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문제 정의
- 시제품 용접에 있어서는 기본적인 용접변수와 더불어 용 접자세와 티칭 조건에 대해서도 용접 품질에 상 당한 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 알루미 늄 전용 로봇으로 용접 전류와 속도에 대한 편차 를 최소화하였으며, 동시에 다양한 티칭 조건에서 얻은 시제품의 용접부 비드 형상과 용입 깊이 등 을 평가하여 적정 조건을 찾고자 하였다. 그림 4 에서는 본 연구에서 시제품 제작을 위한 용접 지 그와 용접과정 및 시제품 형상을 보여주고 있다.
- 본 연구에서는 알루미늄 서브프레임의 Side Member 부품을 판재 성형 공법으로 적용하고자 하며 해석에 사용된 금형 형상과 해석 결과를 그 림 3 에 나타내었다. 상형 및 하형 판넬의 경우 초기 금형에서 성형시 각각 4 부분에서 파단과 1 부분에서의 주름발생이 예상되었다.
- 본 연구에서는 압출성형과 판재 성형의 복합 공법을 적용하여 알루미늄 서브프레임을 개발하 고자 하였다. 일반 강재 대비 경량화 30 % 이상을 목표로 압출재의 단면 설계를 시작으로 제품설계 와 성형해석 그리고 구조해석을 거쳐 최적 설계 안을 도출하였으며, 판재 부품에 대해서는 적용합 금의 성형 특성을 분석하고 성형해석을 수행하여 적정 제품을 설계 수정하였다.
- 알루미늄 서브프레임 부품의 설계를 위하여 우선 압출재 가 적 용된 Front Member 와 Rear Member 의 압출 단면 설계 방안에 대해 최적 설계 Design Rule 을 확립하고자 하였다. 기존의 Steel 사양으로 설계된 Front Member 오+ Rear Member 의 경우 단면변화 폭이 크질 않아 압출재의 적용이 가능한 것 으로 판단이 되었으며, 반면 Side Member 의 경우 상하 및 좌우 단면 변화 폭이 크고 또한 압출재 의 경우 초기 압출시 결정된 단면형상에서 단면 폭의 자유도가 크지 않으므로 알루미늄 판재 성 형 공법을 적용하여 서브프레임 설계를 실시하였 다.
- 이와 같이 경량 자동차 서브프레임 개발 요구 에 대해 본 연구에서는 공정비가 저렴하고 생산 성이 우수하며, 동시에 단면설계의 자유도가 높은 장점을 가진 압출성형과 판재 성형의 복합공법을 적용한 알루미늄 서브프레임을 개발하고자 하였 다.
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