1. 수행배경

• 자전거는 건강을 위한 운동머신, 교통수단 등 다양한 이유로 많은 사람들에게 인기 있는 대중적인 이동 수단입니다. 그러나 코로나 바이러스의 급속한 확산은 운동, 교통 및 여가 활동에 영향을 미쳤으며, 자전거 시장에도 마찬가지로 큰 영향을 주었습니다. 자전거는 개인적인 이동 수단으로서 거리 두기를 실천하면서도 필요한 이동을 할 수 있는 안전한 대안이 될 수 있었기에 자전거의 수요는 국내외로 크게 증가하였습니다. 이러한 바탕 아래 자전거 시장에서는 맞춤형 제품에 대한 수요도 증가하고 있습니다. 증가하는 수요에 발맞춰 개인에게 맞춤형으로 개인의 취향과 용도에 맞는 자전거 개발을 위해 해당 프로젝트를 진행했습니다.

2. 수행기간

• 2023.04.05 ~ 2023.06.12

3. 개발작품 설명

• 자전거 프레임을 제작하는 방식은 튜브와 각 튜브를 연결하기 위한 러그를 이용하는 러그 프레임으로 미팅을 통해 결정했습니다. 튜브는 CFRP를 통해 경량화를 목적으로 했으며 러그 또한 경량화와 안전성을 위해 티타늄을 소재로 설계를 진행했습니다. 자전거 프레임의 규격은 한국 남성 평균 신장에 맞춘 49호로 진행을 하였으며 안전 기준은 KS기준에 따른 로드 자전거의 안전 시험을 통과하는 것을 목표로 했습니다. CFRP 파이프는 인터넷을 통해 구입하였으며, 러그를 적층제조를 통해 제작합니다. 러그 형상의 최적화는 fusion 360의 제너레이티브 디자인을 통해 진행하였으며, 해석은 fusion 360 시뮬레이션과 ANSYS의 피로해석을 통해 진행했습니다.

4. 활용방안

• 러그 프레임은 일반 용접을 이용한 프레임과 달리 연결부가 러그에 의해 숨겨지므로 높은 심미성을 가질 수 있습니다. 이러한 특징으로 국내에서도 마니아 층에 의해 큰 인기를 누리고 있으며, 국내 유명 맞춤형 자전거 공방에선 주문 후 출고까지 3개월 이상의 기간이 걸릴 정도로 높은 수요를 보이고 있습니다. 하지만 CFRP 튜브와 티타늄 러그를 이용한 자전거 프레임의 경우 국내엔 판매하는 판매점이 없으며 개인 맞춤형 자전거 공방에 연락을 통해 물어본 결과 국내에서도 CFRP보다 무거운 크롬-몰리브덴 합금을 통해 제작을 하고 있습니다. 이러한 시장에 해당 프로젝트의 프로세스를 통한 자전거의 경우 상대적으로 저렴한 가격과 훌륭한 경량화, 심미성에 의해 높은 경쟁력을 갖출 수 있을 것이라 판단합니다.