초록 ▼

□기업의 애로사항
○ 수요 기업은 1989년 설립이래 자동차 부품, 조향장치, 변속기어 등을 제조하여온 열간단조 전문 업체로 최근 V사로부터 변속기용 포크 시프트 제품에 대한 의뢰를 받음
○ 신기술 대상인 변속기용 포크 시프트 제품은 변속기의 주요부품으로 고온, 고압, 높은 토크에 견딜 수 있는 형상과 재질로 설계/제조되며 높은 신뢰성과 내구성을 요구받음
○ 해당 제품은 최소 두께 7.3 mm에서 최대 두께 58.5 mm로 두께편차가 크며, 길이 방향 약 150 mm의 포크 형태의 시프트 제품으로 해당 제품과 같은

□기업의 애로사항
○ 수요 기업은 1989년 설립이래 자동차 부품, 조향장치, 변속기어 등을 제조하여온 열간단조 전문 업체로 최근 V사로부터 변속기용 포크 시프트 제품에 대한 의뢰를 받음
○ 신기술 대상인 변속기용 포크 시프트 제품은 변속기의 주요부품으로 고온, 고압, 높은 토크에 견딜 수 있는 형상과 재질로 설계/제조되며 높은 신뢰성과 내구성을 요구받음
○ 해당 제품은 최소 두께 7.3 mm에서 최대 두께 58.5 mm로 두께편차가 크며, 길이 방향 약 150 mm의 포크 형태의 시프트 제품으로 해당 제품과 같은 복잡한 형상을 가지는 경우 기존 업체에서는 주조 공정을 통해 예비성형 후 기계가공으로 최종 제품을 생산하는 경우가 대부분임
○ 기계가공을 통해 최종제품을 생산하는 경우 생산성 및 소재회수율이 떨어지며 제품 단가 상승 등과 같은 문제점이 발생함

□지원(해결) 내용
○ 자동차용 포크 시프트 제조를 위한 열간단조공정 개발
- 현재 수요 기업에서 수행 중인 열간단조공정에 대한 정밀 진단
: 투입 소재 형상 및 체적 분석
: 소재 가열온도 및 공정 중 온도 변화 측정
: 적용 제품도 및 금형 설계도면 평가
: 프레스 성형 조건 및 열처리 조건 평가
- 열간단조공정 모사를 위한 열물성 D/B 구축, 3D 모델링 및 유한요소해석 수행
: 열간단조공정 성형해석을 위한 기초 소재 열물성 확보(온도별, 변형률속도별)
: 수요 기업의 2D 기반 설계 및 해석 기법을 3D 모델링 및 성형해석 프로그램을 활용한 설계 기술 및 해석 기술 고도화
- 도출된 개선안을 바탕으로 시제품 생산 및 금형 수명 향상안 도출
: 시금형 적용을 통한 제품 제조 및 금형 수명 향상 방안 도출

□지원 성과
○ 핵심 성과
- 열적재료시험기, JMat-Pro를 활용한 열물성 D/B 구축
- 3D 유한요소해석 프로그램을 통한 공정 평가 및 금형응력해석 수행으로 금형 분석
- 기존 금형 대비 상대적 수명 향상 방안 도출
- 공정 개선을 통한 포크 시프트 제조 방안 도출
○ 기술스펙 달성 성과
•성능목표(spec) : 소재 회수율
•'20년 목표 : 기존 대비 10% 향상
•'20년 달성실적 : 기존 대비 240%향상
•달성도(%) : 100

•성능목표(spec) : 열물성 D/B 확보
•'20년 목표 : 1건
•'20년 달성실적 : 9건
•달성도(%) : 100

•성능목표(spec) : 금형 수명 향상안
•'20년 목표 : 1건
•'20년 달성실적 : 1건
•달성도(%) : 100

•측정방법 :
⋅소재 회수율(%): (최종제품/원소재 부피)*100
⋅열물성 D/B: S-S 커브 도출 건
⋅금형 수명 향상안: 금형 응력해석 결과

□ 기술적 우수성
○ 자동차용 포크 시프트 제조를 위한 열간단조공정 개발
- 열물성 D/B 구축을 위한 온도별, 변형률 속도별 평가 기술
- 열간단조공정 모사를 통한 성형제품 및 금형의 개선
- 시금형 제작을 통한 제품 생산 및 금형 수명 향상 방안 도출
○ 열간단조공정의 기술 고도화를 통한 기업 기술력 제고 및 이윤 극대화
- 매출액 증가, 원가절감, 생산성 향상, 불량률 개선 등

□ 성과활용(기대효과)
○ 기존 노하우 기반 공정 설계의 한계를 벗어나 수요 기업만의 공정 데이터 D/B화를 통한 디지털 기반의 기술 보유 및 계승 기대
○ 빈번히 발생하는 금형 파손 문제 해결을 통한 생산성 증가 불량률 개선등을 통한 기업 매출 극대화
○ 기술력 향상을 통한 대고객사 기업 이미지 제고 및 유사 생산품으로의 기술력 확대 기대
○ 현재 수요 기업에서 기획중인 알루미늄 소재를 적용한 미래자동차용 신규 사업 창출을 위한 기초 연구 확대 기대

(출처 : 요 약 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기관주요사업 연구보고서 ... 3
• 지원 사례 요약 ... 4
• 목차 ... 6
• 제 1 장 개요 ... 7
• 제 1 절 연구개발(지원) 목표 ... 7
• 제 2 절 연구개발(지원)의 필요성 ... 8
• 제 3 절 당해연도 연구개발(지원) 범위 ... 11
• 제 2 장 연구수행(지원) 내용 및 결과 ... 13
• 제 1 절 연구개발(지원) 추진 체계 ... 13
• 제 2 절 당해연도 연구개발(지원) 내용 ... 15
• 제 3 절 당해연도 연구개발(지원) 결과 ... 27
• 제 3 장 수요기업 성과활용 ... 29
• 제 1 절 수요기업의 성과 활용 내용 ... 29
• 제 4 장 참고문헌 ... 30
• 끝페이지 ... 30