파워 윈도우 모터 조립부위에서 실린더 기어는 자동차 도어에서 중요한 부분이다. 이 연구는 대량 수입과 6 캐비티 금형 설계를 대체할 자체 제작 기술력 확보를 위해 수행되었다. 이 연구는 5가지 구체적 주제를 두고 작성되었다. 첫째, CAE를 이용해 시작품을 제작하고, 대량생산 제작을 위해 사전에 해석한다. 둘째, 대량생산 금형(2차원 및 3차원)을 설계한다. 셋째, 샘플 금형을 제작한다. 넷째, 3차원 설계제품을 시제작 후 측정한다. 다섯째, 데이터를 해석하고 금형을 수정한다. 이들 연구를 수행하면서 CAE를 사용한 제품샘플과 대량생산의 해석과 다수 캐비티의 샘플 금형의 제작의 연구가 성공적으로 수행되었다. 결과적으로, 핫런너를 사용하는 일점 게이트 및 6 캐비티가 파워 윈도우 모터 용 실린더 기어를 만드는데 가장 적합한 방법임을 알게 되었다.
파워 윈도우 모터 조립부위에서 실린더 기어는 자동차 도어에서 중요한 부분이다. 이 연구는 대량 수입과 6 캐비티 금형 설계를 대체할 자체 제작 기술력 확보를 위해 수행되었다. 이 연구는 5가지 구체적 주제를 두고 작성되었다. 첫째, CAE를 이용해 시작품을 제작하고, 대량생산 제작을 위해 사전에 해석한다. 둘째, 대량생산 금형(2차원 및 3차원)을 설계한다. 셋째, 샘플 금형을 제작한다. 넷째, 3차원 설계제품을 시제작 후 측정한다. 다섯째, 데이터를 해석하고 금형을 수정한다. 이들 연구를 수행하면서 CAE를 사용한 제품샘플과 대량생산의 해석과 다수 캐비티의 샘플 금형의 제작의 연구가 성공적으로 수행되었다. 결과적으로, 핫런너를 사용하는 일점 게이트 및 6 캐비티가 파워 윈도우 모터 용 실린더 기어를 만드는데 가장 적합한 방법임을 알게 되었다.
The cylindrical gear in power window motor assembly is important to doors of automobile. This study is performed for the purpose of getting a manufacturing technique instead of large quantities import and six-cavity mold production. This multi-cavity cylindrical gear is produced under five procedure...
The cylindrical gear in power window motor assembly is important to doors of automobile. This study is performed for the purpose of getting a manufacturing technique instead of large quantities import and six-cavity mold production. This multi-cavity cylindrical gear is produced under five procedures. The first, mold design of mass-production, the second, making a CAE model for mass-production, the third, manufacturing of sample mold, the fourth, trying-out and measuring of 3 dimensional design, the fifth, acquisition of data analysis and mold modification. Among them, analysis of mass-production using CAE, designing and manufacturing of multi-cavity are successfully performed. In the results, it is concluded that the mold for one gate and eight-cavity based on hot-runner is suitable for making a cylindrical gear.
The cylindrical gear in power window motor assembly is important to doors of automobile. This study is performed for the purpose of getting a manufacturing technique instead of large quantities import and six-cavity mold production. This multi-cavity cylindrical gear is produced under five procedures. The first, mold design of mass-production, the second, making a CAE model for mass-production, the third, manufacturing of sample mold, the fourth, trying-out and measuring of 3 dimensional design, the fifth, acquisition of data analysis and mold modification. Among them, analysis of mass-production using CAE, designing and manufacturing of multi-cavity are successfully performed. In the results, it is concluded that the mold for one gate and eight-cavity based on hot-runner is suitable for making a cylindrical gear.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 연구에서는 파원 윈도우 모터에 사용될 원통형 기어의 성형 재료의 특성, 핫런너 및 다수 캐비티(hot runner & multi-cavity) 적용의 필요성, 생산을 위한 국내 외 관련 기술의 현황, 개발 시 파급 효과 및 활용 방안을 제시하고 구체적 연구로 들어가 연구의 핵심부분인 적절한 게이트 위치 선정을 제시하고 그들을 CAE (Computer Aided Engineering) 해석 평가한 내용을 기초로 다수 캐비티 생산을 위한 적절한 방안을 제시하는데 연구의 목적을 둔다.
파워 윈도우 모터 리프팅에 사용되는 원통형 기어의 다수 캐비티 생산을 위하여 실린더 형 기어의 성형재료의 특성, 핫런너 및 다수 캐비티 적용의 필요성, 양산을 위한 국내외 기술의 현황, 개발 시 파급 효과 및 활용방안 연구 및 구체적 CAE 연구를 통한 적절한 게이트 위치선정 및 핫런너를 이용한 다수 캐비티 생산을 위한 연구를 통해 다음과 같은 결론을 얻었다.
해석의 목적은 비틀림(warpage)을 최소로 하기 위한 게이트의 위치 및 숫자를 결정하는 것이고 해석은 1 종 1 게이트 시나리오, 3 종 3 게이트시나리오 두 가지 사례를 살펴보았다. 재료의 물성치는 Dupont Delrin 100P NC010 POM을 사용하였고, 비중은 1.
제안 방법
4. 기존 냉각런너, 6 캐비티, 3단 금형으로의 생산 또는 전량 수입 후 전량 조립에 의존하는 생산방법에서 탈피하여 기술 혁신적, 독자적 기술력으로 다수 캐비티 용 원통형 기어를 생산할 수 있는 방법을 제시하였다.
옵션(option) 게이트 개수 및 위치는 그림 2와 같다. 본 해석에서 중요한 사실은 메쉬의 특성상 1 캐비티에 대해 고려하였으며 모두 핫런너를 적용하였다,
대상 데이터
자동차는 2만 여개가 넘는 부품들로 구성되어 있다. 또한, 새시와 함께 자동차 내부에는 조향장치, 파워장치, 도어 록 장치 등 많은 전기·전자 및 센서들이 부가되어 수송 외 운전자가 주행 중 운전을 용이하게 수행할 수 있는 여러 가지 장치들이 별도로 차체내부 혹은 외부에 부착되어 있다.
해석의 목적은 비틀림(warpage)을 최소로 하기 위한 게이트의 위치 및 숫자를 결정하는 것이고 해석은 1 종 1 게이트 시나리오, 3 종 3 게이트시나리오 두 가지 사례를 살펴보았다. 재료의 물성치는 Dupont Delrin 100P NC010 POM을 사용하였고, 비중은 1.42, 탄성계수(tensile modulus) 2900 MPa, 파단강도는 70 MPa을 주었고 해석 s/w는 CAPA의 MAPS 3D를 사용하였다. 옵션(option) 게이트 개수 및 위치는 그림 2와 같다.
성능/효과
1. 원통형 기어의 게이트 위치, 충전해석(유동패턴), 충전해석(압력분포)을 일점, 다점 게이트에 적용해봄으로써 일점 게이트로 다수 캐비티 생산을 해도 무리가 없음을 알게 되었다.
2. 일점 게이트의 적용은 휨 량(평탄도), 수축량(진원도) 검토에서 다점 게이트가 수치면에서 우수한 경우는 있으나 다수 캐비티 생산을 위한 게이트, 런너, 스프루의 재료 절감에 있어 일점 게이트를 적용해도 전체 제품 품질에 지장이 없었다.
3. 게이트 적용과 생산 방법은 핫런너를 기초개념으로 설계하고 해석되었으며 그 결과로 냉각 런너, 6 캐비티, 복잡한 3단 금형에서 핫런너, 8 캐비티, 2단 금형으로의 생산방법을 제시하였다.
그림 10은 휨 해석 수행 후 X축(가로방향), Y축(세로방향), Z축(앞뒤방향의 휨)의 결과를 보여주는 것으로서 전체적인 수축량은 옵션 1의 것과 전체적으로 비슷한 결과가 나타났다. 특히 비틀림과 관련된 Z축의 수축량은 미소하지만 옵션 1에 비해 작은 양의 수축량을 가지는 것으로 나타났다.
후속연구
생산성 향상의 효과 및 품질 안정화의 효과가 있어 국내 자동차 시장의 고급화 및 경쟁력 확보가 가능할 것이며 세계 시장에서의 한국 자동차의 소비자 만족도가 한층 더 상승할 수 있는 기회가 될 것으로 판단된다. 아울러, 자동차의 모터 수요의 증가에 발맞추어 플라스틱 기어의 수요 증가가 예상되고 플라스틱 기어의 기술력을 우위에서 점할 수 있을 것으로 예상된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
자동차는 대략 몇 개의 부품들로 구성되어 있는가?
자동차는 2만 여개가 넘는 부품들로 구성되어 있다. 또한, 새시와 함께 자동차 내부에는 조향장치, 파워장치, 도어 록 장치 등 많은 전기․전자 및 센서들이 부가되어 수송 외 운전자가 주행 중 운전을 용이하게 수행할 수 있는 여러 가지 장치들이 별도로 차체내부 혹은 외부에 부착되어 있다.
현재까지 주어진 냉각런너의 금형으로는 다수 캐비티를 양산하는 데는 한계가 있다고 여겨지는 이유는?
자동차 시장은 매년 더 향상된 품질, 더 낮은 단가의 제품을 요구하고 있는 것이 현실이다. 세계 시장의 경쟁에서 살아남기 위해서는 제품의 생산성을 높이면서 단가를 낮출 수 있는 금형을 제작하여야 한다. 자동차의 고급화로 인하여 자동차 내장형 모터의 수요는 계속적으로 증가하고 있으며 플라스틱 기어의 수효 또한 증대되고 있는 실정이다. 고급화의 의미는 소비자의 요구 품질이 더욱 진보된 것을 의미한다. 기어 품질의 핵심은 소음에 대하여 민감한 품질을 요구하는 것과 일치한다. 따라서 현재까지 주어진 냉각런너의 금형으로는 다수 캐비티를 양산하는 데는 한계가 있다.
자동차의 윈도우 쪽에 사용되는 원통형 기어는 어떤 역할을 하는가?
또한, 새시와 함께 자동차 내부에는 조향장치, 파워장치, 도어 록 장치 등 많은 전기․전자 및 센서들이 부가되어 수송 외 운전자가 주행 중 운전을 용이하게 수행할 수 있는 여러 가지 장치들이 별도로 차체내부 혹은 외부에 부착되어 있다. 그 가운데 자동차의 윈도우 쪽에 사용되는 원통형 기어(cylindrical gear)는 파워 윈도우 리프팅 모터를 자동적으로 개폐할 수 있도록 리프팅하는 것을 도와주는 역할을 한다. 기능으로는 모터 워엄 축(motor amateur(worm) shaft)의 치차면과 연결되어 동력을 전달하는 헬리컬 치형 부분, 창문 개폐부, 링크에 연결되어 있는 부분으로 모터의 동력전달 부분, 댐퍼(드라이브를 고정시켜주는 것)과 같은 부품기능을 가지고 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.