KR20200143923A - Multi material patchwork and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

A manufacturing method of a multi-material patchwork according to the present invention includes: a lamination step of laminating a high-stiffness non-ferrous material to a ferrous material to form a laminate; an assembly step of assembling the ferrous material and the non-ferrous material by clinching the laminate before molding the laminate; and a coating step of applying a power saving material on a seating surface of the ferrous material on which the non-ferrous material is seated, prior to the lamination step.

Description

이종소재 패치워크 및 이의 제조방법{MULTI MATERIAL PATCHWORK AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}Dissimilar material patchwork and its manufacturing method {MULTI MATERIAL PATCHWORK AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 이종소재 패치워크 및 이의 제조방법으로서, 이종소재들이 조립된 이종소재 패치워크 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a different material patchwork and a method for manufacturing the same, and to a different material patchwork in which different materials are assembled and a method for manufacturing the same.

최근 자동차 차체부품은 연비규제 및 환경규제 강화로 인해 친환경 전기자동차의 생산이 증가하고 있는 추세이다.In recent years, the production of eco-friendly electric vehicles is increasing due to the strengthening of fuel economy regulations and environmental regulations for automobile body parts.

또한, 전기자동차 밧데리 무게 증가로 인한 연비개선 및 충돌강성 확보를 위해 기존에 사용되는 철강소재를 고강성 알루미늄 소재로 변경하여 무게를 줄이는 방법으로 경량화를 실현하고 있다.In addition, in order to improve fuel economy and secure crash stiffness due to an increase in the weight of an electric vehicle battery, the existing steel material is changed to a high-rigidity aluminum material to reduce weight, thereby realizing weight reduction.

그리고, 차체부품 조립을 위하여 철강소재 저항용접을 대체하여 알루미늄 용접 및 이종접합 또는 레이저를 이용한 용접 등의 조립방법으로 차체부품으로 조립하고 있는 추세이다.In addition, in order to assemble the vehicle body parts, there is a trend of assembling the body parts by an assembly method such as aluminum welding, heterojunction, or welding using a laser, replacing resistance welding of steel materials.

한편, 알루미늄 소재를 차체부품으로 성형하기 위해서는 프레스를 이용한 성형방법이 적용되고 있으나, 고강성 알루미늄 소재는 소재 특성으로 인한 연신율 저하로 성형깊이가 깊고 형상이 복잡한 성형에는 종래 성형방법으로 성형이 난이하다.On the other hand, in order to form an aluminum material into a vehicle body part, a molding method using a press is applied, but the high rigidity aluminum material is difficult to form with a conventional molding method for molding with a deep molding depth and a complex shape due to the decrease in elongation due to the material properties. .

이러한 고강성 알루미늄 소재는 종래의 철소재 대비 고가의 소재비 적용에 따른 원재료 비용상승, 열간성형 프레스 공법적용, 및 고강성 알루미늄 소재조립 어려움으로 인한 조립비용 증가 등으로 차량 제조비용이 상승하는 문제로 차체부품으로의 적용에 저해가 발생하고 있다.These high-rigidity aluminum materials are a problem that increases the cost of manufacturing vehicles due to the increase in raw material costs due to the application of expensive material costs compared to conventional iron materials, the application of the hot forming press method, and the increase in assembly costs due to the difficulty of assembling high-stiffness aluminum materials. There is a hindrance in application to vehicle body parts.

대한민국 등록특허공보 제10-1825660호Korean Patent Publication No. 10-1825660

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 철소재에 고강성 알루미늄 소재가 견고하게 조립된 이종소재 패치워크 및 이의 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a patchwork of heterogeneous materials in which a high-rigidity aluminum material is firmly assembled to a steel material, and a method of manufacturing the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이종소재 패치워크는, 철소재; 및 상기 철소재에 적층된 고강성의 비철소재;로 이루어진 적층체를 포함하며, 상기 적층체가 클린칭되어 상기 철소재와 비철소재가 조립되고, 상기 철소재와 비철소재 사이에는 절전재가 배치된다.Dissimilar material patchwork according to an embodiment of the present invention in order to achieve the above object, iron material; And a laminate made of a high rigidity non-ferrous material laminated on the ferrous material, wherein the laminate is clinched to assemble the ferrous material and the non-ferrous material, and a power saving material is disposed between the ferrous material and the non-ferrous material. .

여기에서, 상기 적층체에서 클린칭될 부분인 조립부가 부분가열되어 클린칭될 수 있다.Here, the assembly portion, which is a portion to be clinched in the laminate, may be partially heated and clinched.

또한, 상기 조립부 내의 서로 인접되는 부분에서 클린칭이 동시에 서로 반대방향으로 이루어질 수 있다.In addition, clinching may be performed in opposite directions at the same time in portions adjacent to each other in the assembly portion.

그리고, 상기 절전재는 구조용 접착제일 수 있다.And, the power saving material may be a structural adhesive.

나아가, 본 발명은 클린칭된 상기 적층체가 전체가열되어 프레스 성형된 것일 수 있다.Further, in the present invention, the clinched laminate may be fully heated and press-molded.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 이종소재 패치워크 제조방법은, 철소재에 고강성의 비철소재를 적층시켜 적층체를 만드는 적층단계; 상기 적층체를 성형하기 전에, 상기 적층체를 클린칭하여 상기 철소재와 비철소재를 조립하는 조립단계; 및 상기 적층단계 이전에, 상기 비철소재가 안착되는 상기 철소재의 안착면에 절전재를 도포하는 도포단계;를 포함하는 이종소재 패치워크 제조방법이 제공될 수 있다.On the other hand, according to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a patchwork of dissimilar materials includes a lamination step of laminating a high rigidity non-ferrous material on a ferrous material to form a laminate; An assembly step of assembling the ferrous material and non-ferrous material by clinching the laminate before molding the laminate; And before the laminating step, a coating step of applying a power saving material to the seating surface of the ferrous material on which the non-ferrous material is seated; a method of manufacturing a patchwork of heterogeneous materials comprising a.

여기에서, 상기 조립단계는, 상기 적층체에서 클린칭될 부분인 조립부를 부분가열하는 부분가열공정; 및 상기 적층체의 조립부를 클린칭하는 클린칭공정;을 구비할 수 있다.Here, the assembling step may include a partial heating step of partially heating an assembly portion, which is a portion to be clinched in the laminate; And a clinching step of clinching the assembled portion of the laminate.

또한, 상기 클린칭공정은, 상기 적층체를 상기 비철소재 측에서 가압하는 일방향 가압과, 상기 철소재 측에서 가압하는 타방향 가압이, 상기 조립부의 서로 인접되는 부분에서 동시에 이루어져서 상기 조립부를 양방향 가압할 수 있다.In addition, in the clinching process, one-way pressing of pressing the laminate from the non-ferrous material side and pressing in the other direction pressing from the ferrous material side are simultaneously performed at portions adjacent to each other of the assembly unit, thereby pressing the assembly in both directions. can do.

그리고, 상기 도포단계는, 상기 절전재로서 구조용 접착제가 사용되어, 상기 구조용 접착제를 상기 철소재의 안착면에 도포할 수 있다.And, in the applying step, a structural adhesive is used as the power saving material, and the structural adhesive may be applied to the seating surface of the iron material.

나아가, 본 발명은 상기 조립단계에서 조립된 상기 적층체를 프레스 성형하는 성형단계;를 더 포함하며, 상기 성형단계는, 상기 적층체를 전체가열하는 전체가열공정; 및 전체가열된 상기 적층체를 프레스 성형하여, 상기 철소재와 비철소재를 동시성형하는 성형공정;을 구비할 수 있다.Furthermore, the present invention further includes a molding step of press-forming the laminate assembled in the assembling step, wherein the molding step includes: an overall heating process of entirely heating the laminate; And a molding process of simultaneously molding the ferrous material and the non-ferrous material by press-forming the fully heated laminate.

본 발명에 따른 이종소재 패치워크 및 이의 제조방법은, 클린칭으로 두 개의 이종소재를 조립하고, 아울러 조립 전에 알루미늄소재(비철소재)가 안착된 철소재의 안착면에 절전재인 구조용 접착제가 도포됨으로써, 이종소재 간의, 즉 철소재와 알루미늄소재 간의 전위차 부식을 방지하면서 이종소재들이 견고하게 조립될 수 있는 효과를 가진다.The dissimilar material patchwork and its manufacturing method according to the present invention, by assembling two dissimilar materials by clinching, and applying a structural adhesive as a power saving material to the seating surface of the ferrous material on which the aluminum material (non-ferrous material) is seated before assembly. , It has the effect that dissimilar materials can be firmly assembled while preventing corrosion of potential difference between different materials, that is, between iron materials and aluminum materials.

나아가, 본 발명은 두 개의 이종소재를 클린칭 조립 시, 조립부를 양방향에서 가압하는 양방향 클린칭으로 조립함으로써, 이종소재들이 더욱더 견고하게 조립될 수 있는 이점을 가진다.Furthermore, the present invention has the advantage that the dissimilar materials can be more robustly assembled by assembling the two dissimilar materials by assembling the two dissimilar materials by bidirectional clinching to pressurize the assembly in both directions when assembling the clinching.

도 1은 종래기술에 따른 이종소재 패치워크가 성형되는 것을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 이종소재 패치워크가 성형된 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 이종소재 패치워크를 제조하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 제조방법에 의해 제조된 이종소재 패치워크를 성형하는 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 플로우차트를 이종소재 패치워크의 제조방법을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 이종소재 패치워크의 제조방법을 나타낸 플로우차트이다.
도 7은 본 발명에 따른 이종소재 패치워크가 양방향 가압 클린칭공정으로 조립되는 것을 나타낸 도면이다.1 is a view showing that a patchwork of different materials according to the prior art is molded.
2 is a view showing that the patchwork of different materials according to the present invention is molded.
3 is a view showing a method of manufacturing the dissimilar material patchwork of FIG. 2.
FIG. 4 is a view showing molding a patchwork of different materials manufactured by the manufacturing method of FIG. 3.
5 is a view showing in detail a method of manufacturing a patchwork of different materials in the flowchart of FIG. 3.
6 is a flowchart showing a method of manufacturing the patchwork of different materials of FIG. 5.
7 is a view showing that the patchwork of dissimilar materials according to the present invention is assembled by a two-way pressure clinching process.

이하, 본 발명의 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 도면부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, it will be described in detail through exemplary drawings of the present invention. In adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that the same elements have the same numerals as possible even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명에 따른 이종소재 패치워크가 성형된 것을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 이종소재 패치워크를 제조하는 방법을 나타낸 도면이며, 도 4는 도 3의 제조방법에 의해 제조된 이종소재 패치워크를 성형하는 것을 나타낸 도면이다.Figure 2 is a view showing that the patchwork of different materials according to the present invention is molded, Figure 3 is a view showing a method of manufacturing the patchwork of different materials of Figure 2, Figure 4 is manufactured by the manufacturing method of Figure 3 It is a diagram showing the molding of a patchwork of different materials.

또한, 도 5는 도 3의 플로우차트를 이종소재 패치워크의 제조방법을 구체적으로 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5의 이종소재 패치워크의 제조방법을 나타낸 플로우차트이다.In addition, FIG. 5 is a diagram illustrating a method of manufacturing a different material patchwork in the flowchart of FIG. 3, and FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a different material patchwork of FIG. 5.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 이종소재 패치워크 제조방법은 적층단계(S120), 조립단계(S130), 및 도포단계(S110)를 포함한다. 참고로, 본 특허 명세서에서는 비철소재로서 알루미늄소재(2)를 예로 들어 설명하기로 한다. 아울러, 본 특허 명세서의 전체 도면에서, 조립부(11), 삽입부(12) 등 각각의 부재에서 명도가 진해지게 변화된 부분은 가열된 상태를 나타내고, 명도가 다시 진해지지 않게 변화된 것은 자연냉각된 상태를 나타낸다.Referring to the drawings, the method of manufacturing a patchwork of different materials according to the present invention includes a lamination step (S120), an assembly step (S130), and an application step (S110). For reference, in this patent specification, an aluminum material 2 will be described as an example as a non-ferrous material. In addition, in the entire drawing of the present patent specification, portions in which the brightness of each member, such as the assembly portion 11 and the insertion portion 12, has been changed to darken indicate a heated state, and that the brightness is changed so that it does not become dark again is naturally cooled. Indicates the state.

먼저, 상기 적층단계(S120)는 철소재(1)에 비철소재인 고강성의 알루미늄소재(2)를 적층시켜 적층체(10)를 만드는 단계이다.First, the lamination step (S120) is a step of laminating a high-rigidity aluminum material (2), which is a non-ferrous material, on a ferrous material (1) to form a laminate (10).

이에 따라, 본 발명에 따른 이종소재 패치워크(B)는 철소재(1)에 고강성의 비철소재(2)가 적층된 적층체(10)로 이루어지게 된다.Accordingly, the dissimilar material patchwork (B) according to the present invention is made of a laminate 10 in which a high rigidity non-ferrous material 2 is stacked on a ferrous material 1.

또한, 상기 조립단계(S130)는 적층체(10)를 클린칭하여 알루미늄소재(2)를 조립하는 단계이다.In addition, the assembling step (S130) is a step of assembling the aluminum material 2 by clinching the laminate 10.

아울러, 상기 도포단계(S110)는 적층단계(S120) 이전에, 알루미늄소재(2)가 안착되는 철소재(1)의 안착면에 절전재를 도포하는 단계이다.In addition, the coating step (S110) is a step of applying a power saving material to the seating surface of the iron material (1) on which the aluminum material (2) is seated before the lamination step (S120).

즉, 본 발명의 이종소재 패치워크 제조방법에 따르면, 도포단계(S110), 적층단계(S120), 및 조립단계(S130)가 순차적으로 진행됨으로써, 서로 재질이 다른 두 개의 소재가 조립체결되어 이종소재 패치워크(B)가 제조된다.That is, according to the method of manufacturing a patchwork of dissimilar materials of the present invention, the application step (S110), the lamination step (S120), and the assembly step (S130) are sequentially performed, so that two materials having different materials are assembled to Material patchwork (B) is produced.

이로 인하여, 본 발명에 따른 이종소재 패치워크(B)는 적층체(10)가 클린칭되어 철소재(1)와 비철소재(2)가 조립되고, 철소재(1)와 비철소재(2) 사이에 절전재가 배치된 구조를 취하게 된다.Due to this, in the patchwork of dissimilar materials according to the present invention (B), the laminate 10 is clinched so that the ferrous material 1 and the non-ferrous material 2 are assembled, and the ferrous material 1 and the non-ferrous material 2 It takes a structure in which a power saving material is disposed between.

그런데, 종래의 패치워크 제조기술은 두 개의 철소재를 전기저항용접으로 조립(체결)한 후 성형하였는데, 이러한 경우 두 개의 철소재를 조립하기 위해 전기저항용접이 이루어지는데, 용접에 따른 전극마모로 인한 용접전극 교체 등에 의하여, 생산성 저해요인 및 용접전극 소모품의 소모성 자재비용이 발생하는 한계점이 있다.However, in the conventional patchwork manufacturing technology, two iron materials are assembled (fastened) by electric resistance welding and then formed. In this case, electric resistance welding is performed to assemble the two iron materials, due to electrode wear due to welding. Due to the replacement of the welding electrode, there is a limitation in that the cost of consumable materials for the consumables of the welding electrode and the productivity is hindered.

아울러, 철소재 패치워크는 두 개의 철소재가 용접되어 조립된 패치워크로서, 도 1에 도시된 바와 같이 철소재 패치워크(A)를 성형프레스(120)로 성형 시에는 두 개의 철소재(1)가 동시에 성형되는데, 서로 이미 용접된 용접부(Aa)가 성형 시 인장되지 않고 파손되는 문제점이 있다.In addition, the iron material patchwork is a patchwork assembled by welding two iron materials, as shown in Figure 1, when forming the iron material patchwork (A) with a forming press 120, two iron materials (1 ) Are formed at the same time, and there is a problem that the welds Aa that are already welded to each other are not stretched and damaged during molding.

나아가, 패치워크가 두 개의 철소재로 된 것이 아니라, 철소재와 비철소재로 된 이종소재 패치워크인 경우, 철소재와 비철소재인 알루미늄소재 간의 전위차로 인하여 알루미늄소재의 조립부(결합부)에 부식이 발생할 수 있고, 이로 인하여 패치워크의 결합성능이 저하되며 또한 비철소재인 알루미늄소재의 수명이 저하되는 문제점이 있다.Furthermore, if the patchwork is not made of two ferrous materials, but a different material patchwork made of ferrous and non-ferrous materials, the assembly portion (joining part) of the aluminum material is caused by the potential difference between the ferrous material and the non-ferrous material. Corrosion may occur, and as a result, the bonding performance of the patchwork decreases, and there is a problem in that the lifespan of the non-ferrous aluminum material decreases.

상술된 종래의 문제점을 극복하기 위해, 본 발명에 따른 이종소재 패치워크 제조방법은, 조립단계(S130)에서 클린칭으로 두 개의 이종소재를 조립하였으며, 아울러 이종소재 간의, 즉 철소재(1)와 비철소재인 알루미늄소재(2) 간의 전위차 부식을 방지하기 위해 절전재를 도포하는 도포단계(S110)를 포함하는 방법적인 특징을 가진다.In order to overcome the above-described conventional problem, the method of manufacturing a patchwork of dissimilar materials according to the present invention, in the assembly step (S130), assembles two dissimilar materials by clinching, and between dissimilar materials, that is, iron material (1) It has a method characteristic including a coating step (S110) of applying a power-saving material to prevent potential difference corrosion between the non-ferrous material aluminum material (2).

그러면, 이와 같은 특징을 가진 본 발명에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Then, a detailed description of the present invention having the above characteristics is as follows.

먼저, 상기 조립단계(S130)는 적층체(10)를 성형하기 전에, 적층체(10)를 클린칭하여 철소재(1)와 알루미늄소재(2)를 조립하는 단계인데, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 부분가열공정(S131)과 클린칭공정(S132)을 구비할 수 있다.First, the assembly step (S130) is a step of assembling the iron material (1) and the aluminum material (2) by clinching the laminate (10) before molding the laminate (10). As shown, a partial heating process (S131) and a clinching process (S132) may be provided.

여기에서, 상기 부분가열공정(S131)은 적층체(10)에서 클린칭될 부분인 조립부(11)를 열원 조사에 의해 부분가열하는 공정이며, 상기 클린칭공정(S132)은 적층체(10)의 조립부(11)를 클린칭펀칭기(110)로 펀칭하여 클린칭하는 공정이다. 참고로, 상기 클린칭펀칭기(110)는 하부지지부재(111)가 조립부(11)를 지지한 상태에서 상부펀칭부재(112)가 조립부(11)를 펀칭한다.Here, the partial heating step (S131) is a step of partially heating the assembly portion 11, which is a portion to be clinched in the stacked body 10, by irradiation of a heat source, and the clinching step (S132) is a step of heating the stacked body 10 This is a process of punching the assembly portion 11 of) with a clinch punching machine 110 to perform clinching. For reference, in the clinching punching machine 110, the upper punching member 112 punches the assembly portion 11 while the lower support member 111 supports the assembly portion 11.

비철소재로서 고강도의 알루미늄소재(2)는 연성은 낮고, 경도가 높은 소재인데, 연성이 낮다는 것은 인장도가 낮은 것을 의미하며, 경도가 높다는 것은 강하게 펀칭 시 충격에 의해 깨짐이 발생할 수 있다는 것을 의미한다.As a non-ferrous material, high-strength aluminum material (2) is a material with low ductility and high hardness, but low ductility means low tensile, and high hardness means that cracking may occur due to impact when strongly punching. it means.

따라서, 알루미늄소재(2)를 클린칭 공법으로 철소재(1)에 조립하기 위해서는, 알루미늄 소재에서 클린칭할 부위인 조립부(11)에만 부분적으로 열을 가하는 부분가열공정(S131)을 통하여, 알루미늄 소재의 연성을 증대시키고 경도가 저하되도록 한다.Therefore, in order to assemble the aluminum material 2 to the iron material 1 by the clinching method, the aluminum material through a partial heating process (S131) in which heat is partially applied only to the assembly part 11, which is a part to be clinched, in the aluminum material. It increases the ductility of the material and causes the hardness to decrease.

고강도의 알루미늄소재(2)는 열을 가하기 전에는 내부조직이 조밀하고 견고한 조직으로 구성되는데, 클린칭되는 조립부(11)에 열을 가하게 되면 견고하고 조밀한 내부조직이 열팽창에 의해 거대하게 팽창하여 연성이 증가하고 경도가 저하되며, 이와 같이 변경된 내부조직의 특성으로 클린칭 조립이 가능하며, 클린칭 조립 후에는 내부조직은 시간이 경과하면서 자연냉각에 의해 원조직과 동일하게 조대하고 견고하게 변하게 됨으로써, 클린칭 조립 후에도 고강성을 유지할 수 있음에 따라, 클린칭 접합을 위해 열을 가하더라도 강성이 저하되는 문제는 발생하지 않는다.The high-strength aluminum material (2) is composed of a dense and sturdy structure before heat is applied. When heat is applied to the assembly section 11 to be clinched, the sturdy and dense internal structure expands enormously by thermal expansion. The ductility increases and the hardness decreases, and clinching assembly is possible with the characteristics of the changed internal structure. After the clinching assembly, the internal structure changes to the same coarse and firmness as the original structure by natural cooling over time. As a result, since high rigidity can be maintained even after clinching assembly, even if heat is applied for clinching bonding, the problem of lowering the rigidity does not occur.

상술된 제조방법에 따라, 본 발명의 이종소재 패치워크(B)는 적층체(10)에서 클린칭될 부분인 조립부(11)가 부분가열되어 클린칭됨으로써 조립부(11)가 클린칭된 구조를 이룰 수 있다.According to the above-described manufacturing method, in the patchwork (B) of different materials of the present invention, the assembly portion 11, which is a part to be clinched in the laminate 10, is partially heated and clinched, so that the assembly portion 11 is clinched. Structure can be achieved.

상술된 바와 같이 조립단계(S130)에서 클린칭으로 조립된 적층체(10)는, 도 4의 마지막 단계인 성형단계(S140)에서 프레스 성형됨으로써, 자동차의 부품이 될 수 있다.As described above, the laminated body 10 assembled by clinching in the assembling step (S130) may be a component of an automobile by press-molding in the forming step (S140), which is the last step of FIG. 4.

구체적으로, 상기 성형단계(S140)는 전체가열공정(S141)과 성형공정(S142)으로 이루어질 수 있다.Specifically, the molding step (S140) may be formed of a whole heating process (S141) and a molding process (S142).

상기 전체가열공정(S141)은 적층체(10)를 전체가열하는 공정이고, 상기 성형공정(S142)은 전체가열된 적층체(10)를 프레스 성형하여 철소재(1)와 비철소재를 동시성형하는 공정이다.The entire heating process (S141) is a process of heating the laminated body 10 as a whole, and the molding process (S142) is a simultaneous molding of the ferrous material (1) and the non-ferrous material by press-forming the heated laminate (10). It is a process to do.

고강도의 알루미늄소재(2)는 프레스 성형 시 연신율 저하로 인하여 프레스 타격에 의한 파단이 될 수 있는데, 이를 방지하기 위해 철소재(1)와 함께 전체적인 부분을 재가열하는 열간성형으로 철소재(1)와 알루미늄소재(2)를 동시에 성형함에 따라, 차체부품으로 제조될 수 있다.High-strength aluminum material (2) may be fractured by press strike due to a decrease in elongation during press forming.In order to prevent this, it is hot forming to reheat the entire part together with the iron material (1). By simultaneously molding the aluminum material 2, it can be manufactured as a vehicle body part.

즉, 프레스 성형은 모재의 연신율을 이용하여 소성한계(파단될 때까지의 한계)까지 프레스로 인장하여 성형함으로써 원하는 형상으로 제조하는 기술인데, 종래의 철소재 패치워크와 같이 전기저항용접 후에 성형을 하게 되면, 용접부의 구속에 의해 소재가 인장시 용접부 파단으로 결함이 발생하는 반면에, 본 발명과 같이 클린칭으로 두 개의 소재가 조립된 경우에는 모재 변형에 의한 조립이기 때문에, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 성형프레스(120)에 의해 프레스 성형 시 클린칭된 조립부(11)도 인장됨으로써 조립부(11)에 파단 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있다.In other words, press molding is a technology in which the elongation of the base material is used and stretched with a press to the plastic limit (limit until fracture) to form a desired shape. Like a conventional iron patchwork, the molding is performed after electric resistance welding. When the material is stretched due to the confinement of the weld, a defect occurs due to fracture of the welded part, whereas when the two materials are assembled by clinching as in the present invention, the assembly is caused by deformation of the base metal. As shown in FIG. 1, the assembly portion 11 clinched during press molding by the forming press 120 is also stretched, thereby preventing the occurrence of a fracture defect in the assembly portion 11.

이와 같은 제조방법에 의해, 본 발명에 따른 이종소재 패치워크(B)는 클린칭된 적층체(10)가 전체가열되어 프레스 성형된 구조를 취할 수 있다.By such a manufacturing method, the patchwork of dissimilar materials according to the present invention (B) can take a structure in which the clinched laminate 10 is entirely heated and press-molded.

한편, 상기 도포단계(S110)는 도 5에 도시된 바와 같이 적층단계(S120) 이전에 수행되는 단계로서, 철소재(1)에서 알루미늄소재(2)가 안착되는 안착면에 절전재를 도포하는 단계이다.On the other hand, the application step (S110) is a step performed before the lamination step (S120) as shown in Figure 5, applying a power saving material to the seating surface of the aluminum material (2) in the iron material (1). Step.

더욱 구체적으로, 상기 도포단계(S110)는 절전재로서 구조용 접착제(20)가 사용되어, 구조용 접착제(20)를 철소재(1)의 안착면에 도포하는 것을 수행하는 단계이다.More specifically, the application step (S110) is a step of performing a structural adhesive 20 is used as a power saving material, applying the structural adhesive 20 to the seating surface of the iron material (1).

일반적으로 철소재와 비철소재인 알루미늄소재가 접촉하는 부분에서는 전위차로 인하여 부식이 발생하는데, 철소재에 접촉되는 알루미늄소재의 표면에 도장, 코팅 등의 표면처리후 조립(체결)을 실시하여 전위차 부식을 방지할 수 있다.In general, corrosion occurs due to the potential difference in the part where the ferrous material and the non-ferrous aluminum material are in contact. Potential difference corrosion is performed by performing surface treatment such as painting or coating on the surface of the aluminum material contacting the ferrous material and then assembling (fastening). Can be prevented.

그런데, 조립단계에서 클린칭 작업 시 수행되는 펀칭으로 인하여 타격이 발생하면, 소재 표면의 도막이 파단되는 문제가 발생한다. 아울러, 조립단계에서 조립부의 부분가열로 인하여 도장액이 녹아서 흐르게 되어 도장오염이 발생하게 됨으로써, 미도장되거나 도막 두께가 다르게 되는 도장품질이 저하되는 문제가 발생한다.However, when a blow occurs due to punching performed during the clinching operation in the assembly step, a problem occurs in that the coating film on the material surface is broken. In addition, in the assembling step, the coating liquid melts and flows due to partial heating of the assembly section, thereby causing coating contamination, which causes a problem of deterioration of coating quality such as unpainted or different coating thicknesses.

따라서 이러한 도장의 품질저하와 함께, 철소재와 알루미늄소재 간의 전위차 부식을 방지할 수 있도록, 본 발명은 구조용 접착제(20)를 알루미늄소재(2)가 안착되는 철소재(1)의 안착면에 분사한다.Accordingly, the present invention sprays the structural adhesive 20 onto the seating surface of the iron material 1 on which the aluminum material 2 is seated so as to prevent the corrosion of the potential difference between the iron material and the aluminum material along with the quality of the painting. do.

이러한 구조용 접착제(20)는 클린칭 조립을 위해 조립부(11)가 가열되더라도, 녹아서 흐르지 않고 용해되어 반고체 상태화됨으로써, 철소재(1)와 알루미늄소재(2) 사이에서 일측으로 이동되어 빠지지 않음에 따라, 철소재(1)와 알루미늄소재(2) 간의 전위차 부식을 완전하게 방지할 수 있다.This structural adhesive 20 even if the assembly portion 11 is heated for clinching assembly, it does not melt and flow, but melts and becomes a semi-solid state, so that it is moved to one side between the iron material 1 and the aluminum material 2 and does not come out. Accordingly, it is possible to completely prevent the potential difference corrosion between the iron material (1) and the aluminum material (2).

즉, 구조용 접착제(20)는 가열 시 도장액과 같이 액상화되어 흐르지 않고 젤과 같이 반고체화되어 흐르지 않으면서 표면에 균일하게 도포된 상태가 유지되고, 나아가 도포두께도 도장두께보다 두껍게 도포되어 두꺼운 막이 형성되며, 자연냉각에 의해 응고 시에는 소재 표면에 경화되면서 접착되는 성질로 인하여, 철소재(1)와 알루미늄소재(2)를 강하게 접착시킴에 따라 철소재(1)와 알루미늄소재(2) 간의 강한 체결성을 유지시키면서 전위차 부식을 방지할 수 있다.That is, when the structural adhesive 20 is heated, it becomes liquefied like a coating liquid and does not flow, becomes semi-solid like a gel, does not flow, and remains uniformly applied to the surface, and further, the coating thickness is applied thicker than the coating thickness, resulting in a thick film. It is formed, and when solidified by natural cooling, due to the property of being hardened and bonded to the surface of the material, the steel material (1) and the aluminum material (2) are strongly bonded to each other. Potential difference corrosion can be prevented while maintaining strong fastening properties.

한편, 조립단계(S130)의 클린칭공정(S132)에 있어서, 철소재(1)와 알루미늄소재(2)가 클린칭펀칭기(110)에 의하여, 도 7에 도시된 바와 같이 양방향 가압 클린칭으로 조립될 수 있다.On the other hand, in the clinching process (S132) of the assembly step (S130), the iron material (1) and the aluminum material (2) by the clinch punching machine 110, as shown in Fig. Can be assembled.

즉, 적층체(10)를 알루미늄소재(2) 측에서 가압하는 일방향 가압과, 철소재(1) 측에서 가압하는 타방향 가압이, 조립부(11)의 서로 인접되는 부분에서 동시에 이루어짐으로써, 조립부(11)가 양방향 가압될 수 있다.That is, one-way pressing for pressing the laminate 10 from the aluminum material 2 side and the other pressing for pressing the iron material 1 in the other direction are simultaneously performed at portions adjacent to each other of the assembly section 11, The assembly portion 11 may be pressed in both directions.

일반적으로 일방향 클린칭 조립구조는 만약 외력에 의한 조립부의 파단 등으로 인하여 조립부 결함이 발생하면, 소재의 조립부가 서로 이탈되어 분리될 수도 있는데, 이를 방지하기 위해 조립부가 일방향이 아닌 양방향 체결구조로 구성됨으로써 철소재(1)와 알루미늄소재(2)의 결합성을 향상시킬 수 있다.In general, the one-way clinching assembly structure is a two-way fastening structure rather than one-way assembly, if a defect occurs in the assembly section due to breakage of the assembly section due to external force, etc., the assembly section of the material may be separated from each other and separated. By being configured, the bonding property of the iron material 1 and the aluminum material 2 can be improved.

또한, 이러한 양방향 조립구조(체결구조)는 소재가 인장되면서 체결되도록 양방향으로 가압 펀칭함으로써, 펀칭하기 위한 가압하중을 양방향으로 가함으로 인하여, 한 쪽의 소재만이 인장되도록 하는 일방향 가압방법과 비교하여 양방향 소재가 인장됨으로써, 가압하중의 분포 및 모재의 인장력이 양방향으로 균일하게 분포됨에 따라, 소재의 변형을 최소화 하면서 두 개의 소재가 체결될 수 있다.In addition, this two-way assembly structure (fastening structure) is compared with a one-way pressing method in which only one material is tensioned by applying a pressure load for punching in both directions by pressing punching in both directions so that the material is tightened while being tensioned. As the bidirectional material is stretched, the distribution of the pressure load and the tensile force of the base material are uniformly distributed in both directions, so that the two materials can be fastened while minimizing the deformation of the material.

이러한 제조방법에 의하여 본 발명에 따른 이종소재 패치워크(B)는, 조립부(11) 내의 서로 인접되는 부분에서 클린칭이 동시에 서로 반대방향으로 이루어진 구조를 이룰 수 있다.By such a manufacturing method, the patchwork of different materials according to the present invention (B) may have a structure in which the clinching is simultaneously performed in opposite directions at the adjacent portions in the assembly portion 11.

결과적으로, 본 발명에 따른 이종소재 패치워크(B) 및 이를 제조하는 제조방법은, 클린칭으로 두 개의 이종소재를 조립하고, 아울러 조립 전에 알루미늄소재(비철소재)(2)가 안착된 철소재(1)의 안착면에 절전재인 구조용 접착제(20)가 도포됨으로써, 이종소재 간의, 즉 철소재(1)와 알루미늄소재(2) 간의 전위차 부식을 방지하면서 이종소재들이 견고하게 조립될 수 있도록 한다.As a result, the dissimilar material patchwork (B) and the manufacturing method of manufacturing the same according to the present invention is a ferrous material in which two dissimilar materials are assembled by clinching, and an aluminum material (non-ferrous material) 2 is seated before assembly. By applying the structural adhesive 20, which is a power-saving material, on the seating surface of (1), the dissimilar materials can be firmly assembled while preventing corrosion of the potential difference between different materials, that is, between the iron material 1 and the aluminum material 2 .

나아가, 본 발명은 두 개의 이종소재를 클린칭 조립 시, 조립부(11)를 양방향에서 가압하는 양방향 클린칭으로 조립함으로써, 이종소재들이 더욱더 견고하게 조립될 수 있다.Further, in the present invention, when assembling the two dissimilar materials, the dissimilar materials can be more robustly assembled by assembling the two dissimilar materials by assembling them by bidirectional clinching that presses the assembly section 11 in both directions.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by a limited embodiment and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It goes without saying that various modifications and variations are possible within the equivalent range of the claims to be described.

1 : 철소재 2 : 알루미늄소재
B : 이종소재 패치워크 10 : 적층체
11 : 조립부 20 : 구조용 접착제
110 : 클린칭펀칭기 111 : 하부지지부재
112 : 상부펀칭부재 120 : 성형프레스
S110 : 도포단계 S120 : 적층단계
S130 : 조립단계 S131 : 부분가열공정
S132 : 클린칭공정 S140 : 성형단계
S141 : 전체가열공정 S142 : 성형공정1: iron material 2: aluminum material
B: different material patchwork 10: laminate
11: assembly part 20: structural adhesive
110: clinching punching machine 111: lower support member
112: upper punching member 120: forming press
S110: application step S120: lamination step
S130: assembly step S131: partial heating process
S132: clinching process S140: forming step
S141: Overall heating process S142: Molding process

Claims (10)

철소재; 및
상기 철소재에 적층된 고강성의 비철소재;로 이루어진 적층체를 포함하며,
상기 적층체가 클린칭되어 상기 철소재와 비철소재가 조립되고, 상기 철소재와 비철소재 사이에는 절전재가 배치된 이종소재 패치워크.
Iron material; And
Including a laminate made of; high rigidity non-ferrous material laminated on the ferrous material,
Dissimilar material patchwork in which the laminate is clinched to assemble the ferrous material and the nonferrous material, and a power saving material is disposed between the ferrous material and the nonferrous material.
 제1항에 있어서,
상기 적층체에서 클린칭될 부분인 조립부가 부분가열되어 클린칭된 것을 특징으로 하는 이종소재 패치워크.
The method of claim 1,
Dissimilar material patchwork, characterized in that the assembly portion is a portion to be clinched in the laminate is partially heated and clinched.
 제1항에 있어서,
상기 조립부 내의 서로 인접되는 부분에서 클린칭이 동시에 서로 반대방향으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이종소재 패치워크.
The method of claim 1,
Dissimilar material patchwork, characterized in that the clinching is made in opposite directions at the same time in the adjacent portions of the assembly.
 제1항에 있어서,
상기 절전재는 구조용 접착제인 것을 특징으로 하는 이종소재 패치워크.
The method of claim 1,
The power-saving material is a different material patchwork, characterized in that the structural adhesive.
 제1항에 있어서,
클린칭된 상기 적층체가 전체가열되어 프레스 성형된 것을 특징으로 하는 이종소재 패치워크.
The method of claim 1,
Dissimilar material patchwork, characterized in that the clinched laminate is entirely heated and press-molded.
 철소재에 고강성의 비철소재를 적층시켜 적층체를 만드는 적층단계;
상기 적층체를 성형하기 전에, 상기 적층체를 클린칭하여 상기 철소재와 비철소재를 조립하는 조립단계; 및
상기 적층단계 이전에, 상기 비철소재가 안착되는 상기 철소재의 안착면에 절전재를 도포하는 도포단계;
를 포함하는 이종소재 패치워크 제조방법.
A lamination step of laminating a high rigidity nonferrous material to a ferrous material to form a laminate;
An assembly step of assembling the ferrous material and non-ferrous material by clinching the laminate before molding the laminate; And
Before the laminating step, a coating step of applying a power saving material to the seating surface of the ferrous material on which the non-ferrous material is seated;
Dissimilar material patchwork manufacturing method comprising a.
 제6항에 있어서,
상기 조립단계는,
상기 적층체에서 클린칭될 부분인 조립부를 부분가열하는 부분가열공정; 및
상기 적층체의 조립부를 클린칭하는 클린칭공정;
을 구비하는 것을 특징으로 하는 이종소재 패치워크 제조방법.
The method of claim 6,
The assembly step,
A partial heating step of partially heating an assembly portion, which is a portion to be clinched in the laminate; And
A clinching step of clinching the assembled portion of the laminate;
Dissimilar material patchwork manufacturing method comprising a.
 제7항에 있어서,
상기 클린칭공정은,
상기 적층체를 상기 비철소재 측에서 가압하는 일방향 가압과, 상기 철소재 측에서 가압하는 타방향 가압이, 상기 조립부의 서로 인접되는 부분에서 동시에 이루어져서 상기 조립부를 양방향 가압하는 것을 특징으로 하는 이종소재 패치워크 제조방법.
The method of claim 7,
The clinching process,
Dissimilar material patch, characterized in that one-way pressing of pressing the laminate from the non-ferrous material side and pressing of the other direction pressing on the ferrous material are simultaneously performed at portions adjacent to each other of the assembly portion to press the assembly portion in both directions Work manufacturing method.
 제6항에 있어서,
상기 도포단계는,
상기 절전재로서 구조용 접착제가 사용되어, 상기 구조용 접착제를 상기 철소재의 안착면에 도포하는 것을 특징으로 하는 이종소재 패치워크 제조방법.
The method of claim 6,
The application step,
A structural adhesive is used as the power saving material, and the structural adhesive is applied to the seating surface of the iron material.
 제6항에 있어서,
상기 조립단계에서 조립된 상기 적층체를 프레스 성형하는 성형단계;를 더 포함하며,
상기 성형단계는,
상기 적층체를 전체가열하는 전체가열공정; 및
전체가열된 상기 적층체를 프레스 성형하여, 상기 철소재와 비철소재를 동시성형하는 성형공정;
을 구비하는 것을 특징으로 하는 이종소재 패치워크 제조방법.
The method of claim 6,
Further comprising a; forming step of press-molding the laminate assembled in the assembly step,
The molding step,
An overall heating step of heating the laminate as a whole; And
A molding process of simultaneously forming the ferrous material and the non-ferrous material by press-forming the fully heated laminate;
Dissimilar material patchwork manufacturing method comprising a.
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