판금 성형 공정은 더욱 다양해지는 자동차 모델, 스탬핑 부품의 형태적 복잡성 및 더욱 광범위한 고강도강 및 알루미늄의 적용으로 인해 점점 더 복잡해지고 있습니다. 글로벌 경쟁이 치열해짐에 따라 자동차 제조업체는 리드 타임을 단축 할 수 있는 최첨단 기술을 사용하여 고품질 스탬프 부품을 제공하는 것을 목표로 합니다. 이러한 과제를 해결하기 위해 AutoForm Engineering에서는 판금 성형 공정의 체계적인 개선에 대한 혁신적인 접근법을 개발했습니다. 이 접근법을 통해 엔지니어는 초기 엔지니어링 단계에서 이미 판재 성형 프로세스를 체계적으로 개선할 수 있습니다.
SPI (Systematic Process Improvement)는 어떤 설계 변수가 제품 품질에 어느 정도의 영향을 주는지 파악함으로써 성형 프로세스에 대한 더욱 깊은 통찰력과 투명성을 제공합니다. SPI에서는 다수의 스탬핑 시뮬레이션이 자동으로 실행됩니다. 이러한 시뮬레이션이 실행되는 동안, 엔지니어는 스탬핑 제품에 설정된 품질 목표에 초점을 맞추며 설계 변수를 변경합니다. 품질 목표는 (예를 들면, ‚파단과 주름이 없고, 충분한 스트레칭이 부여되었는지 여부‘와 같이) 하나 이상의 시뮬레이션 변수에 특정될 수 있습니다. 이런 식으로 스탬핑 제품에 가장 많은 영향을 주는 설계 변수를 초기 엔지니어링 단계에서 이미 식별할 수 있습니다. 엔지니어는 그 후, 설계 변수에 필요한 조정을 수행하고, 동시에 변경 사항이 적용된 전체 부품과 그 효과를 컴퓨터 화면으로 확인할 수 있습니다. 이와 같은 절차가 성형 공정에 체계적인 개선을 가져옵니다.
시행 착오를 대체할 체계적인 프로세스 개선이 실제 상황에서 어떻게 성공적으로 적용될 수 있는지 보여주기 위한 예시로서, Deck Lid Inner을 시뮬레이션 하였습니다. 시뮬레이션의 결과는 파단(split)의 위험성이 있는 문제 부위를 보여줍니다. 이 단계에서 엔지니어의 주요 임무는 이러한 문제 부위가 제품의 어디에 위치하고 있는지, 어떤 조치를 취해야 이러한 문제들이 효과적으로 해결될 것인지, 또 변경 조치 실행 시, 결과적으로 다른 영역에서 어떤 일이 발생할 것인지를 검토하는 것입니다. 성형 공정을 개선하고 파단없이 부품을 얻으려면, 현재 1800 kN 값인 바인더의 힘이 조정되어야 합니다.
전통적인 시행착오(Trial and Error) 방식을 사용할 때, 엔지니어는 바인더 힘 값(binder force value)을 수정하고 시뮬레이션을 다시 수행합니다. 시뮬레이션 결과는 적절한 바인더 힘 값의 선택으로 제품에 파단이 없고 품질 요건을 충족하는지를 보여줍니다. 필요한 부품 품질에 도달하지 않은 경우, 품질 요건을 만족하는 파단 없는 제품에 도달할 때까지 새로운 바인더 힘 값이 적용된 새로운 단일 시뮬레이션을 수행합니다. 이러한 작업 방식에서는, 맨 처음의 성공 사례가 가장 적합한 솔루션으로 간주됩니다. 시행착오 접근 방식은 시뮬레이션 담당 엔지니어의 경험에 의존적이고 테스트 및 오류 수정에 시간을 할당해야 하므로 많은 시간이 소요됩니다. 보다 빠르고 신뢰할 수있는 솔루션이 필요한 것은 분명합니다. SPI 접근 방식을 적용하면, 올바르게 평가된 신뢰할 수 있는 시뮬레이션 결과를 바탕으로 품질 요건을 충족하는 제품에 도달하기까지 소요되는 상당한 양의 시간을 줄여줍니다.
체계적인 공정 개선은 성형 공정을 크게 향상시킵니다. 품질 목표(본 예시의 경우, 파단이 없는 제품)를 선택하고 난 후, 그 다음으로 설계 변수를 선택합니다(본 예시의 경우, 바인더 력). 1800 kN의 현재의 값은 이제 1000 kN (최소)과 2000 kN (최대) 사이의 변수로 간주됩니다. 이 범위 내에서 서로 다른 바인더 힘 값을 가진 다중 스탬핑 시뮬레이션이 자동으로 수행됩니다. AutoForm 소프트웨어에서는 프로세스 창이 시각화됩니다. 예를 들어, 프로세스 창의 녹색 음영은 모든 파단 문제가 해결되는 바인더력 설정을 나타내고, 빨강색 음영은 파단 발생 가능성이 있는 바인더력 설정을 나타냅니다. Deck Lid Inner의 경우, 바인더 힘이 1000kN과 1240kN 사이일 때 프로세스 창이 녹색으로 나타납니다. 바인더 힘 값이 1100 kN 인 최종 결과에서는 파단의 가능성이 나타나지 않습니다.
SPI에서 최상으로 선택된 일련의 설계 변수 값은 실현 가능성이 가장 높은 성형 프로세스를 생성합니다. 엔지니어는 복잡한 부품 형상, 고강도 소재 및 알루미늄, 긴박하게 요구된 마감 시간 및 고품질 요구 사항을 성공적으로 처리할 수 있습니다. 성형 공정을 보다 잘 이해함으로써 개발 시간이 단축됩니다. 엔지니어는 SPI를 구현함으로써 생산에 들어가기 전에 주요 제조 문제를 찾아내어 해결할 수 있습니다.
AutoForm의 최신 버전, AutoFormplus R7을 사용하면 체계적인 프로세스 개선을 손쉽게 실행할 수 있습니다. 이 버전에서는 모든 Sigma의 pre/post기능이 AutoForm-ProcessExplorerplus에 통합되어 모든 AutoForm-Sigmaplus 기능을 사용할 수 있습니다. 유저는 요구되는 품질 요건을 충족하는 매우 효율적인 엔지니어링 프로세스를 보장받을 수 있습니다.