안녕하세요 댕우입니다.
오늘은 전기차와 함께 부각되고 있는 핫스탬핑(Hot stamping)에 대해 알아보겠습니다.
핫(Hot) + 스탬핑(Stamping) 이라는 단어에서도 유추하실 수 있듯이, 핫스탬핑은 철판을 고온에서 스탬핑 성형하는 공법을 말합니다.
정확하게 말씀드리면, 아래 그림과 같이 소재를 고온(900~950℃)으로 가열한 상태에서 프레스 성형을 한 후 금형 내에서 급냉시키는 방식을 말합니다.
유튜브에 핫스탬핑 공정을 잘 설명해주는 영상이 있어서 함께 첨부하였습니다. 아래 동영상이 핫스탬핑 공정에 대한 이해를 도와줄 것이라 생각합니다.
그러면 이 핫스탬핑(Hot Stamping) 기술이 왜 각광을 받고 있을까요?
이는 핫스탬(Hot Stamping)이 기존 스탬핑에 비해 가진 장점 때문인데요.
핫스탬핑은 기존 두께를 유지하면서 강도는 2~3배 높일 수 있습니다. 때문에 기존 스탬핑 방식 대비 약 15~25%의 자동차 경량화를 실현할 수 있습니다.
예를 들어, 망간보론강재의 경우 기존 스탬핑을 거치면 550Mpa 정도의 강도를 갖는데, 핫스탬핑 공정을 거치면 약 1,500~1,700MPa까지 강도를 확보할 수 있습니다.
이런 핫스탬핑 기술은 자동차 업계에서 활발하게 도입되고 있는데요.
자동차에는 스탬핑 공정을 거친 부품들이 많이 사용되는데, 세계적으로 환경규제 및 연비규제가 강화되는 추세에서 이러한 핫스탬핑 기술은 자동차의 연비향상과 더불어 차체의 안정성까지 확보할 수 있는 기술로 평가되고 있습니다.
실제로도, 아래 그래프와 같이 핫스탬핑 부품 시장의 규모는 꾸준히 증가할 것으로 평가되고 있습니다.
또한 이러한 장점을 가진 핫스탬핑 부품들은 전기차에서도 활발하게 사용되고 있는데요.
주행거리 향상을 위해 전기차에 적용되는 대용량의 배터리팩은 차량의 무게를 증가시키기 때문에 이를 보완하기 위한 경량화 부품들이 필요합니다. 또한 전기차는 하부에 위치한 배터리팩의 안정성 향상을 위한 높은 강도의 부품들이 요구됩니다.
때문에 차량 경량화 뿐만아니라 배터리 팩의 안정성 향상까지 가져다 줄 수 있는 핫스탬핑 부품들의 도입이 전기차에서 특히 활발하게 늘어나고 있습니다.
반면, 핫스탬핑 기술은 몇가지 단점도 가지고 있는데요.
핫스탬핑 시 가열한 강판을 프레스 성형과 동시에 금형 내에서 일정 온도 이하가 될 때까지 냉각 유지할 필요가 있기 때문에 성형 공정의 사이클 타임이 기존 냉간 프레스 공법(Cold Stamping)보다 대폭으로 길어지게 됩니다. 이는 프레스 공정의 생산성을 낮출 수 있어, 대량생산을 실시하는 스탬핑 공정의 특성상 단점이 될 수 있습니다.
그렇기 때문에 사용되는 핫스탬핑 강에는 강판의 발열을 촉진시키고, 사이클 타임을 향상시키는 목적으로 높은 열전도율이 요구됩니다.
또한 기존 프레스 공법과는 달리 핫스탬핑 시 열 부하에 의해 연화가 발생하기 때문에 핫스탬핑용 금형에는 내마모성과 고경도 뿐만 아니라 고연화에 대한 저항성이 요구됩니다.
이러한 특성은 금형 제작 시 비용 증가를 발생시키고, 이는 핫스탬핑 부품 및 차량 전체의 가격을 증가시키기 때문에 핫스탬핑의 단점이 됩니다.
최근에는 테슬라에 핫스탬핑 부품을 공급하는 것으로 알려진 '명신산업' 이라는 국내업체가 화제가 되기도 했는데요.
명신산업은 핫스탬핑 부품을 생산하는 업체로 핫스탬핑 부품 수요 증가에 따라 2019년 영업이익이 크게 증가 하였고, 최근 기업공개(IPO)에서는 역대 최고 청약 경쟁률을 기록하기도 했습니다.
명신산업 외에 핫스탬핑 기술을 도입한 업체는 현대하이스코, 성우하이텍 자회사인 삼영핫스탬핑, 신영, 일지테크 등이 있습니다.