자동차 후드 스탬핑 공정 흐름: 기술 제조 가이드

TL;DR

그 자동차 후드 스탬핑 공정 흐름 평평한 시트 메탈 블랭크(일반적으로 알루미늄 또는 강철)를 완성된 "바디 인 화이트"(BIW) 클로징 어셈블리로 변환하는 정밀 제조 순서입니다. 이 워크플로우는 내부 패널(구조적 백본)과 후드 내판 (구조적 백본) 후드 아우터 패널 (클래스 A 외관 표면)을 별도로 성형하기 위해 두 개의 병렬 프레스 라인을 사용합니다. 주요 단계에는 블랭킹 , 심도 압출 , 정리 , 퍼싱 , 그리고 플랜징 단계가 포함되며, 이 공정은 외부 패널을 내부 패널 위로 마스틱 실런트를 사용해 접어 하나의 통합된 강성 어셈블리로 만드는 가지 끝 처리 마감 단계에서 완료됩니다. 본 가이드는 현대 자동차 생산에 필수적인 엔지니어링 메커니즘, 다이 라인 순서 지정 및 품질 관리 전략을 설명합니다.

자동차 후드의 구조: 내부 패널과 외부 패널

생산 라인을 분석하기 전에, 차량 후드(본네트)를 구성하는 두 가지 주요 부품을 구분하는 것이 매우 중요합니다. 이 두 부품은 유사한 프레스 공정을 거치지만, 각각의 설계 요구사항과 다이 설계는 상당히 다릅니다.

후드 아웃사이드 패널(표면)

그 후드 아우터 패널 은 차량 외부에서 보이는 표면으로, 결함 없는 '클래스 A' 마감을 요구합니다. 이 패널의 주요 기능은 펜더 및 그릴과의 공기역학적 성능과 미적인 일체감을 제공하는 것입니다. 고객에게 직접 노출되는 부분이므로 균열이나 주름 과 같은 표면 결함은 허용되지 않습니다. 제조업체들은 무게를 줄이면서도 함몰 저항성을 유지하기 위해 종종 아웃사이드 패널에 알루미늄 합금(예: 6000계열)을 사용하지만, 이로 인해 스프링백 문제가 발생할 수 있습니다.

후드 인사이드 패널(구조체)

는 겉면 아래에 숨겨져 있으며, 차량의 후드 내판 구조적 백본 역할을 한다. 충돌 에너지(붕괴 구역)를 관리하고 소음, 진동 및 거칠음(NVH)을 줄이기 위해 리브, 엠보스, 절개 등의 복잡한 형상을 포함한다. 내판은 또한 힌지, 래치 및 후드 지지대 막대의 장착 지점을 포함한다. 매끄러운 외판과 달리 내판은 표면 마감보다 기하학적 강성을 우선시하며, 일반적으로 고강도 강철(HSS) 또는 특수 알루미늄 등급을 사용한다.

1단계: 프레스 라인 공정(스탬핑 공정)

핵심은 자동차 후드 스탬핑 공정 흐름 다이 라인에서 발생하며, 일반적으로 탠덤 프레스 라인(여러 대의 개별 프레스로 구성) 또는 트랜스퍼 프레스(내부 이송 레일이 있는 단일 대형 프레스)에서 수행된다. 이 공정은 평평한 블랭크를 성형 패널로 가공하기 위해 일반적으로 5~6단계의 작업으로 구성된다.

1. 블랭킹

공정은 원자재 시트 금속 코일로 시작됩니다. 이 코일은 블랭킹 프레스에 공급되어 스크랩을 최소화하도록 최적화된 특정 2차원 형상(블랭크)으로 절단됩니다. 이후 블랭크는 세척 및 윤활 처리되어 후속 성형 공정 중 마찰 결함을 방지합니다.

2. 딥 드로잉(성형)

이 작업이 가장 중요한 단계입니다. 평면 블랭크를 바인더 링으로 고정한 후, 펀치가 금속을 다이 캐비티 안으로 밀어 넣어 후드의 3차원 형상을 만듭니다. 여기서 재료의 흐름 제어가 매우 중요하며, 압력이 부족하면 주름이 생기고 과도한 압력은 균열을 유발합니다. 딥 드로잉 다이 패널의 주요 형상과 강성을 결정합니다.

3. 트리밍 및 피어싱

형상이 만들어진 후, 패널은 트리밍 공정으로 이동합니다. 여기서 바인더 영역의 잔여 금속이 잘려 나가 최종 외곽 윤곽을 얻습니다. 동시에 또는 다음 공정에서, 피어싱 다이가 내판의 환기구나 외판의 엠블럼 장착 위치 등 필요한 구멍을 뚫습니다.

4. 기 와 제한

플랜지 가공은 패널의 가장자리를 아래로 굽히는 것(내부 패널의 경우) 또는 위로 굽히는 것(외부 패널의 경우)을 포함하여 맞물리는 표면을 준비하는 과정입니다. 외부 패널의 경우, 이러한 플랜지들은 향후 헴밍 공정을 용이하게 하기 위해 90도로 굽힙니다. 종종 라인의 마지막 단계에서 '리스트라이크' 작업이 수행되어 부품을 보정하고, 특징적인 라인을 선명하게 하며, 스프링백 등을 보완합니다. 탄성 복귀 .

이러한 단계들 전반에 걸쳐 정밀도를 확보하기 위해서는 강력한 기계 장비가 필요합니다. 제조업체들은 금형 및 부품 가공을 위해 전문 파트너를 종종 의존합니다. 예를 들어 소이 메탈 테크놀로지 600톤의 프레스 성능까지 활용하여 급속한 프로토프링에서 대량 생산에 이르는 갭을 메우고, 부품이 엄격한 치수 공차를 충족할 수 있도록 보장합니다.

2단계: 결합 공정(헴밍 및 조립)

후드 제조의 핵심 단계는 내부 및 외부 패널을 '결합'하는 것입니다. 외부 후드의 Class A 표면을 손상시킬 수 있기 때문에 용접은 사용하지 않으며, 업계에서는 가지 끝 처리 .

매스틱 실런트 도포

조인 전에 로봇이 외판의 내면 주변을 따라 구조 접착제(마스틱)를 도포합니다. 추가적으로 플러터 방지용 접착제를 중앙부에 점적하여 내판의 리브를 외측 패널에 부착함으로써 고속 주행 시 진동 소음을 방지합니다.

헤밍 공정 순서

내판을 외판 내부에 조립한 후, 외판의 90도 플랜지를 두 단계에 걸쳐 내판의 가장자리 위로 접습니다.

• 예비 헤밍: 플랜지를 90도에서 약 45도로 굽힙니다.
• 최종 헤밍: 플랜지를 내판에 평평하게(로프형 또는 평형 헤밍) 눌러 붙여 두 부재를 하나로 결합합니다.

다이 헤밍과 롤러 헤밍

이 작업에는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 기존 다이 헤밍 전체 플랜지를 한 번의 스트로크로 접기 위해 전용 다이를 사용한다. 매우 빠르고 정확하여 대량 생산에 이상적이다. 그러나 금형 비용이 비싸다. 반면에 로봇 롤러 헴밍 로봇 암에 장착된 롤러 공구를 사용해 점진적으로 엣지를 접는다. 이 방법은 낮은 생산량이나 복잡한 윤곽에 더 유연하고 비용 효율적이지만 사이클 타임이 더 길다.

품질 관리 및 결함 예방 전략

최종 조립품이 자동차 기준을 충족하도록 보장하려면 철저한 품질 관리가 필요하다. 결함 예방은 다이 설계 단계에서 시뮬레이션 소프트웨어를 사용해 재료 거동을 예측하는 것으로 시작된다.

흔히 발생하는 표면 결함

• 스프링백: 성형 후 금속(특히 알루미늄)이 원래 형태로 되돌아가려는 경향. 엔지니어들은 다이에서 금속을 과도하게 굽힘으로써 이를 보정한다.
• 오렌지 필: 과도한 그레인 스트레칭으로 인해 발생하는 거친 표면 질감으로, 도장 마감을 손상시킨다.
• 스키드 라인(Skid Lines): 드로잉 단계에서 시트 메탈이 다이 라디우스 위를 끌리면서 발생하는 스크래치.

검사는 일반적으로 다음을 포함한다 청색 레이저 스캔 cAD 모델과 부품의 편차를 디지털 열 감지 지도로 생성하는 것과 함께, 갭 및 플러시 공차를 작업자가 수동으로 검사하는 전통적인 "검사용 지그" 방식도 포함됩니다. 후드는 차량의 주요 시각적 요소이므로 이러한 기준을 유지하는 것이 매우 중요합니다.

완벽한 클로저를 위한 엔지니어링

그 자동차 후드 스탬핑 공정 흐름 이는 강력한 산업용 동력과 마이크론 단위의 정밀함이 조화를 이루는 과정입니다. 코일 소재의 초기 블랭킹에서부터 내판과 외판을 정교한 로봇 핌핑(hemming) 공정으로 결합하는 마지막 단계에 이르기까지, 모든 공정은 구조적 안전성과 외관상 완벽함을 보장하기 위해 정확히 동기화되어야 합니다. 자동차 산업이 연비 향상을 위해 알루미늄 및 복합재료와 같은 경량 소재로 전환함에 따라, 프레스 성형 및 조립 기술의 복잡성은 계속 진화하고 있으며, 제조 엔지니어와 다이 설계자들에게 더욱 높은 기준을 요구하고 있습니다.

자주 묻는 질문

1. 자동차 후드 프레스 성형 공정의 주요 단계는 무엇인가요?

이 공정은 일반적으로 패널당 블랭킹(형태 절단), 딥 드로잉(3D 프로파일 성형), 트리밍(불필요한 금속 제거), 파이싱(구멍 생성), 플랜징(가장자리 굽힘), 그리고 마지막으로 헴밍(내부 및 외부 패널 결합)의 다섯 단계에서 여섯 단계의 주요 공정을 포함합니다.

2. 자동차 후드에 용접 대신 헴밍을 사용하는 이유는 무엇인가요?

헴밍은 스팟 용접 시 후드의 외부 '클래스 A' 표면에 가시적인 번짐, 움푹 들어간 부분 또는 변형이 생기기 때문에 사용됩니다. 헴밍은 외부 패널을 내부 패널 위로 기계적으로 접어 붙임으로써 가시적인 외관 표면을 손상시키지 않고도 강력한 결합을 만들어냅니다.

후드의 내부 패널과 외부 패널의 차이는 무엇인가요?

그 후드 아우터 패널 외부 패널은 미적 요소(부드러운 곡선, 공기역학적 형태)를 위해 설계되며 표면 결함이 없어야 합니다. 반면 후드 내판 내부 패널은 구조적 강도, 충격 흡수(붕괴 영역), 부품 장착을 위해 설계되며 매끄럽지 않은 마감 대신 복잡한 리브와 컷아웃을 포함합니다.

자동차 후드 스탬핑에 일반적으로 사용되는 재료는 무엇인가요?

현대의 자동차 후드는 일반적으로 저탄소강, 고강도 강판(HSS) 또는 알루미늄 합금으로 프레스 성형됩니다. 알루미늄은 강철 대비 무게를 크게 줄일 수 있어 연료 효율과 핸들링을 향상시키기 때문에 후드 소재로 점점 더 인기가 많지만, 스프링백(springback)이 크기 때문에 프레스 성형이 더 까다롭습니다.

5. 판금 프레스 성형에서 스프링백이란 무엇인가요?

스프링백은 성형 하중 제거 후 금속이 탄성적으로 회복되는 현상입니다. 금속이 원래의 평평한 형태로 돌아가려는 경향이 있어 최종 부품의 치수가 의도된 설계와 달라질 수 있습니다. 다이 엔지니어들은 이 효과를 보정하기 위해 시뮬레이션과 '과도한 커브 형성(over-crowning)' 기술을 사용합니다.