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Kafe 바로가기주관연구기관 | 한국재료연구원 Korea Institute of Materials Science |
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연구책임자 | 권용남 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2014-06 |
과제시작연도 | 2013 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 | TRKO201600017024 |
과제고유번호 | 1415129538 |
사업명 | 제조기반산업원천기술개발 |
DB 구축일자 | 2017-09-20 |
키워드 | 자동변속기용 스플라인 부품.유동성형.중공단조.Flow forming.Roll die forming.Hollow forging. |
최종목표
· 차세대 자동변속기용 판재 치형 부품(FF6, FR8, FF8속)의 고정밀/경량화를 위한 일체화 성형기술 개발
1. Flow forming : 회전하는 성형 롤(roll)의 운동 제어를 이용하여 판재소재를 점진적으로 성형하는 기술임.
- 본 연구를 통해 유한요소해석 기반 공정설계의 기반을 구축함. 시제품 제조를 통해 성형 DB구축 및 공정해석의 정밀도를 확보함.
2. Roll die forming : 금형내에 운동하는 롤(roll)을 삽입하여 치차를 형성하는 기술로 판재 치형류 부품의 생산성을 획기적
최종목표
· 차세대 자동변속기용 판재 치형 부품(FF6, FR8, FF8속)의 고정밀/경량화를 위한 일체화 성형기술 개발
1. Flow forming : 회전하는 성형 롤(roll)의 운동 제어를 이용하여 판재소재를 점진적으로 성형하는 기술임.
- 본 연구를 통해 유한요소해석 기반 공정설계의 기반을 구축함. 시제품 제조를 통해 성형 DB구축 및 공정해석의 정밀도를 확보함.
2. Roll die forming : 금형내에 운동하는 롤(roll)을 삽입하여 치차를 형성하는 기술로 판재 치형류 부품의 생산성을 획기적으로 향상시킬
수 있는 기술임.
- 얇은 판재부품에 치차를 정밀하게 성형하기 위한 공정요소기술 및 roll die 금형 기술의 기반을 확보함.
3. Hollow forging : 중공형 빌렛을 이용하여 중공형 샤프트 부품을 제조하는 기술임.
- Inner drum 시제제작을 통해 고강도 중공 샤프트 단조의 금형 및 공정 요소기술을 개발함.
개발내용 및 결과
1. Flow forming
- 공정단순화, 경량화, 기계가공량 저감 등의 다양한 목표를 동시에 달성할 수 있는 일체화성형기술으로 소성가공분야에서 최고 난이도를 가지는 성형기술임.
- 전세계적으로 실질적인 양산기술을 보유한 곳은 독일에 3개, 미국의 2개 정도에 국한되는 고도 성형기술로 차세대 변속기용 판재 치차부품 제조의 경쟁력 제고에 필수적인 공정임.
2. Roll die forming
- 박판 치차부품을 다단이송프레스에서 효과적으로 성형할 수 있는 기술로 개발 성공시 고도의 양산성을 확보할 경우 기존 성형 공정에 대비해 월등히 높은 생산성을 확보할 수 있음.
- 핵심기술인 roll die 금형기술은 유럽의 bieler사 외 수개만이 확보한 실정으로 현재까지는 국내 자동차사 요구에 대응하는 개발이 불가능한 상황임.
3. Hollow forging
- 자동변속기의 경량화에 대응하기 위하여 가장 효과적인 부품으로 현재까지 기계가공법으로 제품의 무게를 줄이는 공정이 적용됨.
- 추가적인 경량화를 위해 부품의 고강성화가 요구되며 이상의 요구에 대응하기 위하여 소성가공기술의 적용이 고려되고 있음. 적용대상공정으로는 rotary forging이 있으나 고가의 장비비로 국내 적용이 이루어지지 않고 있음.
- 본 기술은 일반적인 단조기술을 이용해 양산가능한 중공샤프트(비교적 대형제품)를 제조하는 기술의 개발로 낮은 투자비로 높은 부가 가치를 창출하기 위한 성형공정기술 개발임.
기술개발 배경
1. Flow forming
- 공정단순화, 경량화, 기계가공량 저감 등의 다양한 목표를 동시에 달성할 수 있는 일체화성형기술으로 소성가공분야에서 최고 난이도를 가지는 성형기술임.
- 전세계적으로 실질적인 양산기술을 보유한 곳은 독일, 일본, 미국 등에 국한되는 고도 성형기술로 차세대 변속기용 판재 치차부품 제조의 경쟁력 제고에 필수적인 공정임.
2. Roll die forming
- 박판 치차부품을 다단이송프레스에서 효과적으로 성형할 수 있는 기술로 개발 성공시 고도의 양산성을 확보할 경우 기존 성형 공정에 대비해 월등히 높은 생산성을 확보할 수 있음.
- 핵심기술인 roll die 금형기술은 유럽의 bieler사 외 수개만이 확보한 실정으로 현재까지는 국내 자동차사 요구에 대응하는 개발이 불가능한 상황임.
3. Hollow forging
- 자동변속기의 경량화에 대응하기 위하여 가장 효과적인 부품으로 현재까지 기계가공법으로 제품의 무게를 줄이는 공정이 적용됨.
- 추가적인 경량화를 위해 부품의 고강성화가 요구되며 이상의 요구에 대응하기 위하여 소성가공기술의 적용이 고려되고 있음. 적용대상공정으로는 rotary forging이 있으나 고가의 장비비로 국내 적용이 이루어지지 않고 있음.
- 본 기술은 일반적인 단조기술을 이용해 양산가능한 중공샤프트(비교적 대형제품)를 제조하는 기술의 개발로 낮은 투자비로 높은 부가가치를 창출하기 위한 성형공정기술 개발임.
핵심개발 기술의 의의
1. Flow forming
- 기존에 flow forming 제품을 개발할 경우 공정설계에서 시제품 제작, 양산 품질 보증에 이르는 전체 기술을 해외에 의존해 온 상태임.
이에 따라 flow forming의 기술적/경제적 우위에도 불구하고 기술 적용 제품이 제한적인 상황이었음.
- 양산 공정기술DB 구축 뿐만 아니라 유한요소법을 이용한 공정설계 기술을 확보함으로써 기술의 독립성을 획득할 수 있음. 또한, 장비의 국산화를 위한 기초 기술의 구축을 시작할 수 있는 계기가 되었음.
- 특히, flow forming의 유한요소해석기술은 학계에서도 아직까지 완벽한 수준의 기술을 확보하지 못한 분야로 해석분야에서 진일보하는 결과를 도출하는 계기가 됨.
2. Roll die forming
- 기술의 우위성에도 불구하고 해외에 전적으로 의존해 온 기술을 국산화함으로써 가격경쟁력, 신속한 시장대응이 가능해지고 있음.
- 특히, 기술의 핵심인 roll die 금형은 1 set에 평균 20만불 이상의 고가 치구로 수입대체효과가 매우 높음. 성형품도 높은 양산성 및 치수정밀도를 얻을 수 있는 기술임.
- 본 사업에서 대형 RDF 금형의 완전 국산화를 달성함.
3. Hollow forging
- 고가 장비를 사용하지 않는 경제적인 공정의 개발 가능성을 확보함. 단계 종료시저에서 양산성 확보시 파급효과가 매우 큼.
적용 분야
- 승용차/상용차/건설기기용 변속기 핵심 부품
- 일체화성형이 요구되는 부품에 적용가능
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
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과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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