초록 ▼

□ 최종목표
440MPa급 고장력 강판을 적용한 시트 패널 부품의 제조 공정기술 개선을 통해 기존 연강 재질 부품 대비 용접 강도 10% 향상, 충격 시험 성능 10% 향상
(가) 스프링백 저감 금형설계와 440MPa 1t판재 성형 프레스 공정변수 확보
(나) 다양한 비드 길이의 CO2용접부에 대한 용접강도 확보
(다) SPOT용접부에 대한 용접강도 확보
(라) 완성품의 충격시험 성능 확보

□ 개발내용 및 결과
440MPa, 1t 고장력강 소재를 사용한 차량 패널 부품의 성형정밀도를 확보

□ 최종목표
440MPa급 고장력 강판을 적용한 시트 패널 부품의 제조 공정기술 개선을 통해 기존 연강 재질 부품 대비 용접 강도 10% 향상, 충격 시험 성능 10% 향상
(가) 스프링백 저감 금형설계와 440MPa 1t판재 성형 프레스 공정변수 확보
(나) 다양한 비드 길이의 CO2용접부에 대한 용접강도 확보
(다) SPOT용접부에 대한 용접강도 확보
(라) 완성품의 충격시험 성능 확보

□ 개발내용 및 결과
440MPa, 1t 고장력강 소재를 사용한 차량 패널 부품의 성형정밀도를 확보하기 위해, 금형 설계 단계에서부터 다단계 성형해석을 적용. 이를 바탕으로 프로그레시브 성형 공정을 통해 제품의 품질 및 가격 경쟁력을 확보.

□ 기술개발 배경
○ 차량 경량화 진행 - 최근의 자동차 업계에서는 자동차의 충돌 안전성에 대한 법규규제 및 주행 편의성의 요구가 증대됨에 따라 자동차에 부착되는 기능성 부품의 수와 부품의 중량은 증가하는 추세임. 이는 차량의 연비 및 배기가스 환경규제와 상반되는 것으로 자동차의 성능을 유지하고 각종 규제를 만족시키기 위해서는 경량화가 필연적으로 수행되어야 함.
○ 고장력강 적용 확대 - 차량 경량화를 위해 차체부품에 경량소재 적용의 확대와 더불어 초고장력강, 핫스탬핑강 및 고장력 소재(아래 그림의 녹색 부분)등 이 대폭 증가하는 추세임.
○ 고장력강 적용시 문제점 - 완성차 업체에서는 차량용 고장력강 소재의 적용 비중 확대를 통해 차체 경량화에 대응하고 있음. 그러나 강판의 강도가 높아질수록 성형성이 저하되고 특히 비틀림, 벽젖힘 현상으로 인한 스프링백 증가로 치수 정밀도의 제어가 어려워 복잡한 형상 및 정밀성형이 요구되는 부품에 적용하기 위해서는 정밀한 금형 설계 및 프레스 설비의 고도화가 필요함.
○ 중소 생산 업체의 기술적 한계 - 특히 얇은 두께의 고장력강의 경우, 성형 정밀도를 높이기 위해서는 스프링백 현상을 잘 예측하고 이들의 저감이 필수적이며, 이러한 스프링백 현상은 블랭크 홀딩력, 펀치 속도, 소재의 두께, 재료의 물성치, 금형 형상,윤활 상태와 같은 인자들의 복합적인 영향에 좌우되는 것으로 알려져 있음. 이에 대한 체계적이고 정량적인 접근이 필요하나,국내에서는 몇몇 1차 협력 업체를 제외한, 대부분의 2,3 차 중소생산업체에서는 이와 같은 연구 개발을 진행하기 어려운 실정.실제 현장에서는 시행착오나 금형 설계자의 경험에 전적으로 의존하고 있음. 따라서, 공학적인 방법과 도구를 이용한 금형 설계와 공정 변수 설계 도입이 반드시 필요.

○ 가격 경쟁 한계 – 국내 1차 완성차 협력업체의 경우, 단가가 낮은 부품들의 경우 직접 생산을 피하고 있으며, 이들 부품의 생산은 국내 2,3차 협력업체에서 진행해왔었다. 하지만 단가가 싼 부품의 경우에도, 공정의 기술적 난이도 및 생산 품질의 향상으로 인해, 생산 비용이 점점 올라가고 있으며, 인건비 또한 꾸준히 상승중. 여기에 더하여 최근 중국, 동남아의 현지 업체 혹은 국내 진출 업체에서의 생산된 물량이 국내로 들어와서 2,3 차 협력업체의 물량을 대체해 나가고 있는 추세임. 따라서 기존처럼 생산공정상의 개선 또는 제품의 품질 차별성이 없는 상태에서는, 인건비 경쟁으로만 진행되고 있으며, 국내 중소 업체는 가격적인 측면에서는 경쟁력이 매우 떨어짐.

□ 핵심개발 기술의 의의
○ 중소 프레스물 생산 업체의 원가 경쟁력 확보 – 신규 장비 투자 없이 기존 생산 시설을 이용한 440MPa급 고장력강 차량부품의 품질 확보. 이를 통해 원가 경쟁력 확보에 기여.
○ 프로그레시브 금형 생산 공정의 확대 적용 – 국내에서 점진적으로 제품 경쟁력이 떨어지는 단발 성형을 지양하고, 고장력강에 대한 프로그레시브 금형 및 용접 생산을 성공적으로 적용.

□ 적용 분야
고장력강 차량용 시트의 프레임 시트 프레임

(출처 : 초록 - 3. 개발결과 요약 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 8
• 목차 ... 11
• 표목차 ... 12
• 그림목차 ... 12
• 제 1 장 서 론 ... 14
• 제 1 절 과제의 개요 ... 14
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 17
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 17
• 제 2 절 개발 내용 및 개발 범위 ... 21
• 제 3 절 수행 결과의 보안등급 ... 52
• 제 4 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 53
• 제 3 장 결과 ... 54
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 54
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 60
• 제 3 절 고용 창출 효과 ... 61
• 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 62
• 제 4 장 사업화 계획 ... 64
• 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 64
• 제 2 절 사업화 계획 ... 66
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획(개발기술 응용 등) ... 69
• 부록1. 시험성적서 ... 71
• 부록2. 금형 도면 ... 74
• 끝페이지 ... 87