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최근 미래자동차 산업은 연비와 환경문제로 인해 차체의 경량화와 안전성 확보를 위한 노력을 계속하고 있고, 기존 강판 대비 높은 인장강도를 가지는 고장력 강판(H.S.S)의 사용이 증가하는 추세이다. 강판의 프레스 금형을 설계할 때, 재료 수축 및 변형에 맞는 데이터와 설계 노하우, 소재의 조건에 따른 기술, Tryout 시 부적합 개선에 대한 설계기술, CAE를 이용한 최적 설계기술 등이 필요하다. 여기서 프레스 가공에서 가장 많이 사용되며, 구조가 복잡하고 어려운 딥 드로잉 가공을 벤딩공정으로 개선하고자 한다. 우선 성형성에 미치는 ...

최근 미래자동차 산업은 연비와 환경문제로 인해 차체의 경량화와 안전성 확보를 위한 노력을 계속하고 있고, 기존 강판 대비 높은 인장강도를 가지는 고장력 강판(H.S.S)의 사용이 증가하는 추세이다. 강판의 프레스 금형을 설계할 때, 재료 수축 및 변형에 맞는 데이터와 설계 노하우, 소재의 조건에 따른 기술, Tryout 시 부적합 개선에 대한 설계기술, CAE를 이용한 최적 설계기술 등이 필요하다. 여기서 프레스 가공에서 가장 많이 사용되며, 구조가 복잡하고 어려운 딥 드로잉 가공을 벤딩공정으로 개선하고자 한다. 우선 성형성에 미치는 블랭크 홀딩력의 영향을 알아보기 위해 원형 컵 딥 드로잉의 성형해석 및 실험을 하였다. 성형해석은 Autoform R7.0을 활용하여 FLD선도를 도출하고, 이를 검증하기 위해 원형 컵의 금형을 제작하여 주름과 파단 정도를 확인했다. 이에 따라 자동차용 판넬인 Upper member in extension rear floor 부품에 블랭크 홀딩력을 적용하여 기존 14세트의 딥 드로잉 금형을 벤딩공정 7세트로 개선을 시도하였다. 개선부분은 1차 딥 드로잉 공정과 3차 리스트라이킹 플랜징 공정이다. 실험과정에서는 더블패드(서브쿠션)를 이용하여 강한 홀딩력이 아니더라도 소재가 형합 되기 바로 전까지 상형에서 소재를 눌러 제품이 한쪽 방향으로 몰리는 현상이 사라지는 것을 확인하였다. 평면 변형에 의한 파단 방지를 위해 블랭크 홀딩력을 감소시키는 것과 주름 발생을 감소하기 위해 블랭크 홀딩력을 높이는 것은 상반된 결과를 가져오므로, 적절한 값을 적용하는 것이 필요하다. 아울러 블랭크 홀딩력에 대한 경험식을 도출하였다. 기존 원형 컵 및 개선 금형의 성형해석 홀딩력 데이터와 비교했을 때 매우 유사하였다. 본 연구에서는 딥 드로잉 가공을 벤딩공정으로 개선할 수 있는 가능성을 확인하였고, 홀딩력의 경험식을 도출하였다. 아울러 벤딩금형 개선을 위해 성형요소인 블랭크 홀딩력, 블랭크 라인 외에도 성형속도, 다이 코팅, 열처리, 비드와 관련된 기술을 적용한다면, 금형제작에 따른 초기 비용 및 개발기간 단축 효과, 안정된 품질 확보를 기대할 수 있을 것으로 보인다.

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