TL;DR

자동차 스탬핑 공차 기준은 일반적으로 표준 부품의 경우 ±0.1mm에서 ±0.25mm 범위를 가지며, 정밀 스탬핑은 더 엄격한 공차를 달성할 수 있습니다. ±0.05mm 이러한 편차는 ISO 2768 (일반 공차) DIN 6930 (스탬핑 강판 부품) ASME Y14.5 (GD&T)와 같은 국제 기준에 의해 규정됩니다. 엔지니어들은 고강도 강재의 스프링백과 같은 재료 특성과 제조 복잡성이 급격히 증가함에 따라 비용에 미치는 영향을 고려하여 이러한 정밀도 요구사항을 적절히 조율해야 합니다.

자동차 스탬핑 분야의 국제 산업 표준

자동차 공급망에서 모호성은 품질의 적이다. 차체 골격(BIW) 조립 또는 엔진 실에 부품이 원활하게 맞물리도록 하기 위해 제조업체는 국제 표준 체계를 따르고 있다. 이러한 문서들은 단순한 선형 허용 오차뿐 아니라 부품의 기하학적 정밀도 또한 규정한다.

주요 표준: ISO 대 DIN 대 ASME

GM이나 도요타와 같은 완성차 제조사(OEM)의 자체 규격이 우선시되기도 하지만, 자동차 스탬핑 부문의 기본을 이루는 세 가지 글로벌 프레임워크가 존재한다.

• ISO 2768: 일반 가공 및 박판 금속 작업에서 가장 널리 사용되는 표준이다. 이 표준은 네 가지 공차 등급으로 나뉜다: 정밀(f) , 중등도(m) , 거친 정도(c) , 그리고 매우 거친 정도(v) 대부분의 자동차 구조 부품은 특별히 중요한 기능상 필요성이 없는 한 기본적으로 "중간" 또는 "거친 정도" 등급을 적용한다.
• DIN 6930: 스탬프 가공된 강판 부품을 위해 특별히 설계되었습니다. 일반적인 가공 기준과 달리 DIN 6930은 다이 롤 및 파손 영역과 같은 전단 금속의 고유한 특성을 반영합니다. 이 표준은 유럽 자동차 도면에서 자주 인용됩니다.
• ASME Y14.5: 기하학적 치수 및 허용 공차(GD&T) 분야의 최고 권위 기준입니다. 자동차 설계에서 선형 공차는 종종 기능적 요구사항을 충분히 반영하지 못합니다. ASME Y14.5는 표면 프로파일 그리고 위치 과 같은 제어 방식을 사용하여 복잡한 조립체 내에서 부품들이 정확하게 맞물리도록 보장합니다.

이러한 표준들 간의 차이점을 이해하는 것은 매우 중요합니다. 예를 들어, ADH 머신툴(ADH Machine Tool)은 정밀 스탬핑 공정은 다른 공정에서는 보기 드문 수준의 공차를 달성할 수 있으나, 이를 위해서는 설계 단계에서 올바른 공차 등급을 엄격히 준수해야 한다고 지적합니다.

일반적인 자동차 스탬핑 공차 범위

엔지니어들은 자주 "제일 작은 허용오차를 얼마로 지정할 수 있나요?"라고 묻습니다. ±0.025mm는 특수 공구를 사용하면 가능하지만, 비용 대비 효율이 떨어져 거의 사용되지 않습니다. 아래 표는 일반 및 정밀 자동차 스탬핑에서 달성 가능한 범위를 보여줍니다.

보다 엄격한 허용오차는 비용이 더 높은 공구와 자주 이루어지는 유지보수가 필요하다는 점을 인식하는 것이 중요함 Protolabs 강조 굴곡 및 구멍의 미세한 편차가 누적되는 허용오차 적층(stack) 문제는 설계 단계에서 정확하게 계산하지 않을 경우 조립 실패로 이어질 수 있음

재료별 허용오차 요소

재료 선택은 프레스 성형 정확도에 가장 큰 영향을 미치는 변수입니다. 현대 자동차 공학에서는 경량화를 향한 추세로 인해 제어가 특히 까다로운 재료들이 도입되고 있습니다.

고강도 강판(HSS) 대 알루미늄

첨단 고강도 강판(AHSS) 및 초고강도 강판(UHSS)은 안전 캐비닛 구조에 필수적이지만, 형성 후 금속이 원래 형태로 되돌아가려는 특성인 '스프링백(springback)'이 크게 나타납니다. AHSS에서 ±0.5°의 굽힘 허용오차를 달성하려면 복잡한 다이 설계와 보정을 위한 재료의 과도한 굽힘이 종종 필요합니다.

알루미늄은 중량 감소를 위해 차체 패널 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되지만, 자체적인 문제점을 가지고 있습니다. 알루미늄은 더 부드럽고 갈림 현상 또는 표면 결함이 발생하기 쉽습니다. According to the 고강도강 스탬핑 설계 매뉴얼 , 이러한 재료에서 스프링백을 제어하려면 고급 시뮬레이션과 정밀한 다이 보정 전략이 필요합니다.

시제품에서 대량 생산으로 전환하는 데 어려움을 겪는 OEM 및 1차 공급업체의 경우, 파트너 역량은 소재 과학만큼이나 중요합니다. 제조업체들은 샤오이 메탈 테크놀로지의 포괄적인 스탬핑 솔루션 iATF 16949 인증 공정을 활용함으로써 이러한 소재 특성을 효과적으로 관리하고, 50개의 시제품에서 수백만 개의 양산 부품에 이르기까지 일관된 허용오차를 보장받을 수 있습니다.

클래스 A 표면 대 구조물(BIW) 허용오차

모든 자동차 부품의 편차가 동일하게 취급되는 것은 아닙니다. 허용 가능한 허용오차는 부품의 가시성과 기능에 크게 좌우됩니다.

클래스 A 표면

"클래스 A"란 후드, 도어, 펜더와 같이 차량 외부에서 눈에 보이는 외피를 의미합니다. 여기서는 단순한 선형 치수보다 표면 연속성과 결함 없는 마감 처리에 초점이 맞춰집니다. 0.05mm의 미세한 오목 현상이라도 도장 반사 시 눈에 띄는 왜곡을 유발한다면 허용되지 않을 수 있습니다. 이러한 부품의 프레스 성형에는 깨끗한 다이(die)와 '뾰루지' 또는 드로우 라인(draw lines)을 방지하기 위한 철저한 유지보수가 필요합니다.

바디 인 화이트(BIW) 구조

외장 아래 숨겨진 구조 부품들은 적합성과 기능에 중점을 둡니다. 주요 고려 사항은 용접 포인트 정렬 입니다. 서브프레임 브래킷이 ±0.5mm만큼 어긋나면 로봇 용접기가 플랜지를 놓칠 수 있으며, 이는 차대 강성을 저하시킬 수 있습니다. Talan Products는 구조 부품의 외관 기준이 다소 느슨할 수는 있지만, 자동 조립 라인에서는 위치 공차가 절대적으로 지켜져야 한다고 설명합니다.

제조를 위한 설계(DFM) 규칙

지정된 공차가 실제로 제조 가능하도록 하기 위해 설계자는 입증된 DFM 가이드라인을 따라야 합니다. 이러한 물리 기반 규칙을 무시하면 공차를 유지할 수 없는 부품이 만들어지는 경우가 많습니다.

• 구멍에서 가장자리까지의 거리: 홀은 가장자리로부터 최소한 재료 두께의 1.5배에서 2배 만큼 떨어뜨려야 합니다. 홀을 너무 가까이 배치하면 금속이 볼지 현상(bulge)을 일으켜 홀 형태가 왜곡되고 지름 사양을 벗어날 수 있습니다.
• 벤딩 반경: 날카로운 내부 모서리는 피해야 합니다. 재료 두께(1T)와 동일한 최소 굽힘 반경을 유지하면 응력 균열 및 일관되지 않은 스프링백을 방지할 수 있습니다.
• 특징 요소 간 간격: 판금 제조 전문가 굽힘 영역에서 특징적인 요소들을 떨어뜨려 배치할 것을 권장합니다. 굽힘선 근처의 왜형은 홀이나 슬롯에 대한 정확한 위치 공차를 유지하는 것을 불가능하게 만듭니다.

생산에서 정밀도 확보

자동차 스탬핑 공차 기준은 임의의 숫자가 아니라 설계 의도, 재료 물성 및 제조 현실 간의 균형을 나타냅니다. ISO 2768 및 DIN 6930과 같은 표준을 참조하고 HSS와 같은 재료의 특정 제약을 이해함으로써 엔지니어는 고품질이면서도 생산 비용 효율적인 부품을 설계할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

1. 자동차 스탬핑의 일반 공차 기준은 무엇입니까?

일반 선형 치수에 대한 산업 표준은 일반적으로 ±0.1mm에서 ±0.25mm 사이입니다 - 그래요 이 범위 (ISO 2768에 따라 중급 m) 는 대부분의 비중이없는 구조적 특징에 충분하며, 조립 요구 사항과 비용 균형을 맞추고 있습니다.

2. 재료 두께가 스탬핑 허용량에 어떻게 영향을 미치나요?

두꺼운 재료는 일반적으로 느슨한 허용량을 필요로합니다. 엄지손가락 규칙으로, 선형 허용은 종종 더 큰 용량이 밀려나는 금속으로 인해 두께가 증가함에 따라 확장됩니다. 예를 들어 1mm 이하의 두께의 브래킷은 ±0.1mm를 수용할 수 있고, 4mm 두께의 차체 부품은 ±0.3mm를 요구할 수 있다.

3. 왜 스프링백이 허용을 확립하는 데 문제가 되는 걸까요?

스프링백은 구부러진 금속의 탄력 회복입니다. 이것은 마지막 각이 다이각과 다른 방향으로 변하게 합니다. 고강도 강철은 상당한 반발을 나타내며 설계자가 더 넓은 각도 허용도를 지정하거나 제조자가 고급 보상 매트를 사용하도록 요구합니다.