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자동차 공학의 금속 박판 성형 성질 시험

박판은 연성 성질이 우수해야 합니다. 딥 드로잉이나 스트레치 포밍 같은 일반적인 성형 공정은 표준 시험법으로 규제됩니다. ZwickRoell의 BUP 금속 박판 성형용 시험기는 최대 1,000kN의 드로잉 하중으로 이러한 성질을 시험합니다. 중요하면서도 복잡한 또 다른 시험은 성형 한계 곡선을 확인하는 것인데, 이를 통해 엔지니어는 성형 공정 시 초과해서는 안 되는 한계 변형률을 도출할 수 있습니다. ZwickRoell은 매우 전문화된 제휴사들과 긴밀히 협조하여 드로잉 공정 시 변형률을 기록하는 데 필요한 광학 측정 기술을 개발하고 있습니다.

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  • 산업별 브로슈어: 자동차 PDF 4 MB

열간 성형

  • 지난 몇 년간 프레스 경화는 충돌 안전성은 높이면서 전체 무게를 줄이기 위한 구체적인 요구조건을 충족하기 위해 열간 성형에서 점점 더 중요한 생산 방식이 되었습니다.
  • 이 방법의 목적은 재료는 더 적게 사용하면서 기존의 성형 기술로 달성할 수 있는 것 이상의 프로파일 금속 박판 강성을 달성하는 것입니다.
  • 다수의 자동차 제조업체는 이 공정을 사용하여 A 컬럼 및 B 컬럼, 트랜스미션 터널, 프론트 및 리어 범퍼 캐리어, 도어실(doorsilll), 도어 강화, 사이드 멤버, 루프 랙, 루프 프레임 등과 같은 섀시의 구조 부분을 생산합니다.
  • 기존 성형과 비교할 때, 열간 성형은 더욱 복잡하고 강도가 높고 기하학적 복잡성이 우수하며 단기간 내에 스프링백 효과를 최소화한 부품을 생산할 수 있습니다. 최종 제품에서 시편을 분리하여 섀시 경도 시험뿐만 아니라 인장 및 굴곡 시험을 통해 강도를 측정합니다.

인장 시험

간편 인장 시험
r-값 및 n-값 측정을 통한 인장 시험
2축 인장 시험

간편 인장 시험

ZwickRoell은 인장 시험에서 물성값을 측정하기 위해 최대 2,500kN까지의 광범위한 표준 시험 시스템을 제공합니다. 이 시스템에서는 고하중에서의 고정밀 시험을 할 수 있습니다.

r-값 및 n-값 측정을 통한 인장 시험

박판은 우수한 연성과 강도를 요하는 분야에 필요한 경우가 많습니다. r-값과 n-값 역시 성형 성질을 규정하는 인장 시험에서 종종 측정됩니다 n-값은 소성 변형에서 균일 연신이 진행될 때 경화를 설명하고(변형률의 증가), r-값은 수직 연신을 설명합니다. n-값은 인장 응력 데이터와 변형값으로 측정하고 r-값의 경우 인장 시편의 횡변형도 측정합니다.

2축 인장 시험

뚜렷한 특징은 재료의 변형 성질을 확인하는 데 사용되는 2축 인장 시험입니다. 이 시험은 시편의 교차점에서 정해진 응력값을 설정하여 조사할 수 있으므로 주로 R&D 분야에 사용됩니다. ZwickRoell은 고객의 요구사항에 따라 이러한 2축 시험기를 생산합니다. 대부분의 경우 변형률은 광학적으로 측정됩니다. ZwickRoell에는 두 가지 솔루션이 있습니다. ZwickRoell은 파트너들과 함께 고분해능 변형률 분포를 측정하기 위한 솔루션을 개발합니다.

파괴 인성 시험

파괴 인성 시험 KIc는 항공기 제작, 발전소 건설은 물론 심지어 자동차 엔지니어링에 사용되는 금속 재료의 중요한 특성입니다. 파괴 인성은 시편에 인공적으로 크랙을 유발하여 측정합니다. 시편이 파괴될 때까지 하중을 가합니다. 파괴 인성은 하중-변형 곡선과 크랙의 길이로 측정할 수 있습니다.

굴곡 시험

3점 굴곡 시험에서는 굴곡 성질의 특성을 측정할 뿐 아니라 굴곡 모서리를 시각적으로 평가합니다. 굴곡 시험 시에는 특히 용접 심의 거동을 시각적으로 조사합니다. ZwickRoell의 다양한 굴곡 시험 장비는 기존의 시편 홀더와 함께 이상적인 솔루션을 제공합니다.

드로우 비드 시험

이 시험은 성형 공정에 이상적인 윤활제를 결정하여 크랙과 주름을 방지하고 최적의 딥 드로잉 공정을 위해 박판과 딥 드로잉 툴 간 마찰 계수를 측정하도록 설계되었습니다. 드로우 비드 장치는 표준 시험기에 쉽게 장착할 수 있습니다. 시험을 수행할 때에는 일반적인 크기(300mm x 30mm x 2mm)의 박판 스트립을 상부 표준 규격 시편 그립에 축방향으로 고정시키고 드로우 비드 툴을 닫습니다. 그 다음 드로우 비드 툴로 스트립을 드로잉합니다. 이 절차를 다양한 반복 횟수로 자동 반복할 수 있습니다. 드로우 비드 툴의 디지털 제어식 클램핑 하중이 정확하고 재현성 있는 시험 결과값을 보장합니다. 다양한 시험 사양을 충족하도록 툴 다이를 빠르게 교환할 수 있습니다.

고속 인장 시험

고속 변형률 속도에서의 재료 거동은 자동차 산업 분야에서 매우 중요합니다. 사고가 발생하면 재료 변형 속도가 높아지므로 이는 자동차 설계 시 고려해야 할 필수 요소입니다. 필요한 재료 성질은 ZwickRoell HTM 시리즈의 고속 인장 시험기를 이용하는 고속 인장 시험을 통해 측정합니다. 서보유압 시험기로 시편에 20m/s 이하의 속도와 160kN 이하의 하중을 가합니다.

소형 플레이트 굽힘 시험

소형 플레이트 굽힘 시험은 차체 패널 박판의 굽힘 각도, 변형 거동, 지배적인 굽힘 요인(예: 헤밍 작업)이 있는 성형 공정 중에 또는 충격 하중이 가해지는 동안 파손되는 금속 재료에 대한 감수성을 측정합니다. 이러한 시험을 3점 또는 4점 굴곡 시험에서 특별 시험 장비를 이용하여 수행할 수 있습니다.

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