초록 ▼

1. 최종목표
◦자동차 차체 패널의 프레스 성형시 강판의 탄성 복원에 의한 스프링백이 반드시 발생하며, 연비향상을 위한 경량화 목적으로 성형성이 낮은 고장력강판 적용이 늘어 스프링백 발생 저감을 위한 성형법 개발이 절실함
◦Restrike 공정이나 금형 역보정에 의한 스프링백 저감은 시행착오로 작용 하중 및 역보정량을 결정하므로 수차례의 금형 수정으로 납기 지연, 금형 품질 저하, 제조 원가 상승
◦리어 도어 힌지 로워 마운팅 패널과 같이 U형 기본 단면의 폭 및 높이가 가변적인 형상을 갖는 부품의 프레스 성형시 스

1. 최종목표
◦자동차 차체 패널의 프레스 성형시 강판의 탄성 복원에 의한 스프링백이 반드시 발생하며, 연비향상을 위한 경량화 목적으로 성형성이 낮은 고장력강판 적용이 늘어 스프링백 발생 저감을 위한 성형법 개발이 절실함
◦Restrike 공정이나 금형 역보정에 의한 스프링백 저감은 시행착오로 작용 하중 및 역보정량을 결정하므로 수차례의 금형 수정으로 납기 지연, 금형 품질 저하, 제조 원가 상승
◦리어 도어 힌지 로워 마운팅 패널과 같이 U형 기본 단면의 폭 및 높이가 가변적인 형상을 갖는 부품의 프레스 성형시 스프링백 발생을 억제할 수 있는 금형 공법을 개발하여 제품의 정밀도 향상, 공정 단축을 통한 생산성 향상 추구하고자 함
◦당사가 특허 보유하고 있는 업폼 기술은 패널의 플랜지 면에 수직 방향으로 압축력을 가할 수 있도록 플랜지 위 방향으로 쳐 올릴 수 있는 금형 공법 기술이지만 균일한 단면에만 가능하므로 제품의 기본 단면의 폭이나 높이가 변하는 경우도 적용할 수 있는 가변 업폼 금형 공법 기술을 개발하고자 함
◦다음 항목을 충족하는 리어 도어 힌지 마운팅 로워 패널을 생산할 수 있는 가변 업폼 금형 설계 기술 개발
▪치수정밀도 : ±0.3㎜ 이내, 스프링백 최대허용각도 : 1°이내
▪제품율 : 95%이상, 신율 편차 : 13% 이내
2. 개발내용 및 결과
◦패널에 대한 트림라인 전개로 실제품에 근접하는 블랭크 형상 추출
▪Iteration을 통한 신율을 고려한 트림라인 전개기술 적용
◦성형 해석 수행
▪신율 검토 및 FLD로 패널의 성형성 확인 및 금형 패딩력 등 성형 조건 도출
▪패널 유입량 및 성형력 검토
◦스프링백 해석으로 스프링백 발생량 예측
▪스프링백 양을 최소화할 수 있는 금형 보정 범위 및 금형 보정량 결정
▪성형 해석 및 스프링백 해석 반복 수행으로 금형 보정 범위 및 금형 보정량 확정
◦금형 설계, 금형 제작 및 시제품 생산
◦시제품 치수 정밀도 및 스프링백 발생량을 확인할 수 있는 검사구(C&F) 제작
▪검사구 확인 결과 스프링백 발생량과 해석 결과와 동일한 경향 확인
▪스프링백 발생량 많은 부위는 제품 두께의 2배, 적은 부분은 1배, 중간은 1.5배로 가변업폼 가능하도록 금형 하형 보완
◦3차원 접촉 및 비접촉 레이저 스캐닝을 통한 스프링백 발생량 분석
▪8개 단면에 대한 스프링백 발생량 측정 ; 최대 0.98°발생
◦해석의 신뢰성 검증을 위한 시제품 초음파 두께 측정기를 활용한 신율 편차 분석
▪22 points 에 대한 비교 분석 결과 최대 편차 8% 차이
◦기술개발 목표 대비 달성도 (울산테크노파크 자동차부품기술연구소 측정 결과)
3. 사업성과
◦ 기술적 성과
▪과제의 기술 개발 목표를 모두 달성하였음.
▪가변 업폼 공법의 유용성이 검증되어 연비 개선을 위한 고장력 강판 적용 확대의 걸림돌 중의 하나인 스프링백 발생을 저감할 수 있으므로 다양한 단면을 갖는 보강재 등에 고장력 강판 확대 적용으로 차체의 경량화로 차량의 연비 개선 효과가 기대됨.
◦ 경제적 성과
▪리스트라이크 공정을 삭제한 폼 공법이 가능하여 원소재 절감 및 공정수 단축으로 생산성 향상에 의한 원가 경쟁력 향상 및 패널 완제품 품질 향상으로 국내, 외 금형 수주증대 기대함
▪단품의 치수 정밀도 향상으로 타 부품과의 조립 정도 향상과 완성차의 품질이 향상 되면 소비자 만족도 증대로 국내 차량의 매출 향상 기대됨
4. 기술개발결과 활용계획
◦가변 엄폼 공법에 의한 스프링백 저감 기술은 U형 및 S-rail형 갖는 차체 패널 및 새시 부품 성형시 적용 가능한 기술임.
◦일본 Subaru 자동차 Outback 차종의 Frame - RAD SUPT ALL에 적용하였음
5. 기술개발자료의 보안관리
◦ 연구개발의 기술임치 및 특허 출원ㆍ등록 실적 : 특허 출원 준비 중

목차 Contents

• 최종보고서 제출서 ... 1
• 개발결과의견서 ... 2
• 최종보고요약서 ... 3
• 최종보고서 작성순서 및 목차 ... 5
• 제 1 장 서론 ... 6
• 제 1 절 스프링백 발생 개요 ... 6
• 제 2 절 가변 업폼 스프링백 저감 기술 개발의 필요성 ... 7
• 제 3 절 국내 관련 기술의 현황 및 시장규모 ... 12
• 제 2 장 과제 개발 내용 및 방법 ... 14
• 제 1 절 기술 개발 목표 및 방법 ... 14
• 제 2 절 리어 도어 힌지 마운팅 로워 패널 성형 해석 ... 15
• 제 3 절 금형 설계, 제작 및 시제품 생산 및 검사구 제작 ... 32
• 제 4 절 시제품 스프링백 발생량 측정 ... 34
• 제 3 장 사업 성과 ... 47
• 제 1 절 기술 개발 결과의 기술적 성과 ... 47
• 제 2 절 경제적 파급 효과 및 활용 방안 ... 50
• 제 4 장 결론 ... 51
• 제 1 절 기술 개발 결과 ... 51
• 제 2 절 향후 계획 ... 51
• 끝페이지 ... 52