Yulon NISSAN, Moldex3D를 사용하여 자동차 부품 강도 향상


고객 소개

YULON Nissan은 2003년 10월 22일 대만에 설립되었다. YULON은 2004년 11월에 ISO 9001과 ISO 14001 인증을 획득하는 등, 우수한 성능과 탁월한 서비스에 대한 노력을 인정받고 있다. YULON Nissan은 일상 생활에서 즐거움을 창조해내는 자동차를 추구한다. (출처: www.nissan.com.tw)

2005년 초 YULON Nissan은 Moldex3D를 사용하여 중요한 LSUV(luxury sport utility vehicles) 개발 및 테스팅 작업을 진행하였다. 최고급 LSUV는 최상층 소비자를 겨냥한 제품이기 때문에 각 제조 사이클의 완벽한 품질 구현은 필수적이다. 여기서 논의할 물세탁 가능한 러기지 보드(luggage board)는 특수한 경우라고 할 수 있는데, 구조 강도가 약하면 변형이 유발되기 쉬워서 특히 양호한 구조 강도가 요구되기 때문이다.

제품 개발 단계에서 기계적 강도는 제품의 외관과 기능보다 중요한 문제이다. 특히 사출 성형 제품의 경우 금형 물성이중요하다. 제품 레이아웃과 두께 분포를 변경하면 금형의 강도와 물성이 이에 따라 변경된다. 따라서 위에서 언급한 요소들 중 하나만 고려하는 것으로는 충분치 않다. 사출 성형 시뮬레이션을 사용하여 성형 불량을 찾아내고 다른 CAE 소프트웨어를 활용하여 제품의 다양한 기능적 측면을 평가함으로써 좋은 설계에 기반한 제품 품질을 보장할 수 있다.

물세탁 가능한 러기지 보드 설계 문제

이 사례는 차량 내부의 러기지 보드에 관한 것으로 다음과 같은 조건을 만족시켜야 한다. 이 보드는 승객 또는 짐을 실을 수 있을 정도로 튼튼해야 하고, 보드의 무게는 스페어 타이어를 아래에 보관하는데 용이하도록 가벼워야 하며, 심미적인 관점에서 평평해야 한다. (그림1~2)

이전 설계에서 러기지 보드는 금속과 플라스틱을 사용하였다. 금속 부분은 휨 및 강도 문제를 해결할 수는 있지만 생산에 많은 시간과 비용이 소요된다. 그 밖에도 제품 무게가 무거우면 연료비를 증가시킨다.

그림1 러기지 보드 1
그림2 러기지 보드 2

Moldex3D로 보드 강화

수정된 설계에서는 더 나은 레이아웃과 두께 분포로 변경하였다. 플라스틱 소재만 사용하였지만 제품의 기계적 강도와 평탄도(flatness)는 동일하게 유지되었으며, 이를 통해 제조 공정은 단순화되었고 비용과 제품 무게는 줄일 수 있었다. Moldex3D를 통해 사출 성형에서 최적의 제품 설계를 찾고 구조적 해석을 통해 강도를 평가할 수 있다. (그림3~6)

그림3 러너 레이아웃
그림4 유동 선단 50%
그림5 유동 선단 90%
그림6 휨/Z축 변위

자동차 산업에서 Moldex3D의 성공적인 적용

물세탁 가능한 러기지 보드 사례에서 Moldex3D는 설계 사이클 초기에 사용되어 보완점을 제안하고 방향을 안내하는 중요한 역할을 하였다. Moldex3D는 변형을 초래할 수 있는 두께의 불균형을 정확하게 예측하고 안전하고 만족스럽게 구조적 강도를 제어할 수 있다. 협력 업무에 중요한 역할을 한 YULON의 엔지니어 린화룽은 “Moldex3D는 매우 사용자 친화적이다. 아이콘 목록이 명료하고 체계적으로 구성되어 있어 소프트웨어를 쉽게 사용할 수 있다. 무엇보다 중요한 것은 사이클 타임을 단축하고 비용을 절감할 수 있는 결과를 얻을 수 있다는 점이다”라며 높이 평가했다.


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