DP980 강판의 성형성 향상을 위한 딥 드로잉-전자기 복합 성형 공정의 개발

Abstract

강판의 성형 공법은 차체 부재의 생산 및 설계를 위한 핵심 기술이다. 그러나 DP980 강판의 경우 성형성이 낮아 기존의 박판 성형 공법을 적용할 경우 생산성 및 치수정밀도가 떨어지며 따라서 차체 부재의 DP980 강판 적용을 위해서는 새로운 공법 도출이 필요하다. 본 학위논문에서는 기존의 딥 드로잉 공정과 전자기 샤프에지 성형 공정을 결합하여 DP980 강판의 성형성 향상을 위한 딥 드로잉-전자기 복합 성형 공정을 개발하고 유효성을 검증하였다. 이를 위해 먼저 기존의 딥 드로잉 공정에서 DP980 강판의 성형성을 확인 후 성공적인 딥 드로잉 공정을 예비성형으로 하여 가공물의 모서리부 예리화가 가능한 딥 드로잉-전자기 샤프에지 성형 공정을 제안하였다. 성공적인 목표 형상 획득을 위해 전자기 샤프에지 성형 공정의 성형력에 대한 최적화를 진행하였다. 최적 성형력을 부과하기 위해 전자기 성형 코일 설계를 수행하였다. DP980 강판의 낮은 전기전도도에서 기인하는 전자기 샤프에지 성형의 낮은 효율을 향상하기 위해 전자기 위상최적화 기법을 사용하여 성형 코일 형상을 결정하였으며 전자기 성형 코일의 필요조건을 고려하여 설계하였다. 이를 통해 딥 드로잉-전자기 샤프에지 성형 공정의 적합성 평가 및 한계점을 분석하였으며 실험을 위한 전자기 성형 기기의 사양에 의해 목표 형상 획득을 위한 성형력이 부족함을 확인하였다. 실험 및 검증을 위해 단계별 성형 코일 사용 및 전류 방전과 코일 이동을 반복하는 다단-다중방전 전자기 샤프에지 성형 공정을 제안하였다. 성공적인 목표 형상 획득을 위해 공정 변수 및 코일 설계 변수 최적화를 진행하였으며 전자기 성형 장치를 제작한 후 실험을 수행하였다. 실험 및 분석을 통해 개발된 딥 드로잉-전자기 복합 성형 공정을 통한 DP980 강판의 성형성 향상을 확인하였으며 차체 부재로의 적용에 대한 유효성을 검증할 수 있다.