전장부품, 배선, 배관 등의 작업으로 자동차는 우리가 아는 그 미끈한 모습으로 태어납니다. 완성된 자동차는 역시 수밀검사, 기능검사를 통해 성능과 안전을 최종 검수하는 과정을 또 한 번 거쳐야 합니다. 만약 이 검수 과정을 통과하지 못한다면 아쉽지만 자동차는 다시 생산 과정을 반복해야 합니다. 안전과 품질이 우선이니까요.



STEP 5. 주행 품질을 테스트하는 주행테스트
 
자동차가 우리 앞에 오기 전 연구소와 실제 도로를 기준으로 최종 주행테스트과정을 거칩니다
| 자동차가 우리 앞에 오기 전 연구소와 실제 도로를 기준으로 최종 주행테스트과정을 거칩니다

이제 양산하는 제품은 모두 만들어졌습니다. 이미 정밀 테스트와 까다로운 검수를 거친 자동차이지만 실제 조립 후의 제품은 실제와 다를 수 있으므로, 연구소와 실제 도로를 기준으로 주행테스트과정을 거칩니다. 자동차는 보기 위한 것이기도 하지만 달리기 위한 것이니까요. 이 과정까지 모두 통과했다면 드디어 ‘자동차’로 불리게 됩니다. 여러분께 도착할 자격이 생기는 것이죠.


드라마보다 드라마틱한 자동차 탄생의 과정과 순간 순간을 영상으로 한눈에 살펴 보시길 원한다면 클릭해 주세요  l 드라마보다 드라마틱한 자동차 탄생의 과정과 순간 순간을 영상으로 한눈에 살펴 보시길 원한다면 클릭해 주세요 



이렇게 자동차는 기획과 디자인, 지루하고 길지만 꼭 필요한 테스트, 조립, 조립 후 검수 과정을 거치고 나서야 탄생합니다. 우리가 타는 자동차는 그 길고 긴 과정을 모두 통과한 제품인 셈이죠. 가까운 미래에는 전기자동차가 대세가 될지도 모릅니다. 파워트레인이 화석연료 자동차보다 단순한 전기자동차는 그 부품 수가 일부 줄어들겠지만 역시 그만큼의 까다로운 공정 과정을 거쳐야 할 것입니다. 자동차는 때로는 우리의 집이고, 피부이며, 팔과 다리이기 때문이죠. 이만큼의 과정을 거친 자동차를 이제 안심하고 타도 될 것 같습니다.



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