초록 ▼

1. 최종목표
자동차 조향장치 타이로드엔드(tie-rod end) 제품의 고효율ㆍ환경친화형 생산을 위한 냉?온간 복합단조 성형기술개발을 목표로, 장수명 금형설계기술개발, 다단복합단조 공정개발, 공정자동화를통해 획기적인 생산성 혁신 및 원가절감효과(제조비용절감 최대 34%, 재료비절감 최대 27%)를달성한다. 이는 곧 높은 품질과 가격 경쟁력 확보로 이어져 기업의 직접적인 매출증대는 물론,대외경쟁력과 시장지배력 제고에 크게 기여할 것으로 예상된다.
2. 기술개발의 필요성
자동차 조종안정성에 매우 중요한 역할을 하는 조

1. 최종목표
자동차 조향장치 타이로드엔드(tie-rod end) 제품의 고효율ㆍ환경친화형 생산을 위한 냉?온간 복합단조 성형기술개발을 목표로, 장수명 금형설계기술개발, 다단복합단조 공정개발, 공정자동화를통해 획기적인 생산성 혁신 및 원가절감효과(제조비용절감 최대 34%, 재료비절감 최대 27%)를달성한다. 이는 곧 높은 품질과 가격 경쟁력 확보로 이어져 기업의 직접적인 매출증대는 물론,대외경쟁력과 시장지배력 제고에 크게 기여할 것으로 예상된다.
2. 기술개발의 필요성
자동차 조종안정성에 매우 중요한 역할을 하는 조향장치 부품인 타이로드엔드는 장시간의 가혹한 운전조건하에서도 신뢰성이 크게 요구되는 내구부품으로서, 사용 중 제품결함 발생시 치명적인 사고로 이어질 수 있어 완성차 업체에서의 품질관리 수준이 높은 제품이다. 이러한 품질수준을 만족하기 위하여 현재까지는 제품사양에 따라 열간단조 또는 냉간단조공정을 이용하여제조되고 있으나, 최근 환경친화형 차량 개발의 필요성이 전세계적으로 크게 대두되면서, “고강도ㆍ경량화” 부품 및 제품의 개발필요성이 크게 요청되고 있다.현 공정에서는 열간단조시 1000℃~1250℃의 고온으로 강을 가열해 조형을 하고 있는 바, 고온가열에 의한 소재 탈탄, 제품표면불량 및 높은 생산비용의 문제점을 갖고 있으며, 특히 제품의 가격경쟁력과 품질 측면에서는 열간가공용 가열로 사용에 따른 높은 에너지 비용 발생, 현재의 열간개방형금형방식에 의한 생산으로 완제품 중량 대비 20~30%의 플래시(flash) 발생으로 인한 추가 소재손실 등의 애로사항이 크게 발생하고 있다. 또한, 냉간단조 적용품의 경우에도 가공경화에 따른 과도한 성형하중 발생으로 금형수명 단축과 성형성이 크게 떨어질 수 있으며, 특히 단조전 잔류응력 제거 및 공구와 소재간의 소착방지와 윤활의 목적으로 소둔(normalizing) 및 윤활처리를 실시하게 되는데 복잡한 형상일수록 횟수가 증가함에 따라 많은 비용과 시간이 소요되고 있다따라서, 이와 같은 현 공정기술의 문제점을 극복하기 위한 새로운 공정기술로서 냉간단조 및고주파 가열방식을 이용한 온간단조기술 즉, 냉ㆍ온간 복합단조 성형기술 및 공법을 개발함으로써, 제조원가절감, 공정단축 및 자동화로 인한 품질향상, 제조생산성 혁신을 이루고자 한다.본 사업에서 개발코자 하는 제조공정기술은 자동차 제조기술향상과 완성차 품질향상에도 크게 기여할 수 있으며, 새로이 확보될 기술을 보급함으로써 관련 업계의 대외 경쟁력 확보에 일조할 수 있을 것으로 판단된다.
3. 개발내용 및 결과
냉?온간 복합단조 성형기술개발을 통한 제조공정 혁신 및 품질향상ㆍ제조원가절감 달성을 목표로,
- 온간단조용 다단금형 최적설계 및 제작기술 개발
- 고주파가열에 의한 최적 온간단조 공정확립
- 프리폼 제품 자동이송장치 개발을 통한 제조공정시간 단축 및 성형공정 자동화를 추진함.
구체적으로는 다음과 제품 및 공정기술개발을 성공적으로 추진하였음.
1) 공정단계별 제품형상 설계 및 다단밀폐금형 기본설계 완료
2) Deform을 이용한 단조성형 공정해석 및 금형최적설계 시뮬레이션 추진
3) 단계별 제품형상 및 금형설계 확정 및 금형제작 실시
4) 고주파 가열장치 및 프리폼 제품 자동이송장치 설계 및 제작
5) 냉ㆍ온간 공정용 설비 조립 및 시운전
6) 시제품 try out 및 보완, 현장적용수준의 최종 제품도 작성과 금형설계 완료
7) 개발완료 및 현장적용
4. 사업성과
1) 기술적 성과
가. 냉?온간 복합단조 성형기술 수준의 레벨업
- 특허 및 지적 재산권 확보(제품 및 제조기술특허 1건)
- 다단 복합단조성형 공정의 공정설계 기술 확보
- 다단 밀폐단조 금형설계 시뮬레이션 기술체계 확립
- 효과적인 온간가열 공정기술 확립
- 냉?온간 복합 성형공정 자동화 기술 향상
나. 열간단조기술로 생산하는 자동차 부품을 냉?온간단조기술로 개발함으로써 혁신적인 제조원가절감 및 생산성향상 획득
다. 중장비부품, 방위산업, 항공 및 조선 분야 부품 및 제품 제조공법으로 기술파급 효과 및활용성 증대
2) 경제?산업적 성과
가. 핵심 제조기술 확보를 통한 다양한 수입부품의 국산화 추진 기회 확보로 수입대체효과
나. 탁월한 원가절감효과 (제조비용절감 최대 34%, 재료비절감 최대 27%, 연간 110만개 생산시최대 약 3억6천만원의 생산비절감)로 기업이익 극대화 가능
다. 제조시간 단축과 공정 자동화를 통한 생산성 혁신과 가격경쟁력 강화를 통한 시장지배력및 국제경쟁력 제고
라. 자동차부품 개발기술경험을 타 산업에 파급효과
3) 판매？수출 방안
가. 개발품 판매처 : (주)일진, 삼영공업(주), 미국 TRW Automotive
나. 개발품 연간 예상 판매수량(평균) : 212만개
다. 개발품 연간 예상 매출액(평균) : 18억원 이상
5. 향후추진계획
가. 개발 제품 이외의 열간단조 및 냉간단조 공법에 의한 자동차 부품을 냉?온간 복합단조복합성형 기술로 대체함에 따라 높은 가격경쟁력으로 시장지배력 및 국제경쟁력 제고
나. 자동차부품 개발기술경험을 활용한 타 산업 신규시장진출에 적극 활용
- 중장비부품 생산기술에 활용
- 방위산업 장비개발에 활용
- 각종 항공기부품 및 선박부품의 개발에 활용

목차 Contents

• 사업비사용실적보고서...1
• I. 총괄현황...1
• II. 과제개발비 세부집행내역...1
• 개발결과의견서...4
• 최종보고요약서(초록)...6
• 목차...8
• 제 1 장 서론...9
• 제 1 절 대상기술(제품)의 개요...9
• 제 2 절 기술(또는 제품)개발의 필요성 및 중요성...9
• 제 2 장 기술개발 목표 및 내용...13
• 제 1 절 개발목표...13
• 제 2 절 개발내용 및 범위...14
• 제 3 절 개발방법...14
• 제 3 장 세부 개발 추진 내용...15
• 가. 공정단계별 제품형상 설계 및 다단밀폐금형 기본설계...15
• 나. Deform을 이용한 단조성형공정 해석 및 금형최적설계 시뮬레이션...17
• 다. 시작품 제작...23
• 라. 프리폼(pre-form) 제품 자동이송장치 개발...26
• 마. 고주파 가열을 이용한 온간단조 성형공정 개발...26
• 바. 3차 시작품 제작과 양산 적용 제품 및 금형도 작성...29
• 제 4 장 사업성과...30
• 제 1 절 기술적 성과...30
• 제 2 절 경제·산업적 성과...30
• 제 3 절 사업화 방안...31
• 제 5 장 결론...32