[Tire Process] 타이어 제조공정 첫번째 - 패턴 디자인 설계

 

타이어 제조가 고도의 기술과 노하우가 축적된 첨단 산업 분야라는 것을 아는 사람은 많지 않다. 타이어의 개발과 제조과정을 6회에 걸쳐 차례로 소개한다. 그 첫 번째는 타이어 패턴 디자인 설계다.
글 박정선 | 사진 박창완(스튜디오 창)

---

시작이 반

타이어제작만큼 ‘시작이반’이라는 말이 잘 어울리는 것이 또 있을까. 시장에서 타이어의 성패는 디자이너의 손끝에서 절반 정도가 결정된다. 어떻게 디자인 하느냐에 따라 성능이 결정되기때문이다. 타이어를 살펴보면 여러가지 홈이 파여 있는 것을 알 수 있다. 이 홈들을 뭉뚱그려서 ‘트레드 패턴’이라고 부르는데, 자동차의 용도나 목적에 따라 각기 다른 모양을 하고 있다. 타이어 디자인이라고 하면 바로 이 트레드의 패턴을 디자인하는 것으로, 보기에도 아름다워야 하고 무엇보다 타이어의 성능을 좌우하는 중요한 작업이다. 패턴디자인은 신제품 타이어를 개발생산하는 첫 단추이지만, 타이어의 디자인이 곧 제품의 성격이나 성능에 직접적으로 연결되므로 패턴디자인이 끝나면 타이어는 절반 가량은 완성이 된 것이나 다름이없다.

---

패턴에 따라 성능도 천차만별

크게 본다면 미적인 면과 기능적인 면을 동시에 만족시켜야 하는 것이 바로 패턴디자인이다. 하지만 요즘같이 타이어업체들끼리 경쟁이 치열한 상황에서는 얼마나 많은 부분까지 세세하게 고려하느냐가 곧 성패를 가른다. 고속주행 능력, 다양한 노면조건과 기후, 세계 각국의 도로 조건에 만족하는 성능은 기본이며 여기에 세계 각국의 문화적인 욕구를 충족시킬 수 있는 미적 감각, 그리고 최신의 자동차 스타일과의 조화도 고려해야 한다. 그래서 타이어패턴은 개발하고자하는 타이어의 제품군, 주요 판매지역 및 수요층과 적용차량에 따라 디자인 방향이 달라진다. 예를 들어 겨울용타이어에는 사이프라고 하는 미세한 홈들이 있어야하며, 사계절용타이어는 크고작은 홈들이 적절히 배치되어야 한다. 이를 결정하기 위해서는 시장조사가 기본. 타이어를 새로 디자인하기 전에 먼저 소비자의 선호도를 조사하고 제품 판매지역의 디자인 트렌드를 분석한 뒤,이를 토대로 트레드 패턴에 대한 스케치 디자인이 진행된다. 한 가지 타이어를 디자인하는데 디자이너들은 적게는 수십 개에서 많게는 수백 개까지 다양한 패턴들을 그려낸다. 이렇게 그린 수많은 도안들을 몇개로 간추린 다음, 회의를 거쳐 최종 디자인을 선택하게된다.

---

성능 예측과 분석은 기본!

결정이 된 패턴 디자인은 컴퓨터를 이용한 3차원 모델을 만들어 성능을 예측, 분석하고 제품으로 만들 때 생길 수 있는 모든 문제점을 검토하는 단계를거친다. 디자인 과정에서는 시각적인 아름다움 뿐만 아니라 소음, 승차감,마모, 눈길, 젖은 노면 또는 마른 노면 제동력, 배수성, 핸들링 등의 다양한 성능까지 고려한다. 타이어 트레드홈은 형태에 따라 차의 승차감에 크게 영향을 미치기 때문에, 이를 사전에 예측하여 디자인을 한다. 이 때에는 금호타이어가수출하는 17여 개국의 도로조건을 모두 고려하여 컴퓨터로 분석한다. 컴퓨터시뮬레이션이끝나면 드디어 성능검증을 위한 핸드카빙타이어Hand Carving Tire를 만들게 된다. 핸드카빙타이어는 생산에 들어가기 전에 미리 완제품을 만들어 보는 것으로 샘플 같은 타이어라고 생각하면 이해가 쉽다. 패턴이 없는 스무드 타이어에 결정된 패턴 디자인을 기계가 아닌 손으로일일이 조각하여 만드는것으로, 완성된 핸드카빙타이어는 마지막으로 각종 시험기 테스트 및 프로빙그라운드Proving Ground에서의 실차테스트를 거쳐 문제점을 보완하게 된다.

---

패턴 디자인 설계 과정

타이어 패턴 디자인은 컴퓨터로 쓱쓱 그려내기만 하면 되는 것이 아니다.앞서 설명한 것처럼 상당히 복잡한 과정을 거쳐 하나의 타이어 패턴이 완성되는데, 이를 간략하게 도표로 살펴보면 다음과 같다.

---

차종과 트레드

일반적으로 블록이 크고 블록간의 거리가 넓은 트레드일수록 오프로드 성능이 강한 RV 차량용이고 블록이 세밀하며사이프가 많은 것은 일반 승용차용 타이어다. 고성능 스포츠카용 타이어 트레드는 무늬가 적어 한눈에도 단순해 보이는 패턴이 특징이다.

---

Tip 타이어 트레드에 담긴 정보들을 읽어보자!
능숙한 타이어 패턴 디자이너들은 타이어 트레드를슬쩍 보는 것만으로도 그 타이어가 가진 특성 및 성능을 쉽게 읽어낼 수 있다. 일반인들도 트레드를 구성하고 있는 요소들이 각각 어떤 역할을 하는지 알아둔다면, 타이어를 선택하는 안목을 키울 수 있다.

---

트레드의 구성
트레드는 옴폭하게 들어간 곳과 볼록하게 튀어나온곳들의 반복으로 구성되어 있다. 세로로 길게 파인홈을 그루브Groove라고 하는데, 그루브의 폭이 넓을수록 빗길에서 주행성능이 좋아지지만 너무 넓으면 제동력과 코너링 성능이 약해진다. 볼록 튀어나온 곳은 블록Block이라고 하는데 타이어의 견인력과 제동력, 코너링 성능을 담당한다. 세로로 가늘게 파인 선들은 사이프Sipe라고 부르며 사이프가 많고촘촘할수록 빗길이나 눈길에서 접지력이 좋아진다.

1 마모 한계선 : 타이어 잔여 수명
2 블록(Block) : 견인력, 제동력
3 그루브(Groove) :배수
4 사이프(Sipe) : 빗길 접지력, Snow