TL;DR

자동차 스탬핑 소재 활용률 완제품 부품 무게와 소비된 전체 원자재 금속량의 비율로서 중요한 지표이며, 부품의 최종 생산 비용의 최대 70%를 결정한다. 이 수율을 극대화하기 위해서는 기본 레이아웃을 넘어선 전략이 필요한데, 예를 들어 투페어 네스팅(Two-Pair nesting) 방식은 일반적인 원업(One-Up) 방식 대비 재료 효율성을 11% 이상 향상시킬 수 있다. 본 가이드에서는 고속 생산 환경에서 잔여 폐기물을 최소화하고 수익 마진을 보호하기 위해 필요한 엔지니어링 공식, 네스팅 기술 및 공정 최적화 방법을 상세히 설명한다.

자재 활용의 경제성

높은 위험 부담을 동반하는 자동차 제조 산업에서 원자재는 단순한 비용 항목이 아니라 가장 큰 비용 요인이다. 업계 데이터에 따르면 대부분의 스탬프 부품에서 원자재가 부품 총비용의 60%에서 70%를 차지한다 . 이 비율은 인건비, 에너지 비용은 물론 정교한 금형의 감가상각 비용보다도 훨씬 크다.

이 비율의 재무적 영향은 막대한데, 그 이유는 소재 비용이 반복적으로 발생하기 때문이다. 프레스 다이(금형)는 일회성 투자인 반면, 강철 또는 알루미늄 코일은 지속적으로 소모된다. 소재 활용률이 60%라는 것은 판금에 지출하는 1달러마다 40센트가 즉시 스크랩(부산물)로 전환된다는 의미이다. 연간 생산 대수가 종종 30만 대를 초과하는 대량 자동차 생산 라인에서는 수율 개선률이 소수점 단위로 향상되더라도 수십만 달러의 비용 절감 효과로 이어질 수 있다.

반면 설계 단계에서 소재 활용도를 간과할 경우 '수율 격차(yield gap)'가 발생하게 되며, 이는 차량 프로그램의 수명 주기 동안 지속되는 고정적인 비용 손실을 초래한다. 의사결정권자들은 소재 효율성을 단순한 낭비 감소 지표를 넘어서, 경쟁력 있는 가격 책정과 수익성 확보를 위한 핵심 수단으로 인식해야 한다.

소재 활용률 계산 방법

자재 비용을 통제하기 위해 엔지니어는 먼저 자재 사용률을 정확하게 측정해야 합니다. 산업 표준에서 정의하는 자재 사용률은 코일 또는 시트 중 최종 제품으로 전환되는 부분의 비율을 의미합니다.

핵심 공식

계산은 간단하지만 블랭크 배치에 관한 정확한 입력값이 필요합니다.

자재 사용률(%) = (부품의 순중량 ÷ 소비된 자재의 총중량) × 100

• 순중량: 모든 트리밍 및 천공 작업 후 완성된 스탬프 부품의 최종 중량.
• 총 중량: 해당 부품을 생산하는 데 필요한 전체 자재의 무게로, 피치 스트립 상의 부품 간 거리(pitch) 코일 너비 .

예를 들어, 완성된 브래킷의 무게가 0.679kg이지만 코일 위에서 차지하는 직사각형 공간(pitch × 폭 × 두께 × 밀도)의 무게가 1.165kg이라면 자재 사용률은 단지 58.2%입니다. 나머지 0.486kg은 설계상 발생하는 스크랩입니다. 이 사용률을 68%까지 높이면 부품 당 요구되는 총중량이 크게 감소하여 코일의 '구매 중량'을 직접적으로 낮출 수 있습니다.

최대 수율을 위한 고급 배치 전략

개선하기 위한 가장 효과적인 방법 자동차 스탬핑 소재 활용률 블랭크 배치는 코일 스트립 위에 부품들을 어떻게 배향하고 배열하는지를 최적화하는 것으로, 자동차 스탬핑 소재 활용률을 높이는 가장 효과적인 방법입니다. 잘못된 배치 전략 선택은 수율 저하의 가장 흔한 원인입니다.

아래는 일반적인 L자형 자동차 브래킷에 대한 일반적인 배치 레이아웃 비교 분석입니다. 산업 시뮬레이션에서 도출된 데이터는 레이아웃 선택이 수율 효율성에 어떤 극적인 영향을 미치는지를 보여줍니다.

배치 전략 비교

도시된 바와 같이, 기본적인 원업(One-Up) 공정에서 최적화된 투페어(Two-Pair) 배치로 전환하면 생산성 향상률이 11%p 이상 개선될 수 있습니다. 30만 개의 부품을 생산할 경우, 이 변경은 전체 강재 소비량을 수톤 줄여 비효율적인 블랭킹으로 인한 "비용 프리미엄"을 제거합니다.

엔지니어링 및 공정 최적화 기술

배치 최적화를 넘어서, 고급 엔지니어링 개입을 통해 프레스 성형 공정의 효율성을 더욱 높일 수 있습니다. 이러한 기법들은 차량 개발 주기 초기 단계에서 제품 설계자와 제조 엔지니어 간의 협업이 종종 필요로 합니다.

애드밴덤(Addendum) 및 바인더 최적화

딥 드로잉 공정에서 시트 메탈을 다이 바인더에 고정하여 재료 흐름을 제어하고 주름을 방지하기 위해 추가적인 소재(애드엔덤)가 필요합니다. 그러나 이 소재는 결국 스크랩으로 절단 제거됩니다. AutoForm 또는 Dynaform과 같은 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하면 성형 품질을 해치지 않으면서 애드엔덤의 표면적을 최소화할 수 있습니다. 바인더 엣지에서 블랭크 크기를 단지 몇 밀리미터 줄이는 것만으로도 수백만 스트로크에 걸쳐 상당한 소재 절약 효과를 얻을 수 있습니다.

정밀을 위한 협력

이러한 최적화를 구현하려면 이론적 설계와 실제 물리적 현실 사이의 갭을 메울 수 있는 역량이 필요합니다. 제조업체가 이러한 전략의 타당성을 입증하고자 할 때, 소이 메탈 테크놀로지 정밀한 IATF 16949 인증과 최대 600톤의 프레스 성능을 기반으로 종합적인 스탬핑 솔루션을 제공합니다. 이들은 자동차 고객들이 신속한 시제품 제작에서 대량 생산까지 원활하게 전환할 수 있도록 지원합니다. 5일 이내에 50개의 프로토타입으로 네스팅 전략을 검증하든, 수백만 개 부품 생산을 위해 수율을 극대화한 설계로 확장하든, 해당 업체의 엔지니어링 서비스는 글로벌 OEM 표준을 철저히 준수합니다.

코일 사양 및 TWB

최적화를 위한 또 다른 접근 방식은 원자재 형태 자체입니다. 표준 코일 폭은 제조업체가 더 넓은 스크랩 여유를 감수하도록 강요할 수 있습니다. 특정 네스팅 피치에 맞춰 맞춤 절단된 코일 폭을 주문하면 가장자리 폐기물을 제거할 수 있습니다. 또한, 레이저 용접 블랭크(TWB) 다이 두께나 등급이 다른 시트를 스탬핑 전에 용접할 수 있게 하여, 충돌 구역과 같은 필요한 부위에는 더 두껍고 강도 높은 금속을, 그 외의 부위에는 얇은 금속을 사용함으로써 블랭크 전체 무게를 줄이고 차량의 재료 활용 비율을 향상시킵니다.

스크랩 관리 및 지속 가능성

최적의 배치 전략을 적용하더라도 일부 스크랩은 불가피합니다. 이러한 '설계된 스크랩'은 일반적으로 부품 내부의 창문 절단 부분(구멍)과 캐리어 웹으로 구성됩니다. 그러나 현대의 효율성 기준은 이를 순수한 폐기물이 아닌 잠재적 자원으로 간주합니다.

• 스크랩 내 생산 도어나 펜더와 같은 대형 바디 패널의 경우, 큰 창문 절단 부분이 때때로 작은 브래킷이나 와셔를 스탬핑할 수 있을 만큼 넓을 수 있습니다. 이와 같은 '스크랩 내부에 배치하는' 기술은 본질적으로 소형 부품에 대해 무료 재료를 제공하는 것입니다.
• 지속 가능성 영향 자재 활용 극대화는 곧 환경 보전과 직결됩니다. 제조업체가 차량 생산에 필요한 강철의 총 중량을 줄임으로써 강철 생산 및 물류 과정에서 발생하는 탄소 배출량을 감축할 수 있습니다. 고효율 스탬핑 공정은 사용 가능한 금속 1킬로그램당 소비되는 에너지를 최소화함으로써 ISO 14001 목표와 완성차 업체(OEM)의 지속 가능성 요구사항을 지원합니다.

결론: 이윤은 피치에 있다

자동차 스탬핑 공정에서 원자재 활용률은 제조 효율성을 나타내는 명확한 지표입니다. 부품 비용의 대부분을 차지하는 원자재 비용 측면에서, 58%의 수율과 69%의 수율 사이의 차이는 프로그램의 수익성에 결정적인 영향을 미칩니다. 데이터 기반의 네스팅 전략을 도입하고, 어드밴덤 감소를 위해 시뮬레이션을 활용하며, 실행 역량이 뛰어난 제조업체와 협력함으로써 자동차 엔지니어는 낭비를 크게 줄일 수 있습니다. 마진이 몇 푼 단위로 측정되는 산업에서 코일의 모든 밀리미터를 극대화하는 것은 단순히 우수한 엔지니어링이 아니라 필수적인 경영 전략입니다.

자주 묻는 질문 (FAQ)

1. 스탬핑 공정에서 원자재 활용률은 무엇인가요?

원자재 활용률은 완성된 사용 가능한 부품의 무게를 그 부품을 생산하기 위해 소비된 원자재(코일 또는 시트)의 총 무게로 나눈 비율입니다. 이는 다음의 백분율로 표현됩니다: (Net Weight / Gross Weight) * 100. 백분율이 높을수록 폐기물은 줄어들고 원자재 비용도 낮아집니다.

2. 자동차 산업에서 재료 사용이 왜 중요한가?

원자재는 일반적으로 스탬프 자동차 부품의 전체 비용의 60-70%를 차지합니다. 차량 생산량이 높기 때문에 소규모의 활용량 개선 (폐기물 감소) 도 막대한 누적 비용 절감과 환경 영향 감소로 이어집니다.

3. 1대와 2대 둥지를 틀는 데는 어떤 차이가 있을까요?

원 업 넥팅은 각 프레스 스트로크로 하나의 부품을 스탬프하여 효율적이지 않은 간격으로 인해 종종 소재 양이 낮습니다. 2 UP 넥팅은 스트로크당 2 개의 부분을 생산하여 기하학 (넥팅) 의 더 나은 넥팅을 허용하며, 이는 양수 비율 (일반적으로> 60%) 및 생산 속도를 크게 증가시킬 수 있습니다.

4. 자동차 스탬핑 에 일반적으로 사용 되는 재료 는 무엇 입니까?

탄소강은 강도와 비용 효율성 덕분에 가장 널리 사용되는 재료로, 저탄소강 및 고강도강(HSS) 등 다양한 등급으로 공급된다. 알루미늄 합금은 성형이 더 까다롭긴 하지만 연비 향상을 위한 경량화 응용 분야에서 점점 더 많이 사용되고 있다.