Alpha Bike : Stamping Frame for City Bike

MYUNGJI X ECCOV, 2014

자전거는 수백 가지의 부품으로 구성되는 조립형 산업이자 작업자의 숙련도에 따라 품질이 결정되는 인력 중심 산업이다. 주요 부품 중에서 프레임은 자전거 브랜드를 대표하는 디자인과 기술력을 나타내는 가장 중요한 부품으로, 프레임의 재질은 알루미늄, 스틸, 티타늄, 카본, 알루미늄 등으로 구성되어 있다. 제작 방법은 알루미늄 튜브 여러 개의 조인트 부분을 용접해 완성시키는 튜빙(Tubing) 방식을 통해 숙련공이 직접 용접을 하여 완성한다. 프레임의 재질에 따라 가격과 생산방법 등이 틀리지만 공통점은 프레임 생산을 사람의 용접 기술에 의존하고 있어 균일한 품질을 갖지 못하는 취약점이 있다는 것이다.

'Alpha Bike - Stamping Frame for City Bike' 프로젝트의 Alpha Bike(알파바이크)는 자동차 부품 제조 기술로 제작된 도심형 자전거이다. 자동차 산업에서 주로 쓰이는 강철 대비 가볍고 충돌 흡수 등이 우수한 ‘고장력 강판(DP강, Dual Phase Steel)’ 최초로 접목시켰다. 기존에는 주로 카본 복합소재(Carbon Composite)로 만 구현이 가능했던 고급 자전거 프레임의 유려한 자유 곡면 디자인을 고장력 강판 프레스 성형을 통해 구현하고, 780MPa의 높은 강성을 달성했다. 이는 저렴한 비용으로 고가 프레임에 견주는 무게와 강성 등의 우수한 품질을 제공한다. 명지의 프레임 기술 개발에서는 로봇 자동 용접 방식을 적용했으며, 이는 프레스 공법을 통한 스탬핑 성형으로 좌우 동일한 형상의 패널을 만든 뒤 좌우 형상을 로봇으로 용접해 하나의 프레임으로 만드는 방식이다.

기존 튜빙 방식에서 발생하기 쉬운 조인트 부분의 용접 불량이나 크랙이 발생할 소지를 해소하여 기존 제품 대비 높은 내구성 및 안전성을 구현하며, 로봇 1대당 시간당 6대의 프레임을 완성하여 높은 생산성으로 수작업의 한계를 극복하고 자전거 프레임 생산을 고부가가치 산업으로 재탄생시킨다. 더불어 자전거의 큰 속성인 디자인에 대해 자유도와 정교함을 확보함으로써 제품의 상품성을 높일 수 있다.

클리오디자인은 현대자동차 사내 벤처기업 에코브(Eccov), 프레스 금형 설계 제작 전문 기업 명지 등 과의 협업을 통해 ‘고장력 강판 스탬핑 성형 및 자동용접 방식의 자전거 프레임 생산기술 개발’ 과정에 참여하였다. 공법에 대한 충분한 이해를 바탕으로, 디자인 컨셉 및 프로토타입 개발, 유저 테스트를 통한 피드백 등 지속적인 개선 과정을 통해 완성도 있는 디자인 솔루션을 제시하였다.