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마빅 코스믹 얼티메이트 45 디스크 설계 및 제작: 장인 정신, 금속 세공 기술

이엑스오 2024.01.11 15:38:39 조회수 1,335
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마빅 코스믹 얼티메이트 45 디스크 개발 이야기

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오랫동안 기다려온 마빅의 "코스믹 얼티메이트 45 디스크"휠 시승과는 별개로, 제품을 출시하기 전에 개발 과정에 대한 이야기를 하고 싶었습니다. 제 생각에는 이 휠의 비싼 가격에 대해 터무니없다고 생각하기 전에 우리가 무엇에 대해 이야기하고 있는지 알고 있는 것이 매우 중요하기 때문입니다.


이 최상급 휠의 디자인부터 제조까지 전문 교육을 받은 약 10명의 인력이 프랑스에서 100% 수작업으로 제작합니다. 저는 이곳에서 여러분에게 공유하는 전체 제조 과정을 직접 목격할 수 있었습니다.


수많은 기술과 언제 끝날지 모를 것 같은 내구성 테스트를 거친 이 초경량 휠을 완성하는데 3년 이상의 개발 기간이 필요했습니다. 여기에서 제가 여러분께 공개할 매뉴팩처링은 최고급 시계를 제작하는 장인의 손길에 더 까갑고 Mavic의 M이 그 이름에 걸맞게 완벽한 매뉴팩처입니다!



부도 직전 구원을 받았다.


1899년 창립 이후 마빅은 수많은 폭풍우를 헤쳐나가며 수많은 부침 속에서 발전을 이루었습니다.


마빅을 처음 방문한 것이 9년이 지난 2014년이었습니다. 당시 이 "노란 피" 브랜드는 아머 스포츠 계열사 Salomon(살로몬)의 손에 들어가 있었고, ENVE(엔비)도 같은 아머 스포츠 우산 아래 있었습니다. 그러나 그 이후로 폭풍우가 몰아쳤고 아머 스포츠는 계열사 중에 마빅과 ENVE를 매각 대상으로 시장에 내놓았고, 먼저 마빅인 미국 사모펀드 회사로 매각이 되었지만 1년이 지난 시점에도 매각 대금을 받지 못해 마빅은 계약을 파기합니다. 2020년 5월에 법정관리에 들어간 후 2020년 7월 21일 프랑스 가족 기업 Bourrelier 그룹이 회사를 인수하여 자회사 Mavic 그룹을 설립하면서 드디어 폭풍우를 뚫고 평화로운 대서양을 항해하기 시작했습니다.


인수 조건으로 인해 210개가 넘는 부서 중 107개의 부서를 폐지하고, 프랑스 알프스와 가까운 지역 Annecy(안시)에서 연구 개발을 시작으로 하이엔드 제품의 생산까지 가능한 센터를 건립했습니다.



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이 건물 내에는 중립 지원 서비스 활동, A/S센터, 연구 개발, 산업화 전 단계뿐만 아니라 여기에서 우리가 관심을 가지고 있을 코스믹 얼티메이트 45  디스크와 같은 카본 휠 제조 라인도 있습니다.


그렇습니다. 이 카본 휠은 전적으로 프랑스에서 완벽하게 제작되었습니다. 베어링과 같은 극소수의 파트와 원자재만이 외부로부터 공급됩니다.



최고급 시계와 금속을 세공하는 과정처럼 정밀합니다.


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한 세트에 790만원에 달하는 이 휠에는 3년이 넘는 개발 기간이 걸린 제품은 제품은 제작 과정이 최고급 시계와 금속을 세공하는 과정과 똑같습니다. 마빅은 휠 전문 업체이지만 현재 판매되는 제품에 도달하기까지는 수많은 시행착오를 극복해야 했기 때문입니다.


단단하지만 과하지 않게, 가벼우면서 매우 강한 휠을 만들기 위한 올바른 구성 요소, 카본 레이업의 올바른 레시피를 찾기 위해 수많은 실패를 경험했습니다. 나중에 살펴보겠지만 마빅은 한 쌍의 휠을 판매하기전에 혹독한 마모와 파괴 테스트를 수행합니다.



프랑스 제작

코스믹 얼티메이트 45 디스크 각 휠을 만드는 데에는 최소한 71개의 부품이 필요합니다. 그리고 마빅은 코로나19가 발생하기 전부터 몇 년 동안 생산의 일부를 프랑스로 이전하기를 원했습니다. 이 제품만을 위해 전문 교육을 받은 단 10명으로 구성된 소규모 팀으로 제작되며, 거의 모든 공정들이 장인의 손을 통해 하이엔드 시계를 조립하는 것처럼 진행되고 있었습니다.



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높은 기술력과 인내와 정확성이 요구되는 수작업이 혼합되어 있습니다.


림에 카본 스포크 부착을 위한 FORE(포어) 테크에 사용되는 인서트와 같은 정교한 알루미늄 부품은 인근 Arve 밸리에서 가공됩니다. 또 하나 ENVE(엔비 휠)도 사용 중에 있는 Instant Drive360(ID360) 허브는 Annecy(안시)에서 제작되고 있으며, 나중에 확인하겠지만 ID360 허브는 100% 카본으로 만들어진 것처럼 보이지만 실제는 최소한의 알루미늄 쉘 위에 카본으로 적층되어 만들어졌습니다.



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카본에 관련된 모든 것은 Annecy(안시)에 위치한 본사에서 이루어집니다. 마빅은 일본에서 수입된 4가지 유형의 섬유(㎡당 100~300g)를 사용하며, 카본의 특성을 유지하기 위해 -18 ˚C의 냉장실에 보관합니다. 특수 베어링만 아시아에서 생산됩니다. 하지만 이 코스믹 얼티메이트 45 디스크는 97% 프랑스 제품입니다.


디스크 브레이크와 튜브 리스로의 전환으로 인해 마빅은 프로세스를 완전히 재검토하게 되었습니다. 예를들어, 림의 경우 더 이상 구조용 스티로폼(많은 브랜드에서 사용)이 사용되지 않으며 이제 블래더(고무 탱크)가 사용되며 성형 후 제거됩니다.


이런 작업은 경량화하는데 도움이 되지만 이전에 사용된 구조용 스티로폼도 휠의 강성에 기여했기 때문에 강성을 높이기 위해 카본 레이업을 변경해야 했습니다.(림당 +20g) 이 에 폼의 무게는 여전히 70g입니다.



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예전의 휠은 스티로폼이 휠의 강성은 물론 스포크를 고정해 주는 역할도 해주었습니다. 따라서 이 스티로폼이 사라지면서 마빅은 스포크를 고정할 수 있는 또 다른 설루션인 Fore(포어 테크) Carbon을 찾게되었습니다.



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카본 스포크를 장하하기 위해 알루미늄 인서트가 림에 내장됩니다. 따라서 성형 및 완성 후에 이 인서트가 움직일 가능성은 없습니다.



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스포크는 여전히 단일 카본(R2R)으로 만들어졌지만 그 모양은 에어로 수준에서 최적화되었습니다. 공기 역학적 항력을 감소시키는 평평한 스포크 대신 타원형 스포크입니다. 견고성에 대한 우려가 많은 불러일으키는 카본 스포크는 항상 걱정의 대상입니다.



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하지만 안심하셔도 됩니다. 마빅은 수많은 테스트를 거쳤으며 이 스포크는 강철 스포크보다 훨씬 더 강력합니다. 이전 제품은 약 350kg의 인장 강도를 갖고 있었고, 지금의 코스믹 얼티메이트 45 디스크의 카본 스포크는 600kg 이후에 파손됩니다. 3개의 스포크를 자동차를 들어 올릴 수 있습니다!


그러나 하나 이상의 스포크가 부러지더라도 바퀴는 무너지지 않습니다.

휠이 한계에 도달하려면 최소 5개 이상 브레이크가 걸어야 하는데, 이런 경우 휠 이외에도 다른 부분에 문제가 발생할 가능성이 높습니다.


허브는 최소한의 알루미늄 쉘로 제작되었으며, 가공된 후 카본으로 적층되어 만들어집니다.


그런데 왜 100% 카본으로 만들어진 허브 셸은 만들지 않나요?



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이에 대한 몇 가지 이유가 있습니다. 첫째, 동일한 강성으로 특별히 더 가벼워지지는 않습니다. 둘째, 허브, 특히 베어링에 필요한 공차가 너무 낮아 알루미늄 가공과 달리 카본 주조에서는 충분히 정확한 결과를 얻을 수 없습니다. 예를 들어 스포크를 고정하기 위해 허브에 필요한 모양은 정확한 각도가 필요하며 둥근 모양을 형성하는 카본으로는 재현이 불가능하고 나머지는 레진일 뿐이므로 더 취약합니다.


스포크와 디스크가 부착되어 있다는 점을 감안할 때 마빅은 가능한 무게 절감을 위해 안전을 무시하고 싶지 않았습니다.


마지막으로, 이러한 모든 허용 오차를 해결한 카본 허브는 가격이 너무 높아 휠 가격이 더 올라가게 될 것입니다.



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엔비의 프리미엄 로드 허브는 마빅에서 제작 판매하는 ID360입니다 (본사 홈페이지 캡처)


마빅은 투르 드 프랑스에서 UAE 팀 에미리트의 타데이 포가차(엔비도 ID360 사용)를 통해 이미 간접 검증된 ID360 프리휠을 재설계했습니다. 무게를 줄이기 위해 액슬과 프리휠 바디를 최대한 가공했습니다. 아직까지 마빅은 세라믹 베어링의 내구성 문제로 이 스펙의 출시에 관심이 없으며, 훨씬 더 높은 가격에 비해 구름성의 증가는 미약합니다. 마케팅 비용이 제품의 가격에 포함되는 것을 인정하지만 최대한 제품을 개발하고 출시하는데 비용이 지출되도록 노력하고 있습니다.



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반면, 강철 베어링은 신중하게 선택되며 마빅은 평판이 좋은 고품질 베어링 브랜드에서 소싱됩니다. 신뢰성을 높이기 위해 이전 세대에 비해 개선된 베어링입니다. 마빅의 자동 클리어런스(자동 예압) 시스템 덕분에 베어링에 대한 클리어런스 조정이 더 이상 필요하지 않습니다.



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스포크의 제조는 여전히 수작업으로 이루어지며 실제 전문 지식이 필요합니다. 실제로 우리는 이 작업을 경험해 볼 수 있었고 작업자가 손재주가 좋아서 매우 쉬운 것처럼 보이지만 실제로는 어려웠습니다.

카본은 체온으로 인해 너무 오래 방치하면 쉽게 찢어집니다. 스포크 중앙에는 충격을 받거나 스포크가 파손된 결우 카본 조각이 튀어나오는 것을 방지하는 나일론 실이 삽입되어 있습니다. 나일론은 카본 조각을 서로 붙게 유지합니다.


카본 시트는 가능한 한 공기가 적게 들어가도록 최대한 촘촘하게 말아서 만들어야 합니다. Adeline은 하루에 120개의 광선검을 만듭니다.


카본 시트가 스포크로 변화되는 과정은 20분 동안 20톤의 압력으로 가열되어 주형에 배치됩니다. 금형 작업이 끝나면 마빅은 전용 기계를 사용하여 여분의 레진을 제거합니다. 이 작업은 종종 수작업으로 진행되기도 하지만 특별한 의미는 없습니다.



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알루미늄 허브를 카본으로 덮는 사람은 동일한 작업자입니다.


커스텀 가공되는 허브

특히 디스크 마운팅 부분은 아름다운 마감을 위해 먼저 검은색으로 양극 산화 처리되었습니다. 하지만 이 검은색 아노다이징에는 결함이 있는데, 이는 카본이 달라붙는 것을 방해한다는 것입니다. 따라서 아노다이징 처리된 허브는 카본의 그립력을 증가시키는 특정 처리를 통해 다시 카본을 붙일 수 있는 부품으로 재가공합니다.



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그런 다음 스포크를 올바른 길이로 자르고 끝 부분을 처리하여 접착제와의 접착력을 극대화합니다. 여기서도 마빅은 이 두 가지 작업을 처리하는 자체 기계를 개발했습니다. 이 모델에만 사용되는 전용 기계로, 이러한 공정들은 이 휠의 가격을 간접 설명해줍니다.



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스포크를 제자리에 놓고 접착한 후에도 수정을 반복한 후 오븐에 넣어 모든 것을 마무리합니다.


완벽한 결과를 얻기 위해 모든 것을 정리하고 샌딩하는 최종 마무리 작업이 완료됩니다. 여기서도 마빅은 먼지가 카본과 작업자에게 지속적으로 노출되는 것을 막기 위해 클린 룸을 개발했습니다.


제품을 포장하기 전에 모든 바퀴들을 테이블 위에 고정, 최종 마무리 작업 후 무게를 측정해 허용 오차 범위 내에 있는지 확인합니다.



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레이저 각인

Ultimate 문자를 휠에 장식하기 위해 마빅은 림 브레이크 카본에 사용되는 것과 동일한 레이저 공정, 즉 Tg-Max 기술을 적용합니다.


레이저 빔은 표면 수지를 "태워서" 각인 후에 무광택 외관을 제공합니다. 무게가 추가되지 않으며 내구성에는 아무런 영향을 주지 않습니다.



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135년 노하우는 마빅이 최고의 제품을 만드는데 없어서는 안 될 유산입니다.



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많은 것을 보여드렸지만 일부는 극비로 남아 있으며 눈으로만 보거나 설명을 듣는데 만족해야만 했습니다.


이는 특히 접착 스포크의 경우뿐만 아니라 다른 많은 기계 및 작업의 경우에도 마찬가지입니다. 대부분의 기계와 도구는 마빅에서 자체적으로 설계 및 제작되었습니다. 이 모든 작업에는 시간이 걸립니다.


카본 접착제를 선택하는 경우에도 수많은 테스트가 필요합니다.

한 가지 예를 들자면 마빅은 마치 직사광선 아래에 있는 것처럼 휠이 80 ˚C에서 8시간 동안 보관된다는 사실을 시뮬레이션하는 테스트를 수행합니다. 이 테스트에서는 시중에 판매되는 카본 접착제 중 80%가 제거되었습니다. 우리는 이것과 장력 제약에 저항할 수 있는 접착제를 찾아야 했습니다.



강도 테스트

제조된 각 휠은 점프, 런 아웃 등의 측면에서 모든 것이 허용 오차 내에 있는지 확인하기 위해 테스트를 거칩니다.


설계 중에는 움푹 들어간 곳을 통과하는 자전거 타는 사람을 시뮬레이션하고, Mark Cavendish와 같은 질주를 시뮬레이션하기 위해 파괴 테스트도 사용됩니다. 단 5분 동안 또는 바퀴에 막대가 들어가는 경우도 있습니다. 휠에 대해서는 55가지 이상의 다양한 테스트가 수행됩니다. 견고하고 내구성이 뛰어난 휠을 제공하지만 특정 맞춤형 기계에 막대한 투자는 마빅의 필요한 선택입니다.


마빅은 표준에서 요구하는 것보다 훨씬 더 많은 테스트를 진행하기 위해 한계를 뛰어넘었습니다. 코스믹 얼티메이트 45 디스크의 경우 4개의 스포크 파손을 제품의 한계치라고 합니다. 그러나 3개의 스포크가 부러진 경우에는 자전거 타는 사람은 안전하게 자전거를 정지하거나 집으로 돌아갈 수 있습니다. 그러나 어떤 경우에도 충격으로 ㅇ니해 두 개 이상의 스포크가 부러지면 자전거 타는 살마과 자저전거 전체가 상태가 좋지 않을 가능성이 높으니 가까운 숍에 방문해서 진단을 받기를 권장합니다.


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