지난 7월 10일부터 14일까지 캐나다 온타리오주 토론토에서 개최된 Numisheet 2022 컨퍼런스에서 AutoForm Engineering의 기여는 성공적이었습니다. 해당 컨퍼런스에서 AutoForm은 A/SP(Auto/Steel Partnership)에서 진행하는 첫 번째 벤치마킹 과제인 트위스트 다이 패널(twist die panel)의 스프링백 예측에 참여했습니다. 벤치마킹의 우수한 결과를 통해 AutoForm 소프트웨어가 업계에서 사용 중인 소프트웨어 중 선두적인 위치를 차지하고 있음을 알 수 있습니다. AutoForm소프트웨어는 당 사뿐 만 아니라 일반 사용자가 직접 사용해도 속도, 정확성 및 결과의 일관성이 매우 뛰어납니다.
벤치마킹 연구의 목적은 두 가지 상이한 조건에서 스탬핑 된 성형 패널의 스프링백을 예측하는 것이었습니다. 첫 번째 조건은 소재 유입량을 제한하기 위해 바인더 힘을 사용하는 것이고, 두 번째 조건은 미니어처 펀치(miniature punch)처럼 작동하는 스테이크 비드(stake bead)로 알려진 드로우 비드 기능을 사용하는 것이었습니다. 펀치 스트로크의 마지막 몇 mm 전에 스테이크 비드가 소재와 접촉함에 따라 바인더에서 금형 내부로의 소재 유입이 중지됩니다. 이에 따라 마지막 순간의 성형 과정이 드로우 성형에서 스트레치 성형으로 바뀌게 됩니다.
상이한 두 가지 성형 조건 하에서 스프링백을 예측해야 하는 이번 도전에는, 두께가 각각 1.5mm와 1.4mm인 DP 980과 6000 시리즈 알루미늄 합금의 서로 다른 재료가 사용되었습니다. 본 연구에서 바인더의 간격은 두 재료 모두 시트 두께보다 큰 1.6 mm로 지정되었습니다.
트위스트 다이 패널의 스테이크 비드 유무 및 이에 따른 스프링백 결과
Auto/Steel Partnership에서는 이번 벤치마크 연구에 사용된 금형을 제공했으며, 이 금형은 스프링백으로 인해 패널이 비틀리는 경향 때문에 트위스트 다이(Twist Die)라로 불려지고 있습니다. 비틀림 외에도 패널에는 측벽 말림을 나타낼 수 있습니다. 이 두 가지 문제는 금형의 엔지니어링 과정에서 제어하고 보정하기 가장 까다로운 유형의 스프링백입니다. 따라서 트위스트 다이(Twist Die)는 스프링백 분석에 탁월한 도구입니다.
Auto/Steel Partnership에서 제공받은 금형
참가자는 사전에 정의된 기준점 즉, P0에서 P18까지를 5개의 섹션으로 나누어 스프링백 전후의 시뮬레이션 결과 좌표 값(X,Y,Z)을 제출해야 했습니다.
스프링백 측정 섹션 및 포인트
4가지의 서로 다른 소프트웨어 코드를 사용한 5명의 참가자가 해당 벤치마킹 연구에 참여했습니다. 사용된 소프트웨어 코드는 LS-DYNA(참가자 1), Inspire Form(참가자 2), AutoForm Forming R10(참가자 3 및 4) 과 Stampack(참가자 5)입니다. 다른 모든 소프트웨어 코드는 쉘 요소를 사용한 반면, 참가자 5(Stampack)는 볼륨 요소를 사용하여 시뮬레이션을 진행했습니다. 모든 참가자는 DP 980 및 6000 시리즈 알루미늄 합금 재료를 가지고 스테이크 비드 유무에 따른 해석 결과뿐 아니라 계산 시간도 발표했습니다. 당사의 Bart Carleer 박사, Kidambi Kannan 박사, Theron Short 및 Igor Burchitz 박사가 제출한 해석 조건은 다음과 같습니다(참가자 4).
벤치마킹 참가자
계산 시간
계산 시간 결과에서, AutoForm Forming R10의 결과값이 가장 탁월했습니다. AutoForm과 저희 고객사 모두 동일한 시간 결과를 제출했으며, 이는 LS-DYNA의 11배, Inspire Form의 20배, 심지어 유일하게 볼륨 요소를 사용한 Stampack보다 137배나 더 빨랐습니다.
실험 결과 및 예측 결과
해당 벤치마킹에서의 AutoForm 제출 결과의 정확성은 이 분야에서 AutoForm이 가지는 선도적인 위치를 나타냅니다. 아래 이미지는 5개의 섹션에서 참가자들의 실험 결과 vs 예측 결과를 나타냅니다. DP 980 및 6000 시리즈 알루미늄 합금에 대한 두 소재의 스테이크 비드 유무의 따른 결과가 모두 나타나 있습니다.
AutoForm이 제출한 결과는 4번에, AutoForm 고객이 제출한 결과는 3번에 나타나 있습니다. 두 경우 모두 각 단면의 결과는 실험 결과와 매우 유사하거나 정확하게 일치합니다. 타 참가자의 실험 결과의 경우, 각 단면의 많은 기준점이 예측한 실험 결과와 크게 다르며 AutoForm 결과의 정확도 수준에 미치지 못하였습니다. 해당 연구에서 AutoForm 이 뛰어난 결과와 높은 수준의 일관성을 도출할 수 있었던 이유는 AutoForm 소프트웨어의 사용 편의성과 효과적인 소프트웨어 가이드라인 덕분이라고 할 수 있습니다. 아래에 나타난 모든 결과에서 AutoForm은 우수한 점수를 받았습니다.
스테이크 비드가 있는 DP 980
스테이크 비드가 없는 DP 980
스테이크 비드가 있는 AA 6xxx-T4
스테이크 비드가 없는 AA 6xxx-T4
평균 단면 곡률 오차
결과를 비교할 때 보다 객관적인 측정은 측벽 컬의 곡률을 정량화하는 것입니다. 아래 그래프에서 시뮬레이션 결과와 실험 결과의 편차는 단면 곡률 오차로 표시됩니다. 세로 막대 축의 오차 값이 작을수록 시뮬레이션이 실험 결과에 더 가깝습니다.
곡률 예측 및 결과 비교
평균 단면 곡률 오차 비교
사용된 소프트웨어 코드는 LS-DYNA(참가자 1), Inspire Form(참가자 2), AutoForm Forming R10(참가자 3&4) 및 Stampack(참가자 5)입니다. Numisheet 벤치마크 연구 위원회에서 내린 등급 평가는 다음과 같습니다.
AutoForm은 Numisheet 컨퍼런스에서 최첨단 소프트웨어를 통해 사용자가 전체 스탬핑 프로세스를 빠르고 정확하며 일관되게 시뮬레이션할 수 있음을 다시 한번 입증했습니다. AutoForm의 탁월함은 다음과 같습니다:
상용 소프트웨어 코드 중 AutoForm 소프트웨어의 선도적 위치는 해당 벤치마크 연구에서의 우수한 결과로 입증되었습니다. AutoForm과 저희 고객사가 획득한 점수는 소프트웨어의 탁월한 속도, 정확성 및 일관성을 보여줍니다. Numisheet와 같은 권위 있는 컨퍼런스에서 또다시 AutoForm의 전문성과 최첨단 기술이 매우 높은 평가와 인정을 받은 것을 기쁘게 생각합니다.