오토폼 소프트웨어 FLD 차트의 7개 주요 영역

자동차 산업에서 컴퓨터 지원 공학(Computer-Aided Engineering, CAE)은 제품 개발 과정에서 핵심적인 역할을 합니다. 특히 판금 성형 시뮬레이션 분야에서 가장 진보한 CAE 도구 중 하나인 AutoForm은 유한 요소 분석(FEA)을 통해 균열, 주름, 과도한 두께 감소 등의 결함을 예측하고 방지하는 데 도움을 줍니다.

AutoForm의 핵심 기능 중 하나는 성형 한계 다이어그램(Forming Limit Diagram, FLD)입니다. 이 도구는 판금 소재의 성형 한계를 평가하는 데 사용되며, 재료의 변형 상태를 7가지 색상 구역으로 나누어 성형 과정 중 부품 파손 위험 수준을 시각적으로 판단할 수 있도록 해줍니다.

이제 FLD의 7개 구역과 그 의미에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

1. 균열 구역 (Red)

성형 한계 곡선(FLC) 상부에 위치하며, 이 영역은 소재가 성형 한계를 초과하여 균열이 발생할 가능성이 매우 높음을 나타냅니다. 이 붉은 색 영역 내의 모든 점은 즉각적인 파손을 의미하므로 금형, 소재 또는 공정에 대한 즉각적인 수정이 필요합니다.

2. 균열 위험 구역 (노랑)

이 구역은 균열 구역 바로 아래에 위치하며 고위험 지역을 나타냅니다. 소재가 아직 균열되지 않았더라도 한계치에 가까운 상태로 작동하고 있습니다. 예방 조치가 권장되며, 성형 조건을 조정하거나 소재 특성을 변경하여 변형률 수준이 위험 구역에서 벗어나도록 유지해야 합니다.

4. 과도한 판두께 감소 구역 (주황)

과도한 판두께 감소란 금속 시트의 두께가 허용 가능한 기준치보다 더 감소된 상태를 의미하며, 이는 부품의 구조적 완전성과 내구성을 저하시킬 수 있습니다. 국부적인 과도한 신연으로 인해 발생하는 경우가 많으며, 안전이 중요한 구성 요소의 경우 반드시 피해야 합니다.

4. 안전 구역 (녹색)

이것은 이상적인 성형 조건입니다. 이 영역에 속하는 부품들은 최적의 변형 범위 내에 있어 균열, 주름 또는 과도한 두께 감소가 발생할 가능성이 낮습니다. 모든 핵심 제품 구역의 목표 범위입니다.

5. 신장 불충분 구역 (회색)

시트메탈에 충분한 신장이 가해지지 않으면 원하는 형상에 완전히 일치하지 않을 수 있습니다. AutoForm은 이러한 구역을 회색으로 표시합니다. 때로는 플랜지나 절단 구역과 같은 비기능적 영역에서는 허용되기도 하지만, 제품 표면에서는 치수 정확도를 유지하기 위해 최소화되어야 합니다.

6. 주름 발생 경향 구역 (파랑)

이 구역은 주름이 생길 위험이 있는 영역을 나타냅니다. 아직 파손 상태는 아니지만, 특정 조건이 지속된다면 주름이 발생할 수 있습니다. 이러한 위험을 관리하기 위해서는 주름 높이 측정치와 성형 경험에 기반한 엔지니어 판단이 필수적입니다.

7. 주름 구역 (보라)

소재가 주름 영역에 진입하게 되면 가시적인 주름 현상이 발생합니다. 이는 외관적 결함뿐만 아니라 기능적으로도 문제가 됩니다. 따라서 엔지니어는 금형 설계를 수정하거나 드로우 비드(Draw Bead) 배치를 변경하여 주름을 제거하거나 통제해야 합니다.

자동차 CAE 분석에서 FLD가 중요한 이유는 무엇인가요?

오토폼(AutoForm) 내에서 FLD 도표를 활용함으로써 엔지니어는 초기 설계 단계에서 성형 불량 문제를 시뮬레이션하고 예측할 수 있습니다. 이를 통해 다음 사항들을 개선할 수 있습니다.

·금형 개발 과정에서의 시행착오 제거

·개발 시간과 생산 비용 절감

·양산 공정에서 품질 및 재현성 향상

실제 적용 사례 분석

아래는 실제 부품 시뮬레이션에서 나온 예시 FLD 차트입니다. 이 부품이 균열 또는 주름 현상의 위험에 처해 있는지 확인할 수 있습니까? 대부분의 변형률 포인트가 녹색 영역에 위치해 있으며, 주의가 필요한 영역은 어디인지 파악할 수 있나요?

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