[소성 분야, 2023] 하이드로포밍 공법에 대하여 간단하게 설명하고, 하이드로포밍 공법이 가지는 장·단점에 대하여 설명하시오

1. 개요

• 하이드로포밍 (hydro- forming) : 복잡한 모양의 자동차 부품을 만들 때 여러 형태의 프레스로 따로 가공한 후 용접하지 않고 강판을 튜브 형태로 만든 뒤 튜브 안으로 강한 수압을 가해 원하는 형상대로 최종제품을 제조하는 기술. 이 기술을 적용하면 기존 제품에 비해 내구성은 더 좋고 무게는 10∼20% 가벼운 부품을 만들 수 있다.

하이드로포밍 공정의 개략도 #1

하이드로포밍 공정의 개략도 #2

2. 하이드로포밍 종류

• 관재하이드로포밍(자동차회사에서 많이 사용중) : 강한 액압을 가해 원하는 형상으로 구부리면서 성형

• 판재하이드로포밍(마폼법 고무버전) : 펀치만으로 부품 형상을 성형함. 양산성이 좋지는 않음. 제품의 최소곡률반경부위가 유압프레스의 용량 및 성형 가압력을 결정함

관재하이드로포밍

판재하이드로포밍

 

3. 하이드로포밍 장,단점

1) 장점

• 성형이 어려운 제품을 손쉽게 찍어낼 수 있다
• 높은 압력으로 성형하기 때문에 딥드로잉처럼 제품에 주름이 생기지 않는다 (성형압력 : 43MPa - 69MPa)
• 금형의 제작이 용이하다 (기존 프레스 금형에서 필요했던 다수의 금형이 하나로 줄어듦, 다품종 소량생산에 적합함)
• 경량화 ( 기존 플랜지면이 불필요하고 프레스금형과 달리 부품 수를 줄일 수 있음)

2) 단점

• 드로잉 깊이에 한계가 있다
• 전용성형설비가 필요하다
• 기술진입장벽이 높고 초기투자비가 높다

4. 최근 동향

• 이 공법은 자동차 사업 뿐만 아니라, 항공기 및 기타 기계부품의 고강성화, 정밀도 향상 그리고 배관부품의 치수정밀도 향상 등의 요구를 만족시키기 위한 생산기술로서 산업계의 큰 관심을 불러일으키고 있다.
• 현재 일반적으로 이용하는 소재인 강재(steel) 튜브를 이용한 하이드로포밍 이외에 경량소재인 알류미늄 튜브를 하이드로포밍으로 성형할 경우 경량 고강성화를 달성하기에 매우 이상적으므로 자동차 바디 및 샤시부품의 생산에 매우 유익하게 쓰일 수 있다.