$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

[국내논문] 사각형 판재성형 시 벽두께 증육을 위한 금형 및 공정 설계
Process and Die Design of Square Cup Drawing for Wall Thickening 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.16 no.9, 2015년, pp.5789 - 5794  

김진호 (삼성전자 첨단기술연수소) ,  홍석무 (공주대학교 금형설계공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

최근 스마트 폰, 모바일 PC 제품의 외관에 필요한 가벼운 금속제품으로 제조를 하기 위하여 알루미늄 압출 공정CNC 가공기법을 적용한 생산방식이 널리 사용되고 있다. 하지만, 알루미늄 압출법은 외관 디자인의 제약이 있으며, 특히 CNC 가공 프로세스가 상대적으로 높은 생산 비용 및 낮은 생산성으로 생산단가가 많이 높은 단점이 있다. 본 연구에서, 새로운 처리 방법을 순서 재료비를 대폭 감소시키고, 제조 속도를 향상시키기 위해 판재성형과 부피성형의 두가지 공정을 섞어 새로운 판단조 공정을 개발하였다. 새로운 판단조 공법(hybrid plate forging)이란 우선 일반적인 딥드로잉으로 중간 모양을 만든 후 원하는 벽 부위만 증육을 하는 방법을 의미한다. 이러한 판단조 공법을 활용하여 재료의 낭비와 제조 시간을 최소화하는 것이 가능하게 된다. 본 연구에서는 상용 유한 요소 프로그램 AFDEX-2D를 통해 판단조공정을 설계하였고 최적의 사용 가능한 소재의 두께와 초기 폭을 설계하였다. 최종적으로 실제 노트북 케이스 금형을 제작하여 제안한 방법의 타당성을 검증하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, thin and light-weight production technologies are needed in IT industry in accordance with increase of the smart phones and mobile PC products. In order to make light and high rigidity products, engineering plastic and aluminum materials are frequently used in products appearance and frame...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구를 통해 전통 단조 기법이 아닌, 박판 성형 후 부분 단조를 통해 모바일 제품의 wall thickness 를 증가 시킬 수 있는 공법이 개발되었다. 박판금속소재의 경우, 벽 부분의 두께를 증가시킬 때, 크랙, 접힘 또는 버클링 등의 결함이 발생될 수 있고, 이는 2차원 단조 해석을 이용하여 결함을 생기지 않는 범위 내 최대 두께 증가를 가져올 수 있는 방법을 제시하였다.
  • 본 연구를 통해서 얻고자 하는 제품은 노트북 케이스 또는 노트북의 key board cover 등으로 박형의 디자인 제품이지만, 고강성이 필요한 모바일 제품의 케이스를 목표로 한다. 일반적으로 제품의 강성을 높이기 위해서는 전체 두께를 증가시키거나, 사용 금속 판재의 탄성계수 또는 단면계수를 증가 시키는 방법을 사용할 수 있다.
  • 본 연구에서는 브릭성형 공법의 단점인 C/T의 개선과 소재 비용의 낭비적인 측면을 획기적으로 감소시키기 위해서, 전통적인 박판 성형 프레스 공법과 브릭 성형 공법을 조화시킨 판단조 공법을 제안하고자 한다. 판단조 공법(plate forging)은 기본적으로 deep drawing, bending을 통해 외관 제품을 만든 이후, 원하는 부위만 단조 성형을 가해 두께를 증가시키는 방법을 의미한다.

가설 설정

  • 결함이 최소화되며 최고의 두께를 결정한 후, 결정된 두 두께에 대해서 최고로 두꺼운 벽을 만들 수 있도록 제품을 설계하였다. 노트북 케이스의 단면에서 장변의 길이가 충분히 단변이 길이보다 길기 때문에, 평면변형모드(Plane strain mode)로 가정하고, 2차원으로 모델링 및 해석을 수행하였다. 드로잉 공정에서는 곡률부분에 파단이 되지 않을 정도의 굽힘부 R을 결정하였고, 이는 최적화의 목적함수(Object function)으로 설정되었다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
프레스 기법으로 모바일 제품 케이스를 제조 시의 단점은 무엇인가? 전통적인 금속 성형 공정으로 알려진 프레스 기법으로 모바일 제품의 케이스를 만들었을 때 몇 개의 부품을 조립해야 하고 각 부품들의 용접 또는 접합에 의한 강도가 저하되는 단점이 있다. 이에 애플사는 2008년 Macbook Pro의 새로운 제품 생산에 Brick 공법을 사용하였다.
브릭 공정의 장점은 무엇인가? 브릭 공정은 비록 단일 부품이기 때문에 복잡한 내부구조를 갖는 이음새가 없는 하나의 알루미늄 덩어리로 만들어진다. 따라서 무게와 강도 측면에서 상당한 강점을 지닌다. 또한 디자인적인 측면에서 이음새가 없는 디자인(seamless design)을 구현할 수 있어 외관 차별화에 성공한 대표적인 사례이다. 이후 각 mobile 제품을 생산하는 HP, Dell, Samsung, LG 등은 알루미늄 가공 제품을 경쟁적으로 만들고 있다.
브릭공법이란 무엇인가? 이에 애플사는 2008년 Macbook Pro의 새로운 제품 생산에 Brick 공법을 사용하였다. 브릭공법이란 알루미늄 블록을 CNC 가공을 통해 깎은 후 레이저로 마감처리 함을 의미한다. 브릭 공정은 비록 단일 부품이기 때문에 복잡한 내부구조를 갖는 이음새가 없는 하나의 알루미늄 덩어리로 만들어진다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (11)

  1. B. Y. Jun, R. H. Park, M. S. Joun, S. H. Choi, J. Y. Sung, C. C. Kim S. H. Jeong, "Development of an Enclosed Die Forging Die Set and its Application to Precision Forging", Trans. Materials Processing, pp. 143-147, 2005. 

  2. C. D. Cho, Y. J. Kim, "Study of forming properties for an edge thickening model using finite element method", Trans. Materials Processing, Vol. 21, No. 4, pp. 234-239, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.5228/KSTP.2012.21.4.234 

  3. M. C. Lee, W. J. Chung, M. S. John, "Rigid-plastic finite element analysis of a cold plate forging process using tetrahedral elements", Trans. Materials Processing, Vol. 19, No. 2, pp. 244-247, 2010. 

  4. H. Y. You, "A Study on the Forming Conditions of a Forging Piston by using the Finite Element Simulation and the Taguchi Method", J. of the KAIS, Vol. 13, No. 5, pp. 1990-1995, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/kais.2012.13.5.1990 

  5. S. Park, "Preform Design of a Forged Punch by Approximate Optimization", J. of the KAIS, Vol. 15, No. 7, pp. 4057-4064, 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/kais.2014.15.7.4057 

  6. C. J. Tan, K. Mori, Y. Abe. "Forming of tailor blanks having local thickening for control of wall thickness of stamped products. Journal of materials processing technology", Vol. 202, pp. 443-449, 2008. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2007.10.014 

  7. K. Mori, S. Nishijima, C. J. Tan. "Two-stage cold stamping of magnesium alloy cups having small corner radius", International Journal of Machine Tools & Manufacture. Vol. 49, pp. 767-772, 2009. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2009.04.005 

  8. K. Mori, Y. Abe, K. Osakada, S. Hiramatsu. "Plate forging of tailored blanks having local thickening for deep drawing of square cups", Journal of Materials Processing Technology. Vol. 211, pp. 1569-1574, 2011. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2011.04.010 

  9. X. Y. Wang, M. L. Guo, J. C. Luo, K. Ouyang, J. C. Xia., "Stamping-forging hybrid forming of double layer cup with different wall thickness", Materials Research Innovations, Vol. 15, No. 1, pp. 435-438, 2011. DOI: http://dx.doi.org/10.1179/143307511X12858957675516 

  10. X. Y. Wang, K. Ouyang, J. C. Xia, G. A. Hu., "FEM analysis of drawing-thickening technology in stamping-forging hybrid process", Forging & stamping technology". Vol. 34, No. 4, pp. 73-78, 2009. 

  11. AFDEX-2D User's Manual, Version 9.0, Metal Forming Research Center, Korea. 2014. 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

BRONZE

출판사/학술단체 등이 한시적으로 특별한 프로모션 또는 일정기간 경과 후 접근을 허용하여, 출판사/학술단체 등의 사이트에서 이용 가능한 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로