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하이드로포밍 기술에 의한 액슬하우징의 경량화

전문가 제언: ○

○ 하이드로포밍(Hydroforming) 기술은 복잡한 형상의 부품을 제작할 때, 강판을 튜브 형태로 만들고 튜브 안으로 물과 같은 액체를 강한 압력으로 밀어 넣어 액압에 의해 성형 가공하는 최신 공법이다. 하이드로포밍에 의해 일체형 구조로 인한 구조부품과 용접공수의 감소, 강도 및 강성 증대 재료수율 향상, 치수정밀도 향상, 비용절감 및 경량화 효과를 기할 수 있다.

○ 하이드로포밍에 의한 부품 생산은 환경규제의 강화에 따라 지속적인 확대가 예상된다. 기존의 프레스 가공과 비교하였을 경우, 복잡한 형태의 부품을 단 한 번에 만들어 낼 수 있어 부품 개수와 용접 개소가 감소됨에 따라 경량화와 원가절감의 효과를 기대할 수 있다. 대 변형에 의한 가공 경화로써 강성 및 강도가 향상되며, 전체를 소성 변형함으로써 스프링 백을 줄여 성형 정밀도가 향상되는 장점을 가지고 있다. 그러나 하이드로 포밍은 스폿 용접을 이용하기가 어려워 아크나 레이저와 같은 특수한 용접 등 추가공정이 필요한 경우도 있다.

○ 자동차에 하이드로포밍 공법의 적용은 1990년대 중반에 유럽과 미국에서 시작되었으며, GM과 Ford는 튜브 하이드로 포밍 공법을 적용하여 부품의 중량을 약 35% 감소시켰다고 발표하였다. 일본의 경우도 1999년부터 프론트 서스펜션 멤버 부품에 적용하기 시작하여 계속해서 적용범위를 확대해 나가고 있다. 하이드로포밍 공정은 금형비 절감 효과는 있지만 대량생산을 위해서는 추가로 대규모 설비투자가 소요되므로, 연간 생산량이 50,000개 이하의 부품을 생산하는 경우에는 하이드로포밍 공법이 경제적인 것으로 평가되고 있다

○ 국내에서는 포스코, 현대 하이스코에서 하이드로포밍 기술을 개발하고 실제 자동차부품의 생산에 적용하고 있으며, 부품 수 60% 감소, 생산성 30% 향상으로 완제품 중량의 10% 감소, 원가의 10% 절감을 목표로 기술의 개발에 주력하고 있다. 또한 하이드로포밍 성형기술은 용접 변형을 방지하고 정밀도의 향상으로 제품의 품질을 향상시키는 동시에 친환경 공법의 적용에 의해 대기오염의 방지에도 기여할 수 있다.

저자: Hiromitsu Kaneda, Manabu Wada
자료유형: 학술정보