인공 지능 설계와 로봇이 3D 프린팅 해서 만든 징어 21C는 자동차 산업을 변화시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 펠릭스 페이지가 그들의 미국 본부를 방문했다
‘최소한의 일을 하는 것’은 기대 이상의 것을 하지 않거나 평범함에 안주하는 것, 심지어 포기하는 것 까지를 암시한다. 2024년 현재 자동차 산업을 포함하는 제조업체들의 상황을 비유하는 말이다. 하지만 이들은 치솟는 생산 비용에 직면하고 환경에 미치는 영향을 줄이기 위해 최선을 다하고 있다.
제품을 만드는 비용이 저렴해야 할 뿐만 아니라 그 어느 때보다 가벼워야 하고, 구성에 최소한의 재료를 사용해야 하며, 가능한 한 적은 자원을 사용하여 신속하게 제작되어야 한다. 최소한의 일을 하는 것이 이제 업계의 가장 중요한 목표임이 분명하다.
캘리포니아 토랜스, 해밀턴 애비뉴 19601. 다이버전트(Divergent)의 본사로 알려진 곳, 또는 자동차 산업의 대담한 새 시대를 연 진원지로 곧 알려지게 될 곳이다. 다이버전트는 터무니없이 강력하고 매혹적으로 설계된 하이퍼카 21C를 개발한 징어(Czinger)의 모기업으로 가장 잘 알려져 있다.
1250마력 V8로 구동되는 21C는 차량 제조에 대한 징어의 새로운 접근 방식을 통해 무엇을 달성할 수 있는 지를 보여주는 쇼케이스이다. 2020년에 공개된 21C는 ‘3D 프린팅 하이퍼카’로 알려지게 되었는데, 이는 어느정도 정확하면서도 가치를 제대로 반영하지 못한 설명이다. 왜냐하면, 도로를 달리는 자동차든 아니든, 전 세계적으로 이렇게 엔지니어링의 아름다움을 주장할 수 있는 자동차가 없는 것이 분명하기 때문이다.
시속 300km에서 2000kg의 다운포스를 생성하며 지면을 빨아들이는 위협적인 공기역학적 부가 장치들은 트랙에서 연마된 성능 잠재력을 말해준다. 조종석은 중앙에 위치한 운전석과 운 좋은 승객을 위한 뒷좌석이 아니었다면 르망 하이퍼카에서 바로 옮겨온 것처럼 보였을 것이다.
사장 겸 최고운영책임자(COO)인 루카스 징어(Lukas Czinger)는 “이 자체로 하나의 기업”이라며 “미국에서 가장 성공적인 고성능 자동차 회사”가 되겠다는 포부를 밝혔다. 그러나 더 중요한 것은 21C가 모회사의 제조 혁신을 선보이고 발전시키는 “바퀴 달린 실험실” 역할을 한다는 것이다.
“다이버전트의 사명은 매우 야심차고 광범위한 것, 즉 자동차 차체와 항공우주 및 방위 구조물의 설계 및 제조를 위한 시스템 수준의 솔루션이었다”라고 그는 설명한다. “우리는 물건을 만들고 설계하는 전통적인 방식을 살펴보았는데, 꽤 좋은 디지털 툴은 있었지만 설계 과정을 주도하는 자동화는 많지 않았다.”
다이버전트가 완전히 뜯어보고 싶었던 것은 설계 과정에 그치지 않았다. 루카스는 모든 자동차 제조 과정이 “여러 가지 면에서 망가졌다”고 생각한다. 그것은 주로 기존의 차체 생산 공정이 “많은 에너지와 시간이 소요되고” 상당한 양의 CO₂를 배출하기도 하지만, 기존의 개발 및 구성 방법이 회사 자원을 불필요하게 고갈시키기 때문이기도 하다.
“자동차의 자본 순환은 가혹하다”고 그는 말한다. “업계 최고의 기업들조차도 10년 또는 20년 동안 어려움을 겪고 있다. 자본 지출 집약적인 산업이고 대부분의 자본 비용은 해당 차량의 차체를 생산하는 데서 발생하기 때문이다.
본질적으로, 어떤 자동차의 수익성은 제조업체가 그 차를 만들기 위해 공장에 장비를 갖추는 비용을 얼마나 빨리 상각할 수 있느냐에 달려있다. 이것이 바로 우리 모두가 이제 보통 7년에서 8년인 모델 수명 주기에 매우 익숙한 이유이다.
일반적으로 그 중간 지점에서 스타일링을 가볍게 손질한다. 디자이너와 엔지니어는 그보다 더 빨리 자동차를 개선하기를 원할 수 있지만, 시작점에서 이루어진 투자에 대한 건전한 수익을 창출해야 하기 때문에 그렇게 하는 것이 금지되어 있다.
이러한 모든 것에 대한 해결책은 설계 및 생산에 대한 다이버전트의 자산 경량화와 초 효율적인 접근 방식이다. 시작은 먼저 이 회사의 자체 정예 엔지니어 팀이 코딩한 새로운 인공 지능 기반 설계 프로그램이다. 주어진 구성 요소에 대한 최적의 설계, 즉 최소한의 재료를 사용하면서 가장 가볍고 견고하며 내구성이 뛰어난 설계에 신속하게 도달한다.
루카스는 이 시스템이 자동차 엔지니어링 산업을 완전히 뒤바꿀 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 믿는다. 기존의 스탬핑, 주조, 기계 가공 방식으로는 이 초 간결화 방식의 구성 요소를 생산할 수 없으므로 다이버전트는 ‘적층 제조’를 사용한다. 22개의 우뚝 솟은 로봇 팔들이 원을 이루어 초경량, 초강력, 완벽하게 자원에 최적화된 금속 구조물을 함께 ‘프린트’하도록 프로그램 되어 있다. 자동차의 하부 서스펜션 마운트, 모터사이클의 스윙 암, 심지어 군용 항공기의 동체 같은 것들이 중심에 놓인다.
우리가 방문했을 때 로봇 팔들은 잠들어 있었고, 사진을 찍지 말아 달라는 정중한 요청을 받았다. 하지만, 우리가 본 것은 일반적으로 인정된 제조 방법에 대한 전면적인 재고를 나타내는 것임이 분명했다. 루카스에 따르면 본질적으로 3D 프린터이지만, 단순하고 상대적으로 깨지기 쉬운 플라스틱이나 복합 재료로 구조를 짜지 않고 재활용 가능한 알루미늄 기반 합금을 사용한다.
그 화학 구조(다이버전트가 등록한 650개 특허 중 하나)는 회사 자체의 기계 학습 기반 시스템(일종의 AI)에 의해 고안되었다. 생산된 구조물은 용접이 가능하기 때문에 기존의 방법으로 함께 고정할 수 있지만, 다이버전트는 대부분 자외선 램프 아래에서 단 2초 만에 경화되는 자체 초강력 접착제(또 다른 특허)를 사용한다. “그래야 연간 수백만 대의 자동차를 생산할 수 있다”라고 루카스는 말한다. “10초나 40초가 되면 갑자기 아무 것도 작동하지 않는다.”
부품이 모두 생산되면 조립에 착수한다. 루카스는 다음과 같이 설명한다: “40개의 프린트 부품이 있는 경우 어떻게 디지털 방식으로 부품들을 조립하고 일반 설계와 적층 제조의 모든 이점을 최종 조립으로 확장할 수 있을까? 우리는 제품에 구애를 받지 않는 조립 시스템을 설계할 필요가 있었다. 그래서 같은 로봇 그룹이 똑같은 하드웨어로 포드 프레임이나 페라리 프레임을 조립할 수 있었다.”
이제 이 시스템을 구축한 다이버전트는 첫 번째 고객을 확보하고 전 세계적으로 비즈니스를 확장하기 시작했다. 이것이 “세계 최대의 제조 플랫폼”이 될 것이라는 생각이다. 고객들은 자신의 현장에서 다이버전트의 소프트웨어 및 적층 제조 시스템을 사용하여 촉진하고, 비용을 절감하고, 자신들의 활동으로 인한 환경적 영향을 완화할 수 있으며, 그 결과 “설계 주도 기업”이 될 수 있는 자유를 갖게 된다.
루카스에 따르면 부품 설계는 약 18개월에서 몇 주까지 걸리며, 기존의 시제품 제작 과정을 거치지 않기 때문에 “설계가 완료되자마자 처음부터 부품이 정확하다”. 또한 하드 툴링이 없다는 것은 제품이 이미 시장에 출시된 후에도 디자이너와 엔지니어가 제품을 변경할 수 있는 자유가 더 많다는 것을 의미한다. 예를 들어 특정 그릴 패널이나 서스펜션 마운트의 생산에 투자된 만만치 않은 금액을 고려할 필요가 없다.
기본적으로, 적층 제조는 “자본의 관점에서, 설계한 것에 대한 위험을 크게 줄여준다.” 이러한 의미에서 다이버전트는 세계에서 가장 유연하고 비용 효율적인 제조 파트너가 될 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 루카스는 “우리는 제품 조합에 100% 유연하다는 점을 제외하고는 한층 강화된 계약 제조업체 폭스콘이나 마그나와 같다”고 주장한다.
또한 지속 가능성에 큰 영향을 미친다고 다이버전트의 설립자이자 루카스의 아버지인 케빈 징어는 설명한다. “구조물에서 질량의 20%, 30%, 40%를 제거하면서 기본 충돌 안전성과 성능을 유지하거나 개선한다고 상상해 보자. 이를 비물질화라고 한다: 50-60년 전에는 맥주 캔에 83g의 알루미늄이 필요했다. 캔의 벽이 점점 얇아지고 다른 탭이 개발되어 지금은 12.7g이다.” 적절하게도, 케빈은 전체 과정을 ‘네 개의 D’(즉, 4D)로 요약한다: 디지털화(digitise), 비물질화(dematerialise), 배분(distribute), 민주화(democratize).
다이버전트는 하룻밤 사이에 여기까지 온 것이 아니다. 운영 초기 몇 년 동안 수익을 창출하지 못했으며 절차를 마무리하고 고객을 찾는 과정에서 여전히 연간 1만 개 미만의 부품을 생산하고 있다. 그러나 미래는 밝다. 모든 사업은 현재 로스앤젤레스 인근에 있는 9290제곱미터 규모의 본사에 기반을 두고 있지만 2030년까지 전 세계적으로 30개의 시설을 목표로 하고 있다. 다이버전트는 현재 7개의 글로벌 자동차 제조업체와 협력하고 있지만, 공개적으로 이름을 올린 것은 한정판 DBR22 스피드스터에 3D 프린팅 리어 서브프레임을 사용한 애스턴 마틴과 메르세데스-벤츠뿐이다.
그리고 다이버전트가 상호 연결된 제조 시스템의 더 큰 글로벌 네트워크를 구축하기 위해 노력함에 따라 스포츠카 회사 징어는 브랜드 구축 기술 쇼케이스로서 새로운 중요성을 갖게 될 것이다. 21C는 이미 아메리카 서킷(Circuit of the Americas)에서 양산차 랩 기록을 약 6초 앞당겼고, 라구나 세카에서는 맥라렌 세나를 2초 차이로 앞섰다. 뉘르부르크링에도 도전할까? “우리는 이 차가 세계에서 트랙을 가장 빨리 달리는 양산차라는 성명을 발표했고, 그걸 이행할 것이다.”
루카스는 21C가 다이버전트 기술의 더 넓은 의미를 보여주는 헤드라인을 장식하는 미끼 역할을 한다고 말한다. “5년에서 10년 후에, 사람들은 21C가 이 시스템을 기반으로 설계되고 제작된 최초의 차라는 것을 돌이켜 볼 것이다. 그것은 강력할 것이다. 그리고 다른 많은 자동차들도 그런 식으로 만들어질 거라고 생각한다.”
글·펠릭스 페이지(Felix Page)
