• 제목/요약/키워드: 딥드로잉

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사각 컵 배터리 케이스 바닥 벤트 성형을 위한 단조 금형 설계 (Forging Die Design for Vent Forming of Square Cup Battery Case)

  • 이상훈;권순호;정훈;홍석무
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.330-335
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    • 2017
  • 최근 자동차 산업에서 전기 모터 연료 전지에 대한 수요가 급증했으며, 연료 전지 케이스로 사용되는 사각형 알루미늄 캔에 대한 수요 또한 증가하고 있다. 직사각형 배터리 케이스의 바닥에 있는 에어 벤트는 비정상적으로 높은 압력이 발생할 때 미리 압력을 방출하여 큰 폭발을 방지하는 역할을 한다. 직사각형 컵 배터리 케이스는 6 단계의 다단계 딥 드로잉으로 외형을 만들고 직사각형 배터리 케이스와 용접하여 벤트 부품을 제작해왔다. 그러나 본 연구에서는 직사각형 케이스의 바닥면에 공기 벤트 형상을 직접 추가 하는 연구를 수행하였다. 단조의 초기 형상으로는 사각 컵 다단식 딥 드로잉 성형 해석에서 추출한 두께와 형상을 이용한 유한 요소 해석 기법을 사용 하였다. 그 결과, 예측 정밀도가 향상되고, 배부름 및 파단 등의 결함을 미리 예측할 수 있었다. 초기 분석 결과를 토대로 두 가지 단조 형상이 후보로 제시되었고 성형 해석을 통해 최적의 단조 형상을 결정 하였다. 이러한 결과를 바탕으로 금형을 제작하고 실제 결과와 분석 결과를 비교하여 본 연구의 타당성을 검증하였다.

자동차 선도장 강판용 폴리에스테르 폴리올 기반 폴리우레탄의 합성과 물성에 대한 연구 (Study for Synthesis and Properties of Polyurethane Based on Polyester Polyol with Varying Hydroxyl Values for Automotive Pre-painted Metal Sheet Applications)

  • 강충열;이재영;노승만;남준현;박종명;정현욱;유상수
    • 접착 및 계면
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    • 제12권1호
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    • pp.34-42
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    • 2011
  • 자동차용 도장시스템으로 새롭게 대두되고 있는 roll coating process는 비친환경적이면서도 생산성이 떨어지는 기존의 습식도장공정을 완전 대체할 수 있는 기술로 알려져 있다. Pre-painted 강판 시스템에서 도막 유연성 및 강도 등의 구현을 위하여 경화거동뿐만 아니라 내식성 및 성형가공성, 유변학적 거동 등의 평가가 매우 중요하다. 본 연구에서는 pre-painted system에 적용하기 위하여 polyester 수지를 수산화기 및 분자량 변성을 통하여 합성한 후, 경화거동 및 딥드로잉, 인장력, 유변특성 등을 평가하였다. 40 (mg KOH-/mol)정도의 수산화기를 갖는 N-0375-40 system이 유연성 및 도막강도, 경화거동 등의 가장 우수한 물성을 나타내었다.

Zn-Ni계 합금도금강판의 마찰특성에 관한 연구 (Frictional characteristics of electro Zn-Ni alloy coated steel sheets)

  • 김영석;박기철;조재억
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.1807-1818
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    • 1991
  • 본 연구에서는 자동차용 Zn-Ni계 합금 전기도금 강판(electro Zn-Ni alloy coated steel sheet, EGN)에서 도금층 중의 Ni함량에 따른 금층의 표면특성이 마찰거 동에 미치는 영향과 윤활유 종류에 따른 Ni 함량별 마찰특성을 파악하여 최적 스탬핑 조건을 도출하는데 기여하고자 한다.

다구찌기법을 이용한 자동차용 드럼 클러치 허브 제조를 위한 예비성형체의 최적화 (Optimization of Pre-form for Manufacturing of Automobile Drum Clutch Hub Products Using Taguchi Method)

  • 김승규;박영철;박준홍
    • 한국기계가공학회지
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    • 제9권6호
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    • pp.101-108
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    • 2010
  • The drum clutch investigated in this study is formed in 5 forming steps, which are 1st deep drawing, 2nd deep drawing, restriking, embossing, and $Grob^{TM}$ processes. Dimensional accuracy of the final products greatly depends upon how much more accurate pre-form is manufactured in the previous forming processes before the $Grob^{TM}$ process. The deep drawing, restriking and embossing processes in which the pre-form is formed are very important and decisive steps. Thus in some cases, excessive strain by these operations causes dimensional inaccuracy and cracks initiated from the base and wall of the product. Process variables such as the punch shapes both of 1st and 2nd deep drawing, and punch angle were selected to evaluate the deformation characteristics. The optimum parameters were determined from forming simulations using commercial FEM codes, DEFORM and Tauchi method, specifically developed for metal forming simulation. Finally, experiments for the whole drum clutch forming processes were carried out to verify the optimized forming parameters and the analytical results.

심층 신경망 기반 딥 드로잉 공정 블랭크 두께 변화율 예측 (Prediction of Blank Thickness Variation in a Deep Drawing Process Using Deep Neural Network)

  • 박근태;박지우;곽민준;강범수
    • 소성∙가공
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    • 제29권2호
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    • pp.89-96
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    • 2020
  • The finite element method has been widely applied in the sheet metal forming process. However, the finite element method is computationally expensive and time consuming. In order to tackle this problem, surrogate modeling methods have been proposed. An artificial neural network (ANN) is one such surrogate model and has been well studied over the past decades. However, when it comes to ANN with two or more layers, so called deep neural networks (DNN), there is distinct a lack of research. We chose to use DNNs our surrogate model to predict the behavior of sheet metal in the deep drawing process. Thickness variation is selected as an output of the DNN in order to evaluate workpiece feasibility. Input variables of the DNN are radius of die, die corner and blank holder force. Finite element analysis was conducted to obtain data for surrogate model construction and testing. Sampling points were determined by full factorial, latin hyper cube and monte carlo methods. We investigated the performance of the DNN according to its structure, number of nodes and number of layers, then it was compared with a radial basis function surrogate model using various sampling methods and numbers. The results show that our DNN could be used as an efficient surrogate model for the deep drawing process.

굽힘이력을 고려한 딥드로잉공정의 유한요소역해석 (Finite Element Inverse Analysis of the Deep Drawing Process Considering Bending History)

  • 허지향;윤종헌;바오이동;허훈
    • 소성∙가공
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    • 제16권8호
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    • pp.590-595
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    • 2007
  • This paper introduces a new approach to take account of bending history in finite element inverse analysis during sheet metal forming process. A modified membrane element was adopted for finite element inverse analysis so that bending-unbending energy was additionally imposed in the total plastic energy, predicting bending-unbending regions using the geometry of the final shape and tools. An algorithm was applied to a cylindrical cup deep drawing process. The blank shape and the distribution of the thickness strain were compared with those obtained from the incremental finite element analysis in order to evaluate the effect of the bending history. The algorithm reduced the difference between the results of the inverse analysis from those of the incremental analysis due to bending history. The analysis was also carried out with the variation of the thickness of the initial blank to investigate the effect of bending deformation. The results showed that the difference was remarkably reduced as the thickness of the initial blank increased. This indicates that the finite element inverse analysis cooperated with the suggested scheme is useful to obtain more accurate results, especially when bending effects are significant.

초음파 진동 딥 드로잉 공정에서의 마찰감소효과 분석을 위한 유한요소해석 및 실험 (FEA and Experiment Investigation on the Friction Reduction for Ultrasonic Vibration Assisted Deep Drawing)

  • 김상우;손영길;이영선
    • 소성∙가공
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    • 제23권7호
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    • pp.413-418
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    • 2014
  • The current study presents experimental and numerical results on the effect of ultrasonic vibrations on a cylindrical cup drawing of a cold rolled steel sheet(SPCC). An experimental apparatus, which can superimpose high frequency oscillations during deep drawing, was constructed by installing on the tooling ultrasonic vibration generators consisting of a piezoelectric transducer and a resonator. Conventional and vibration-assisted cylindrical deep drawing tests were conducted for various drawing ratios, and the limiting drawing ratios(LDR) for both methods were compared. To evaluate quantitatively the contribution from the ultrasonic vibrations to the reduction of friction between tools and material finite element analyses were conducted. Through a series of parametric analyses, the friction coefficients, which minimized the differences of punch load data between the experiments and simulations, were determined. The results show that the application of ultrasonic vibration effectively improves the LDR by reducing the friction between the tools and the material.

프레스 딥 드로잉 가공 시 플랜지부의 마찰진동 측정에 관한 기초연구 (A study on measuring friction vibration in flange area during deep drawing process)

  • 윤재웅
    • Design & Manufacturing
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    • 제17권4호
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    • pp.8-13
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    • 2023
  • In this study, it was studied whether a new measurement factor "frictional vibration" that occurs due to the material flow of the die and sheet metal in the flange area during deep drawing process, could be measured using an vibration sensor. The blank holder force acting on the flange area during drawing processing acts as a friction force in the opposite direction into which the sheet material flows and causes friction vibration. As the blank holder force increases, the friction force increases, and as the blank holder force decreases, the friction force also decreases. Because of this, friction vibration also increases and decreases in proportion to the size of the blank holder force. According to this theory, whether frictional vibration occurs was measured using a flange simulator and a vibration sensor. The initial pressure was created using a torque wrench, and it was confirmed that the amplitude increased by about 4 times when torque 6 Nm was increased. When the forming velocity was rapidly changed to 300 mm/min, the amplitude increased approximately 4 times. It was confirmed that the amplitude of frictional vibration according to the measurement location was greater the further away from the specimen. It was verified that a new measurement factor "friction vibration" in the flange area can be measured and used for online monitoring.

사각형 판재성형 시 벽두께 증육을 위한 금형 및 공정 설계 (Process and Die Design of Square Cup Drawing for Wall Thickening)

  • 김진호;홍석무
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권9호
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    • pp.5789-5794
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    • 2015
  • 최근 스마트 폰, 모바일 PC 제품의 외관에 필요한 가벼운 금속제품으로 제조를 하기 위하여 알루미늄 압출 공정과 CNC 가공기법을 적용한 생산방식이 널리 사용되고 있다. 하지만, 알루미늄 압출법은 외관 디자인의 제약이 있으며, 특히 CNC 가공 프로세스가 상대적으로 높은 생산 비용 및 낮은 생산성으로 생산단가가 많이 높은 단점이 있다. 본 연구에서, 새로운 처리 방법을 순서 재료비를 대폭 감소시키고, 제조 속도를 향상시키기 위해 판재성형과 부피성형의 두가지 공정을 섞어 새로운 판단조 공정을 개발하였다. 새로운 판단조 공법(hybrid plate forging)이란 우선 일반적인 딥드로잉으로 중간 모양을 만든 후 원하는 벽 부위만 증육을 하는 방법을 의미한다. 이러한 판단조 공법을 활용하여 재료의 낭비와 제조 시간을 최소화하는 것이 가능하게 된다. 본 연구에서는 상용 유한 요소 프로그램 AFDEX-2D를 통해 판단조공정을 설계하였고 최적의 사용 가능한 소재의 두께와 초기 폭을 설계하였다. 최종적으로 실제 노트북 케이스 금형을 제작하여 제안한 방법의 타당성을 검증하였다.