AutoForm 뉴스

2010년 1월 19일

AutoForm으로 수정 횟수를 반으로 줄이다

AutoForm Engineering Deutschland GmbH는 Schuler Cartec GmbH & Co. KG와 공동으로 추진한 프로젝트에서 일상 업무에서 스프링백 보정을 성공적으로 적용시키는 방법을 제시하였습니다. 스프링백 시뮬레이션 결과는 기대했던 대로 매우 우수하여 산업 현장에 바로 적용하는데 무리가 없습니다. 스프링백 보정은 그 다음의 논리적 단계입니다. 양측은 Daimler E-Class 모델의 까다로운 사이드 맴버를 함께 분석하였습니다.

본 사이드 멤버는 3개 축 방향으로 모두 커브 모양을 하고 있어서 성형이 까다로운 제품입니다. 구부러진 형태의 flanges는 제품에 스트레스를 가중시키는데다가 수 많은 관련 제품들 또한 매우 정교하게 만들어야 합니다. 해석 제품은 고장력인 ZStE 340 재질로서 널리 사용되고 있긴 하나 다루기가 매우 까다로운 것도 사실입니다. 본 제품에 관한 특이점은 하나가 아닌 3개의 공정이 개별적으로 보정되어 더욱 복잡한 양상을 띈다는 것입니다. 뿐만 아니라, 특정부위는0.1 밀리미터 수준의 매우 작은 공차범위를 요구하고 있습니다.

Schuler Cartec은 AutoForm Tooling 및 Tryout Solution을 사용하여 process layout과 draw die 설계를 검증하고, trim을 분석하고 trim line을 최적화하고 AutoForm Engineering은 분석의 범위를 더욱 확장합니다. 스프링백 해석이 진행된 후, 그 해석 결과는 AutoForm-Compensator를 사용하여die face를 보정하는데 사용됩니다. 최종 검증 단계에서는 소재와 공정의 다양한 변수가 존재하고 있는 실제 생산 여건 하에서 성형 공정의 안정성과 스프링백을 다루는 방법을 AutoForm-Sigma로 확인합니다. 이와 같은 변수를 설계 단계에서 미리 고려함으로써 안정적인 생산 공정을 확보할 수 있습니다. 결과적으로 스프링백을 보정함으로써 전반적으로 안정적인 제품을 생산할 수 있습니다. 이 단계까지 소요된 것은 시뮬레이션을 위한 노력 그 자체뿐이라는 것이 굉장히 큰 장점입니다. 생산은 아직 시작되지도 않았기 때문입니다.

잠재적인 변수를 고려하는 AutoForm-Sigma를 사용하여 안정성을 분석하는 것 이외에, AutoForm Engineering은 민감도 분석을 사용하여 initial blank, binder force, 마찰 계수 그리고 drawbeads와 같은 설계 변수의 영향도를 결정합니다. 처음 3개 변수들의 영향도는 두드러지지 않습니다. 그러나 2개의 drawbeads는 material failure에 대해 국부적으로 강하고 뚜렷한 영향도를 나타냅니다. 다른 2개의 drawbeads의 영향도도 유사하지만, 더 많은 영역에 그리고 예측 불가능한 제품내의 영역에 영향을 주고 있습니다. 시뮬레이션 결과에 따르면 이와 같은 변수는 material failure에 더욱 큰 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. AutoForm 소프트웨어로 도출된 새로운 견해에 따라 불필요한 수정횟수를 줄일 수 있어 트라이아웃에서 막대한 비용의 손실을 차단할 수 있습니다.

트라이아웃 프레스에서의 트라이아웃 단계는 금형 부품의 제작 및 금형의 조립 이후의 단계입니다. 보통 첫번째 수정 과정 이후 다음 수정이 이루어지나 본 제품은 이미 보정이 적용된 상태입니다. 그 결과는 매우 설득력이 있습니다. 통상적으로 이어져 온 3~4회의 수정 과정 대신 단 2번 만에 제품 전체의 품질을 확보할 수 있었습니다. 트라이아웃 담당이자 조립공정 책임인 Helmut Gründler는 즉각적인 효과를 체험하였습니다. 그는 다음과 같이 말합니다: “불과 몇 년 전이었더라도 저는 이와 같은 공차범위를 갖는 제품의 성형 여부에 대해 회의적이었을 거에요. 지금은 더 까다로운 신소재로도 그와 같은 제품을 생산할 수 있게 되었습니다.

이번 프로젝트를 시작하는 동시에 스프링백의 보정과 금형의 최종 검증 기능을 포함한 소프트웨어의 사용량을 늘렸는데, 이는 즉각적인 효력을 발휘하였습니다. 뿐만 아니라, 8주라는 개발기간을 단축할 수 있었습니다.