전단가공의 FEM 시뮬레이션 기술 현황과 과제

전문가 제언

□ 프레스 판금가공에 있어 컴퓨터시뮬레이션 도입에 의해 가공공정을 해석하고 금형설계를 하는 것은 드로잉 관련 제품에 대한 것이 주류를 이루고 있으며, 전단에 관한 연구보고는 그다지 없었다. 또 최근 프레스 전단가공은 단순작업으로 여겨왔기 때문에 연구자들의 관심 밖 이였다고 해도 과언은 아니다. 그러나 최근 판재의 단조가공이라든지 프레스 초정밀 화인 블랭킹(fine blanking)과 같이 신기술에 의한 가공기법이 등장함에 따라 이들의 가공조건을 예견하기 위한 노력이 필요하게 되었다.

□ 화인 블랭킹은 펀치와 다이사이의 간극(클리어런스: clearance)을 제로에 가깝도록 금형을 제작해야 하는 어려움이 있을 뿐 아니라 펀치와 다이의 모서리부분인 R의 관리가 어렵다는 것은 주지의 사실이다. 따라서 이들의 상황을 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 재료두께, 재료의 기계적 성질 등에 따른 금형설계 조건 및 제품의 가공조건을 예측하여 관리하면 보다 양질의 제품생산이 가능해 질것이다.

□ 본 자료는 전단가공에 있어 FEM 시뮬레이션 활용의 시도를 위하여, 화인 블랭킹에 의한 기어 가공을, 젖혀짐(펀치와 다이의 클리어런스, 어깨 R의 크기, 재질 등에 의해 가공된 제품 끝 부분이 처지는 현상)이 없는 전단가공의 FEM해석, 프레스 세이빙법의 FEM해석을 하고 이들 모두에 대한 실험을 실시하여 해석결과와 비교하여 시뮬레이터의 유효성을 입증하였다. 그러나 아직은 2차원적인 해석에 지나지 않아 금형설계 제작에 그다지 많은 도움을 줄 수 없는 것이 현실이며, 전단가공에 있어 FEM 시뮬레이터의 적용은 걸음마 단계라 할 수 있으며, 앞으로 작업현장에서 필요로 하는 3차원적 해석 시뮬레이터의 개발이 시급하다는 보고이다.

□ 일반적으로 소성가공에서 프레스 전단가공은 작업이 단순하고 공구설계도 간단한 것으로 인식되어 학계나 기업의 관계자들로부터 관심 밖의 일로 여겨오고 있으나, 본 자료에 의하면, 일본의 경우는 전단가공에 관한 연구를 위하여, 연구개발 거점으로 일본의 문부과학성 및 인근 유력기업의 협력을 얻어 일본의 동경 동북지방에 위치한 사이다마 현의 일본공업대학 내에 “N. I. T./Yamamoto 화인 블랭킹 센터”가 오픈 하여 화인 블랭킹이나 판 단조에 관한 컴퓨터 시뮬레이션에 관한 연구를 정력적으로 할 것이라는 내용에, 소성가공 관련 연구자로서 부러움이 앞서며, 우리나라에서도 조속히 이러한 계획이 세워졌으면 바랄 뿐이다.

저자

JIN,Masahiko

자료유형

원문언어

일어

기업산업분류

일반기계

연도

2003

권(호)

41(11)

잡지명

프레스기술(M172)

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

34~38

분석자

정*갑

분석물

• 전단가공의 FEM 시뮬레이션 기술 현황과 과제.pdf [192,163 byte]

이미지변환중입니다.