KR20190080481A - 범퍼빔 제조 방법 및 그 시스템 - Google Patents

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주식회사 성우하이텍
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Abstract

범퍼빔 제조 방법 및 그 시스템이 개시된다.
본 발명의 실시 예에 따른, 차량용 범퍼빔 제조 방법은, a) 강판을 소재로 롤 포밍 성형과 용접을 수행하여 복수의 폐단면을 갖는 제1 성형빔을 생산하는 단계, b) 상기 제1 성형빔을 라운드 벤더로 곡률 가공하면서 가열기를 통해 소재의 결정립 미세화 임계온도까지 급속 가열하는 단계, 및 c) 가열된 제1 성형품을 냉각기를 통한 급속 냉각으로 ?칭(Quenching)처리하여 고강의 제2 성형품으로 가공하는 단계를 포함한다.

Description

범퍼빔 제조 방법 및 그 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR MANUFACTURING BUMBER BEAM}
본 발명은 범퍼빔 제조 방법 및 그 설비 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 1.5GPa급 강재의 차량용 범퍼빔을 제조하기 위한 범퍼빔 제조 방법 및 그 설비 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 범퍼빔은 롤 포밍 공법을 통하여 성형되는 폐단면 제1 성형빔을 일정곡률로 성형하여 제작된다.
상기 롤 포밍 공법은 코일을 풀어 상부 성형롤과 하부 성형롤을 한 쌍으로 구성하는 롤 포머가 다단으로 일렬 배치되는 롤 포머 유닛을 거치도록 하여 다양한 형상으로 절곡 성형하는 것으로, 그 구체적인 시스템과 공정은 다음과 같다.
도 1은 일반적인 롤 포밍 시스템 및 그 단계별 공정 개념도이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 롤 포밍 시스템 및 그 공정은 공급되는 코일을 풀어주는 언코일러(1)가 공정라인 전방에 구성되어 언코일 단계(S1)를 진행한다.
상기 언코일러(1)의 공정방향 후방에는 언코일러(1)로부터 풀려 나온 띠상의 강판을 평판의 강판패널(20)로 펴주는 스트레이트너(2)가 구비되어 스트레이트닝 단계(S2)를 진행한다.
상기 스트레이트너(2)의 공정방향 후방에는 스트레이트너(2)로부터 공급된 강판패널(20)에 여러 용도의 구멍을 성형하는 브레이크 프레스(3)가 구비되어 피어싱 단계(S3)를 진행한다.
상기 브레이크 프레스(3)의 공정방향 후방에는 적어도 10단 이상의 롤 포머(R1~R7; 일부 미도시)들로 구성되는 롤 포밍 유닛(4)이 배치되어 상기 언코일러(1), 스트레이트너(2), 및 브레이크 프레스(3)를 거쳐 공급되는 강판패널(20)을 순차적으로 절곡 성형하여 얻고자 하는 폐단면을 갖는 제1 성형빔(30)의 형상으로 롤 성형하는 롤 포밍 단계(S4)를 진행한다.
상기 롤 포밍 유닛(4)의 공정방향 후방에는 레이저 용접기(5)가 구비되어 레이저 발진기(5a)로부터 출력되는 레이저빔을 상기 제1 성형빔(30)의 용접부에 조사하여 용접 단계(S5)를 진행한다.
그리고 상기 레이저 용접기(5)의 공정방향 후방에는 라운드 벤더(6)가 구비되어 성형하고자 하는 곡률 반경을 따라 배치된 다단의 벤딩롤 유닛(BR)을 통하여 제1 성형빔(30)을 통과시킴으로써 일정 곡률을 갖는 범퍼빔으로 성형하는 벤딩 단계(S6)를 진행한다.
한편, 최근에는 강성과 경량화를 동시에 만족시킬 수 있는 신소재에 대한 연구가 집중되면서 1.5GPa(1,500 MPa)급 강판(이하, 초고장력 강판이라고도 함)을 사용한 범퍼빔 제조기술에 대한 관심이 높아지고 있다.
예컨대, 도 2 및 도 3은 종래의 1.5GPa급 초고장력 강판이 적용된 롤 포밍 시스템에서의 문제점을 나타낸 개념도이다.
첨부된 도 2 및 도 3을 참조하면, 종래에는 롤 포밍 시스템을 활용하여 초고장력 강판을 성형하고 용접을 통해 폐단면의 범퍼빔으로 성형함으로써 적용소재의 두께를 낮춰 경량화함과 동시에 폐단면이 갖는 구조적 강성까지 확보하는 기술이 개발되었다.
그러나, 종래의 롤 포밍 시스템은 초고장력 강판 사용에 따른 롤 포밍 성형기에 가해지는 과도한 응력으로 인해 그 내구성에 악영향을 주는 단점이 있으며, 초고장력 강판 자체의 텐션(tension)으로 인해 제품 성형 후 스프링 백(spring back) 현상이 심하게 나타나 불량 발생 및 성형성이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 레이저 용접 시 용접부(열영향부)가 연화되어 물성치 저하에 따른 파단이 발행되는 문제점이 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 500 MPa급 강판를 이용하여 롤 포밍을 통한 성형과 용접으로 복수의 폐단면을 갖는 제1 성형품을 제조하고, 상기 제1 성형품을 라운드 벤더에 구비된 가열장치를 통해 고온으로 급속 가열한 후 냉각기를 통해 급속 냉각하여 1.5 GPa급 고강의 제2 성형품으로 가공하는 범퍼빔 제조 방법 및 그 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 차량용 범퍼빔 제조 방법은, a) 강판을 소재로 롤 포밍 성형과 용접을 수행하여 복수의 폐단면을 갖는 제1 성형빔을 생산하는 단계; b) 상기 제1 성형빔을 라운드 벤더로 곡률 가공하면서 가열기를 통해 소재의 결정립 미세화 임계온도까지 급속 가열하는 단계; 및 c) 가열된 제1 성형품을 냉각기를 통한 급속 냉각으로 ?칭(Quenching) 처리하여 고강의 제2 성형품으로 가공하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 a) 단계는, 인장강도가 500MPa 계열인 강판을 소재로 하여 롤 포밍 성형하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 b) 단계는, 상기 제1 성형빔의 가열온도를 결정립 미세화를 위한 임계온도인 840℃까지 급속 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 b) 단계는, 상기 가열기는 인가되는 고주파 전류에 따라 급속 가열되는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 b) 단계는, 상기 가열기는 상기 라운드 벤더의 벤딩롤 유닛 사이에 복수로 배치되어 상기 제1 성형빔의 곡률 성형과 동시에 가열될 수 있다.
또한, 상기 b) 단계는, 상기 벤딩롤 유닛에 의해 상기 가열기와 제1 성형빔의 외주면과의 간격이 일정하게 유지되는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 c) 단계는, 상기 냉각기를 통해 냉각수를 분사하여 57/sec 이상의 냉각속도로 급속 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 c) 단계 이후에, d) 컷팅기를 통해 상기 제2 성형빔을 제품화하기 위한 일정 규격의 길이로 절단하는 컷팅 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 d) 단계는, 이송되는 상기 제2 성형빔의 길이를 이미지 센서 또는 이송 롤러의 회전량을 통해 측정하여 상기 일정 규격의 길이만큼 진행되면 프레스 방식으로 절단하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 측면에 따른, 차량용 범퍼빔을 제조하기 위한 범퍼빔 제조 시스템은, 강판을 순차적으로 절곡 성형하여 복수의 폐단면이 형성된 제1 성형빔을 생산하는 롤 포밍 유닛; 상기 제1 성형빔의 폐단면이 형성된 양측 단부를 길이방향을 따라 용접하여 고정시키는 레이저 용접기; 가열기를 포함하고, 제1 성형빔을 다단의 벤딩롤 유닛을 통과시켜 곡률 가공하면서 가열기를 통해 소재의 결정립 미세화 임계온도까지 급속 가열하는 라운드 벤더; 가열된 상기 제1 성형품을 ?칭(Quenching)처리하여 고강의 제2 성형품으로 가공하는 냉각기; 및 상기 범퍼빔의 제조를 위한 각 구성의 전반적인 동작을 제어하는 제어기를 포함한다.
또한, 상기 강판은 인장강도가 500MPa 계열의 소재일 수 있다.
또한, 상기 가열기는 상기 제1 성형빔의 가열온도를 결정립 미세화를 위한 임계온도인 840℃까지 급속 가열할 수 있다.
또한, 상기 가열기는 상기 라운드 벤더의 벤딩롤 유닛 사이에 복수로 배치되어 상기 제1 성형빔을 곡률 성형과 동시에 가열할 수 있다.
또한, 상기 가열기는 상기 제1 성형빔의 복수의 폐단면 형상과 대응되는 형상으로 구성되며 그 내부로를 통과하는 제1 성형빔의 외주면을 가열할 수 있다.
또한, 상기 가열기는 전단과 후단에 각각 위치결정 롤이 설치되어 내면과 상기 제1 성형빔의 외주면 사이의 간격을 일정하게 유지시킬 수 있다.
또한, 상기 결정립 미세화 임계온도는 소정 기준 임계온도를 기준으로 소정폭의 상하한치 허용 온도범위를 포함하며, 상기 강판의 탄소함유량이 늘어날수록 상기 임계온도가 감소하고 상기 탄소함유량이 줄어줄수록 상기 기준 임계온도가 증가되는 방향으로 변동할 수 있다.
또한, 상기 냉각기는 냉각수를 분사하여 57/sec 이상의 냉각속도로 급속 냉각할 수 있다.
또한, 상기 냉각기 통해 배출되는 상기 제2 성형빔을 제품화하기 위한 일정 규격의 길이로 절단하는 컷팅기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 롤 포밍 성형에 사용되는 소재를 종래 1.5GPa급 강재가 아닌 500MPa급 강재를 사용하여 성형성을 확보하고, 급속가열 및 급속냉각을 통한 결정립 미세화를 수행함으로써 고강도와 연신율이 향상된 범퍼빔을 제조할 수 있다.
또한, 제1 성형빔의 용접 공정에서 용접부에 연화현상이 발생되더라고 고온 열처리를 통해 제1 성형빔 전체 면적을 균일하게 가열함으로써 결정립 미세화를 통한 용접부의 연화현상을 제거하고 완성된 제품의 전체 면적에 고르게 1.5GPa급 강도를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 범퍼빔 제조 방법은 종래의 핫 스탬핑 공법과 비교될 수 있으나 핫 스탬핑 공법의 경우 강재의 가열 후 프레스로 이동시의 열 손실을 감안하여 950℃로 가열하기 때문에 강도는 확보되지만, 신율(elongation)이 낮아지는 단점이 있는 점에서 현저히 다른 효과가 있다.
도 1은 일반적인 롤 포밍 시스템 및 그 단계별 공정 개념도이다.
도 2 및 도 3은 종래의 1.5GPa급 초고장력 강판이 적용된 롤 포밍 시스템에서의 문제점을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 범퍼빔 제조 시스템과 그에 따른 공정도를 개략적으로 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 라운드 벤더에 가열기가 설치된 상태를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 범퍼빔을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 가열기를 개략적으로 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각기의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 500MPa급 강재의 온도에 따른 상태도를 나타낸다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 범퍼빔 제조 방법 및 그 시스템에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 범퍼빔 제조 시스템과 그에 따른 공정도를 개략적으로 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 라운드 벤더에 가열기가 설치된 상태를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 범퍼빔을 나타낸다.
첨부된 도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 범퍼빔 제조 시스템은 공정라인을 따라 순차적으로 설비된 언코일러(1), 스트레이트너(2), 브레이크 프레스(3), 포밍 유닛(4), 레이저 용접기(5), 라운드 벤더(6), 가열기(6a), 냉각기(7), 컷팅기(8) 및 제어기(9)를 포함한다.
이러한 범퍼빔 제조 시스템은 최초 롤 포밍 소재로 500MPa 급/계열 강판(10)을 사용하여 롤 포밍 공정을 통해 변형된 제1 성형빔(30)의 성형성을 확보하고, 레이저 용접 후의 벤딩 공정에서 가열기(6a)를 통해 소재의 결정 미립화 온도까지 고온으로 가열한 후 냉각기(7)를 통한 ?칭(Quenching)처리를 수행함으로써 가공된 제2 성형빔(40)의 부품 전체를 1.5GPa급 고강도 부품으로 제조하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 범퍼 제조 시스템의 각 구성에 따른 범퍼빔 제조 공정을 단계별로 구체적으로 설명하되, 범퍼 제조에 사용되는 500MPa급 강판(10)은 공정라인을 진행하면서 가공된 상태에 따라 강판패널(20), 제1 성형빔(30) 및 제2 성형빔(40)으로 각각 구분하여 명명할 수 있다. 이때, 범퍼 제조 공정을 통해 완성된 범퍼빔은 일 예로 도 6에 도시한 바와 같은 제2 성형빔(40)을 가정하여 설명한다.
먼저, 공전라인의 최전방에 설치된 언코일러(1)는 권취된 코일을 풀어 강판(10)을 공급하는 언코일 단계(S1)를 수행한다. 이때, 상기 강판(10)은 500 MPa급 인장강도의 소재가 사용된다.
스트레이트너(2)는 상기 언코일러(1)로부터 풀려 나와 곡률이 존재하는 강판을 평판의 강판패널(20)로 평평하게 펴주는 스트레이트닝 단계(S2)를 수행한다.
브레이크 프레스(3)는 상기 스트레이트너(2)로부터 공급된 강판패널(20)에 여러 용도의 구멍을 성형하는 피어싱 단계(S3)를 수행한다.
포밍 유닛(4)은 적어도 10단 이상의 롤 포머(R1~R7; 일부 미도시)가 배치되어 상기 언코일러(1), 스트레이트너(2) 및 브레이크 프레스(3)를 거쳐 공급되는 강판패널(20)을 순차적으로 절곡 성형하여 복수의 폐단면이 형성된 제1 성형빔(30)을 생산하는 롤 포밍 단계(S4)를 수행한다.
레이저 용접기(5)는 상기 롤 포밍 유닛(4)의 후방에 위치하여 레이저 발진기(5a)로부터 출력되는 레이저빔을 상기 제1 성형빔(30)의 용접부(W)에 조사하는 용접 단계(S5)를 수행한다. 이때, 레이저 용접기(5)는 상기 제1 성형빔(30)의 폐단면이 형성된 양측 단부를 길이방향을 따라 용접하여 고정한다.
라운드 벤더(6)는 상기 레이저 용접기(5)를 통해 용접된 제1 성형빔(30)을 성형하고자 하는 곡률 반경을 따라 배치된 다단의 벤딩롤 유닛(BR)을 통과시키면서 일정 곡률을 갖는 제2 성형빔(40)으로 성형하는 벤딩 단계(S6)를 수행한다. 이하, 상기 제1 성형빔(30)이 라운드 벤더(6)를 통과하여 도 6과 같이 일정 곡률을 갖게 되면 제2 성형빔(40)이라 구분하여 명명하도록 한다.
또한, 상기 밴딩 단계와 동시에, 가열기(6a)는 라운드 벤더(6)의 벤딩롤 유닛(BR) 사이에 상기 일정 곡률을 따라 배치되어 상기 벤딩롤 유닛(BR)을 통과하는 제1 성형빔(30)을 결정립 미세화를 위한 범위의 가열온도까지 급속 가열하는 가열 단계(S6) 수행한다. 이러한 벤딩 및 가열 단계(S6)는 동일한 공정(구간)에서 동시에 이루어지는 것으로 볼 수 있다.
예컨대, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 가열기를 개략적으로 나타낸다.
첨부된 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 가열기(6a)는 인가되는 고주파 전류에 따라 급속 가열되는 고주파 가열기로 구성될 수 있다.
가열기(6a)는 상기 제1 성형빔(30)을 500 MPa급을 강판으로 가공하였으므로 그에 따른 가열온도를 그 결정립 미세화를 위한 임계온도인 약 840℃까지 가열할 수 있다.
가열기(6a)는 제1 성형빔(30)의 복수의 폐단면 형상과 대응되는 형태로 구성되어 그 내부를 통과하는 제1 성형빔(30)의 외주면을 균일하게 가열한다.
이때, 가열기(6a)는 상기 균일한 가열을 위해 제1 성형빔(30)의 외주면과 일정 간격을 유지하며, 상기 간격의 유지는 라운드 벤더(6)의 벤딩롤 유닛(BR)에 의해 유지될 수 있다.
즉, 제1 성형빔(30)은 라운드 벤더(6)를 통과하면서 일정 곡률을 갖도록 성형되므로 그 벤딩롤 유닛(BR)을 통과할 때마다 곡률이 변동될 수 있다. 그러므로, 가열기(6a)를 라운드 벤더(6)의 벤딩롤 유닛(BR) 사이에 배치함으로써 벤딩롤 유닛(BR)에 의해 가열기(6a)와 제1 성형빔(30)의 외주면과의 간격이 일정하게 유지되고, 이를 통해 제1 성형빔(30)의 전면을 고르게 가열할 수 있다.
또한, 도 7에서는 생략되었으나 가열기(6a)의 전단과 후단에 각각 위치결정 롤(roll)을 더 설치하여 가열기(6a)의 내면과 제1 성형빔(30)의 외주면 사이의 간격을 일정하게 유지시킴으로써 제1 성형빔(30)의 전면을 고르게 가열할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각기의 구성을 개략적으로 나타낸다.
첨부된 도 8을 참조하면, 냉각기(7)는 라운드 벤더(6)와 가열기(6a)를 통과한 제2 성형빔(40)에 냉각수를 분사하여 급속 냉각시키는 냉각 단계(S7)를 수행한다. 이때, 제2 성형빔(40)은 냉각기(7) 내에서 급속 -칭(quenching)처리되어 결정립 미세화에 의한 1.5GPa급 고강도 부품으로 가공된다.
여기서, 냉각기(7)는 냉각수를 분사하여 57/sec 이상의 냉각속도로 급속 냉각할 수 있으며, 이에 한정되지 않고 상기 냉각 오일을 직접 분사하는 유냉의 방법 또는 공기를 강제 분사하여 강제 공냉 방법이 적용될 수도 있다.
컷팅기(8)는 냉각기(7) 통해 배출되는 제2 성형빔(40)을 제품화하기 위한 일정 규격의 길이로 절단하는 컷팅 단계(S7)를 수행한다.
이때, 컷팅기(8)는 센서(미도시)를 통해 공정방향으로 이송되는 제2 성형빔(40)의 길이를 측정하여 상기 일정 규격의 길이만큼 진행되면 프레스 방식으로 절단할 수 있다. 상기 센서는 이미지센서 또는 이송 롤러의 회전량을 통해 측정할 수 있다.
제어기(9)는 본 발명의 실시 예에 따른 범퍼빔 제조를 위한 상기 각 설비 구성의 전반적인 동작을 제어하는 중앙 시스템이다.
제어기(9)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 전술한 범퍼빔 제조 공정의 각 단계를 수행하기 위한 일련의 명령을 포함할 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 500MPa급 강재의 온도에 따른 상태도를 나타낸다.
첨부된 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 범퍼빔 제조 공정에서 최초 롤 포밍 소재로 사용되는 500MPa급 강재의 결정립 미세화 가능 온도는 약840℃(A3온도 +300℃)를 나타내고 있다.
이에, 제어기(9)는 탄소함유량이 0.228%인 500MPa급 강재를 포밍 유닛(4)의 제어를 통한 성형과 레이저 용접기(5)의 용접 제어를 통해 폐단면 구조의 제1 성형빔으로 가공하고, 상기 제1 성형빔을 가열기(6a)를 통해 결정립 미세화를 위한 임계온도인 840℃까지 급속가열 한 후 냉각기(7)를 통해 급랭하여 상기 결정립 미세화 작용에 의한 1.5GPa급 고강도와 연신율이 향상된 범퍼빔으로 제조할 수 있다.
여기서, 상기 결정립 미세화를 위한 임계온도는 상기 840℃를 기준으로 소정폭의 상하한치 허용 온도범위를 포함할 수 있으며, 도 9와 같이 500MPa급 강재의 탄소함유량(%)이 늘어날수록 기준 임계온도가 감소하고 상기 탄소함유량(%)이 줄어줄수록 상기 기준 임계온도가 증가되는 방향으로 변동할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 롤 포밍 성형에 사용되는 소재를 종래 1.5GPa급 강재가 아닌 500MPa급 강재를 사용하여 성형성을 확보하고, 급속가열 및 급속냉각을 통한 결정립 미세화를 수행함으로써 고강도와 연신율이 향상된 범퍼빔을 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 제1 성형빔의 용접 공정에서 용접부에 연화현상이 발생되더라고 고온 열처리를 통해 제1 성형빔 전체 면적을 균일하게 가열함으로써 결정립 미세화를 통한 용접부의 연화현상을 제거하고 완성된 제품의 전체 면적에 고르게 1.5GPa급 강도를 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 범퍼빔 제조 방법은 종래의 핫 스탬핑 공법과 비교될 수 있으나 핫 스탬핑 공법의 경우 강재의 가열 후 프레스로 이동시의 열 손실을 감안하여 950℃로 가열하기 때문에 강도는 확보되지만, 신율(elongation)이 낮아지는 단점이 있는 점에서 현저히 다른 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 언코일러
2: 스트레이트너
3: 브레이크 프레스
4: 포밍 유닛
5: 레이저 용접기
6: 라운드 벤더
6a: 가열기
7: 냉각기
8: 컷팅기
9: 제어기
10: 강판
20: 강판패널
30: 제1 성형빔
40: 제2 성형빔

Claims (18)

  1. 차량용 범퍼빔 제조 방법에 있어서,
    a) 강판을 소재로 롤 포밍 성형과 용접을 수행하여 복수의 폐단면을 갖는 제1 성형빔을 생산하는 단계;
    b) 상기 제1 성형빔을 라운드 벤더로 곡률 가공하면서 가열기를 통해 소재의 결정립 미세화 임계온도까지 급속 가열하는 단계; 및
    c) 가열된 제1 성형품을 냉각기를 통한 급속 냉각으로 ?칭(Quenching) 처리하여 고강의 제2 성형품으로 가공하는 단계;
    를 포함하는 범퍼빔 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 a) 단계는,
    인장강도가 500MPa 계열인 강판을 소재로 하여 롤 포밍 성형하는 단계를 포함하는 범퍼빔 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 b) 단계는,
    상기 제1 성형빔의 가열온도를 결정립 미세화를 위한 임계온도인 840℃까지 급속 가열하는 단계를 포함하는 범퍼빔 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 b) 단계는,
    상기 가열기는 인가되는 고주파 전류에 따라 급속 가열되는 단계를 포함하는 범퍼빔 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 b) 단계는,
    상기 가열기는 상기 라운드 벤더의 벤딩롤 유닛 사이에 복수로 배치되어 상기 제1 성형빔의 곡률 성형과 동시에 가열되는 범퍼빔 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 b) 단계는,
    상기 벤딩롤 유닛에 의해 상기 가열기와 제1 성형빔의 외주면과의 간격이 일정하게 유지되는 단계를 포함하는 범퍼빔 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    상기 냉각기를 통해 냉각수를 분사하여 57/sec 이상의 냉각속도로 급속 냉각하는 단계를 포함하는 범퍼빔 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 c) 단계 이후에,
    d) 컷팅기를 통해 상기 제2 성형빔을 제품화하기 위한 일정 규격의 길이로 절단하는 컷팅 단계를 더 포함하는 범퍼빔 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 d) 단계는,
    이송되는 상기 제2 성형빔의 길이를 이미지 센서 또는 이송 롤러의 회전량을 통해 측정하여 상기 일정 규격의 길이만큼 진행되면 프레스 방식으로 절단하는 단계를 포함하는 범퍼빔 제조 방법.
  10. 차량용 범퍼빔을 제조하기 위한 범퍼빔 제조 시스템에 있어서,
    강판을 순차적으로 절곡 성형하여 복수의 폐단면이 형성된 제1 성형빔을 생산하는 롤 포밍 유닛;
    상기 제1 성형빔의 폐단면이 형성된 양측 단부를 길이방향을 따라 용접하여 고정시키는 레이저 용접기;
    가열기를 포함하고, 제1 성형빔을 다단의 벤딩롤 유닛을 통과시켜 곡률 가공하면서 가열기를 통해 소재의 결정립 미세화 임계온도까지 급속 가열하는 라운드 벤더;
    가열된 상기 제1 성형품을 ?칭(Quenching) 처리하여 고강의 제2 성형품으로 가공하는 냉각기; 및
    상기 범퍼빔의 제조를 위한 각 구성의 전반적인 동작을 제어하는 제어기;
    를 포함하는 범퍼빔 제조 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 강판은 인장강도가 500MPa 계열의 소재인 범퍼빔 제조 시스템.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 가열기는,
    상기 제1 성형빔의 가열온도를 결정립 미세화를 위한 임계온도인 840℃까지 급속 가열하는 범퍼빔 제조 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 가열기는
    상기 라운드 벤더의 벤딩롤 유닛 사이에 복수로 배치되어 상기 제1 성형빔을 곡률 성형과 동시에 가열하는 범퍼빔 제조 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 가열기는
    상기 제1 성형빔의 복수의 폐단면 형상과 대응되는 형상으로 구성되며 그 내부로를 통과하는 제1 성형빔의 외주면을 가열하는 범퍼빔 제조 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 가열기는
    전단과 후단에 각각 위치결정 롤이 설치되어 내면과 상기 제1 성형빔의 외주면 사이의 간격을 일정하게 유지시키는 범퍼빔 제조 시스템.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 결정립 미세화 임계온도는
    소정 기준 임계온도를 기준으로 소정폭의 상하한치 허용 온도범위를 포함하며, 상기 강판의 탄소함유량이 늘어날수록 상기 임계온도가 감소하고 상기 탄소함유량이 줄어줄수록 상기 기준 임계온도가 증가되는 방향으로 변동하는 범퍼빔 제조 시스템.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 냉각기는
    냉각수를 분사하여 57/sec 이상의 냉각속도로 급속 냉각하는 범퍼빔 제조 시스템.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 냉각기 통해 배출되는 상기 제2 성형빔을 제품화하기 위한 일정 규격의 길이로 절단하는 컷팅기를 더 포함하는 범퍼빔 제조 시스템.

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