Formula Student에서 엔지니어링의 작은 차이는 곧 성적의 차이로 이어집니다. 스페인 말라가대학교 소속 레이싱팀 Málaga Racing Team (MART) 역시 2025 시즌을 맞아 새로운 도전에 나섰습니다. 바로 완전 전기 파워트레인을 적용한 신형 머신 MA25RT의 개발입니다.
전기 구동 시스템은 뛰어난 토크와 가속 성능을 제공하지만, 배터리 팩으로 인해 차량 중량이 증가하는 단점이 있습니다. MART는 이를 극복하기 위해 차량 곳곳에서 공격적인 경량화를 추진했고, 그 핵심 부품으로 리어 업라이트(Rear Upright, 휠 캐리어) 를 선정했습니다.
업라이트는 서스펜션과 노면을 연결하는 구조 부품으로, 제동력·코너링 하중·수직 하중 등 극한의 힘을 견뎌야 합니다. MART는 기존 가공 방식으로는 어려웠던 대폭적인 경량화와 강성 확보를 위해 Meltio의 Wire-Laser Metal Deposition(LMD) 기술을 도입했습니다.
Formula Student란?
Formula Student(미국에서는 Formula SAE)은 전 세계 대학생들이 직접 싱글시터 레이스카를 설계·제작·개발해 경쟁하는 국제 모터스포츠 대회입니다. 참가팀들은 정적 평가와 동적 주행 테스트를 통해 설계 능력과 주행 성능을 동시에 검증받습니다.
2016년, 말라가대학교의 15명의 공학도들이 팀 창설에 나서며 MART가 시작되었습니다. 수년간의 도전 끝에 2021년 첫 완성차를 선보였고, 이후 지속적으로 경쟁력을 높여왔습니다.
“이번 협업은 차량 성능 향상뿐 아니라, 미래 제조업을 이끌 핵심 기술에 대한 이해를 크게 넓혀준 계기가 되었습니다.”
— MART Team
1. 복잡한 형상에서 드러난 CNC 가공의 한계
업라이트는 차량의 비현가 질량(Unsprung Mass) 에 속합니다. 비현가 질량이란 서스펜션이 지지하지 않는 부품군(휠, 업라이트, 브레이크 등)을 의미하며, 차량 거동 성능에 큰 영향을 줍니다.
MART는 이를 운동선수의 신발에 비유합니다.
“운동선수의 신발이 가벼울수록 더 빠르게 반응할 수 있습니다.”
이에 MART는 알루미늄보다 높은 비강도(강도 대비 무게) 를 가진 소재와, 하중이 필요한 위치에만 재료를 배치할 수 있는 제조 공정을 찾게 되었습니다.
2. 블록 가공에서 유기적 구조 설계로 전환
MART가 선택한 소재는 Ti-6Al-4V (Grade 5 Titanium) 입니다.
이 소재는 강철 수준의 강도를 가지면서도 밀도는 약 60% 수준에 불과하며, 알루미늄 대비 피로 강도 역시 우수합니다.
하지만 티타늄은 절삭 가공이 어렵고 원재료 비용도 높아, 통상적인 방식으로는 학생팀이 적용하기 쉽지 않습니다. 이에 MART는 적층제조 기반 설계(DfAM)를 적용해 Near-Net-Shape(최종 형상에 가까운 출력물) 방식으로 제작하고, 최소한의 후가공만 진행하는 전략을 택했습니다.
주요 설계 과제 :
3. LMD 기술로 구현한 티타늄 제조 혁신
모터스포츠에서 기술 혁신은 결과로 증명됩니다. MART가 기존 CNC 방식에서 Meltio의 LMD 기술로 전환한 결과는 즉각적이었습니다.
또한 이번 프로젝트는 지속가능성 측면에서도 의미가 컸습니다. 복잡한 형상의 업라이트를 티타늄 통소재에서 절삭 가공할 경우 막대한 칩 폐기물이 발생하지만, Near-Net-Shape 출력 후 필요한 부분만 후가공함으로써 Buy-to-Fly Ratio(투입 원재료 대비 최종 부품 비율) 를 크게 개선했습니다.
이를 통해 고급 티타늄 소재를 학생 팀 수준에서도 경제적으로 활용할 수 있게 되었습니다.
4. 휠 어셈블리당 2.5kg 경량화 달성
이번 기술 전환으로 MART는 기존 구조를 고성능 경량 구조로 업그레이드했습니다.
핵심 성과 :
“Meltio의 LMD 기술 도입은 MART의 설계와 생산 접근 방식을 완전히 바꾸어 놓았습니다. 복잡한 티타늄 부품을 디지털 모델에서 직접 제조할 수 있게 되었고, 이를 통해 경량화·부품 통합·강성 대비 중량 최적화를 실현했습니다. 이는 비현가 질량 감소와 차량 응답성 향상으로 이어졌습니다.”
— MART Team
5. 구조 부품 양산 가능성 검증
MART에게 Meltio의 LMD 기술은 단순한 대체 공정이 아니라, 전기차 전환을 가능하게 한 전략적 솔루션이었습니다.
고하중 구조 부품에도 금속 적층제조가 충분히 적용 가능하다는 점을 입증했으며, 비현가 질량 문제 해결과 티타늄 활용성 확대, 그리고 2025 시즌 경쟁력 확보라는 세 가지 목표를 동시에 달성했습니다.
