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외관 표면굴곡 분석(Surface Defect Analysis)

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차량 제조사들은 새로운 자동차 모델 개발시 최첨단 기술을 사용하여 공정에 소요되는 노동력과 시간을 줄이고, 계획의 정확성은 높이고자 합니다. 이와 같은 기술의 적용으로 디자인 고정(design freeze)과 양산시점(SOP) 간의 시차가 최적으로 줄어들 수 있습니다.

트라이아웃 단계에서, surface low 부위의 탐지 및 측정은 스토닝(stoning)이나 시각적 측정에 의해 이루어집니다. 많은 경험을 보유한 전문가들이 금형을 수정하기 위한 보정값에 관해 토론하고 결정합니다. 보통의 경우, 금형을 다시 제작하게 됩니다(re-milling of tools). 보정값이 금형의 Surface low를 개선해주었는지의 여부에 대해서는 금형이 새로 제작된 이후에 확인할 수 있게 됩니다. 만족스러운 결과를 위해 통상적으로 최적화를 위한 몇 가지 반복 작업이 필요합니다. 이러한 중간 과정을 기획하는 일은 시간과 비용이 많이 소요되며 계획을 세우는 일 또한 매우 어렵습니다. 그 결과, 자동차 제조사들은 – 특히, 중상급의 부품을 대량으로 생산하는 업체는 필수불가결하게 적절한 금형수정을 위해 시간을 할애해야만 합니다.

시간 및 비용을 절약하고 계획의 정확도를 높이기 위해서는, 이러한 외관결함을 최적화하는 작업이 트라이아웃 단계보다는 조기의 가상 공정 평가 단계로 올라와야 합니다. 이러한 목표를 전제로, AutoForm에서는 외관굴곡의 탐지 가능성과 측정성에 대해 집중적으로 검토하였습니다. Surface low(면꺼짐)을 일으키는 주요 원인과 원리에 대해서도 조사했습니다. 당 사는 연구 결과를 통해, 외관굴곡에 적용할 수 있는 적절한 변수를 도출하였고, 외관굴곡의 탐지와 최적화를 위한 가상의 공정 작업 흐름을 개발하게 되었습니다.

AutoForm Workflow를 통한 외관굴곡 분석

최근 몇 년간 AutoForm에서는 외관굴곡을 검출하여 최적화 할 수 있는 방법을 연구해왔습니다. 많은 개선을 거듭한 끝에 다음과 같은 결과물을 선보이게 되었습니다. Surface low를 위해 권장드리는 작업 흐름은 다음과 같습니다:

AutoForm이 추천해 드리는 시뮬레이션 셋업

Surface low(면꺼짐)를 분석하려면 완성된 공정 정의가 필요하고 시뮬레이션의 정확도가 높아야 합니다. 그러므로 우선 금형tool에 부품 및 금형 클로징(tool closure)이 모두 포함된 실제 공정에 따라 정의되어야 합니다. 또한, 포밍하는 과정중에 원치않는 소성변형을 피하기 위하여 관련있는 tool에 스케일을 적용해야합니다.

제품 성형성 및 품질 확보

두 번째는, 제품의 성형성과 품질을 보증할 수 있어야 합니다. “A 등급”의 표면 조건을 충족해야 합니다. 특히, bending radii영역의 소재 이동(material movement)이 신중하게 검토되어야 합니다.

이상적 형상(geometry) 분석

이제는, 레퍼런스 지오메트리를 분석합니다. 이러한 방식으로, 공정 계획자는 제품 디자이너가 원하는 제품의 곡률을 분명하게 이해하게 됩니다.

레퍼런스와 시뮬레이션을 비교

이상적인 geometry 형상과 시뮬레이션 결과를 비교함으로써, 곡률 편차를 명백하게 확인하게 됩니다. 이 작업을 위해, AutoForm에서는 직접 곡률 분석을 위한 변수를 제공합니다. 예를 들면, Three Point Gauging(3점 계측)이 있습니다. Surface Lows “Stoning”과 같은 더욱 정교한 레퍼런스 변수를 사용하면 surface low(면꺼짐)에 관한 좀 더 상세한 정보를 얻을 수 있습니다. 아래 그림은 AutoForm workflow를 따라 이루어진 저면 분석의 결과를 보여줍니다.

문제 식별 및 개선점 적용

확인된 외관굴곡을 바탕으로, 유저는 이 문제와 관련하여 성형 공정이 어떻게 적용되어야 할 것인지를 결정합니다. 이러한 측정 결과들이 시뮬레이션 셋업시 고려되어 통합되어야 합니다.

적용 공법의 성공여부 확인

최종 단계는 적용된 방법의 효용성 확인을 위하여 시뮬레이션을 해보는 것입니다.

“Surface low 평가 및 최적화” 프로세스는 트라이아웃보다는 프로세스 엔지니어링으로 작업 순서가 훨씬 앞당겨질 수 있습니다. 이렇게 된다면 시간과 비용이 크게 절약될 것이며, 계획의 예측 가능성 또한 높아집니다.