현대자동차·기아가 수십 년간 쌓아온 제조 노하우를 기반으로 차량용 프레스 금형 설계를 자동화하는 ‘프레스 금형 자동설계 시스템(이하 자동설계 시스템)’을 세계 최초로 개발했다.
프레스 금형은 자동차의 외판을 생산할 때 사용하는 도구로 차의 트렁크, 후드, 펜더 등의 제작 시 활용된다. 구조에 따라 하나의 외판 부품에 총 3~5번의 프레스 공정을 필요로 하며, 각 공정에는 각기 다른 금형이 사용된다. 각각의 금형은 수많은 부품이 삽입된 복잡한 구조로 구성될 뿐만 아니라 차량 디자인 변경 범위나 생산 현장의 요구조건에 따라 맞춤형으로 제작될 필요가 있어 복잡한 설계 과정을 필요로 한다.
기존에는 금형 설계자가 수백 가지 요구사항을 분석해가며 각 외판 부품의 금형을 개별 단위로 설계했다. 또 설계자별 해석이 상이할 경우 설계의 수정 및 확인을 반복하는 작업이 필요해 매번 많은 시간이 소요됐다. 현대차·기아는 이러한 문제를 해결하기 위해 금형 설계를 위한 기술 문서와 설계 조건 등의 데이터를 표준화하고, 산별적으로 진행되던 금형 설계 프로세스를 하나의 시스템으로 통합하는데 성공했다.
금형 설계자는 자동설계 시스템이 안내하는 프로세스에 따라 단계별로 필요 수치만 입력하면 최적의 프레스 금형의 설계 도면을 자동으로 생성할 수 있게 된다. 자동설계 시스템을 활용하면 프레스 금형 설계를 위해 소요되는 시간이 약 75% 이상 단축되는 동시에 설계 오류 발생을 원천 차단함으로써 일관된 고품질의 부품을 생산할 수 있다는 장점이 있다.
또한 ▲부품 ▲제조사 ▲생산방식 ▲생산공장 등에 따른 옵션 설정도 제공해 시시각각 변화하는 생산 환경에도 적기에 대응할 수 있는 높은 사용성을 확보했다.
현대차·기아는 2020년부터 프레스 금형 자동설계 시스템을 일부 적용하기 시작했으며, 최근에는 모든 프레스 공정의 금형 설계에 활용할 수 있는 시스템 구축을 완료하고 앞으로 출시할 신차에 적용할 계획이다. 더불어 자동설계 시스템의 강점을 다양한 제조 공정에서도 활용할 수 있도록 관련 연구를 지속 강화한다는 방침이다.
현대차·기아 관계자는 “프레스 금형 자동설계 시스템은 수십 년간 쌓아온 노하우의 데이터화를 통해 구현한 독보적인 시스템”이라며, “고품질의 차량 생산을 위해 보다 다양한 공정으로 확대하고 제조 생태계 전반의 기술 발전에 기여할 것”이라 밝혔다.
한편 현대차·기아는 싱가포르 HMGICS를 통해 다양한 혁신 제조 기술을 실증하고 있으며, 향후 완공될 메타플랜트 아메리카(HMGMA)와 현대차 울산 전기차 전용공장 등에 최첨단 제조 기술들을 대거 적용할 계획이다.
記事ロードテスト編集部(dhseo1208@gmail.com)
写真 現代自動車
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