자동차 차체설계 - 5

7) 방청(Anti-Corrosion)

 대기와의 접촉, 수중 주행 등의 원인으로 시간이 지날수록 차체에는 부식이 발생한다. 부식은 강도와 외관 품질을 저하시키고 내용년수를 단축시킨다. 방청은 외부 환경과 접촉하는 구조물에서 부식을 방지하여 차량의 수명을 연장시키는 것을 의미한다. 차량의 부식은 1950년 후반 북미, 북유럽의 한랭/해안지역에서부터 문제가 인식되었다. 부식을 크게 좌우하는 원인은 고속도로의 제설염, 산성비 등 강한 산/염기성을 갖는 요인이 있을 것이며, 요소가 복합적으로 작용할 경우 정도가 심해진다.

 소비자 입장에서 방청기준을 설정하는 움직임이 설정되면서부터 방청이 중요하게 다뤄졌고, 캐나다 정부의 방청기준이 가이드가 되어왔다. 방청 보증 연한은 이러한 중요도를 인식한 이후로 꾸준히 증가되어 왔다.

 방청은 통상 도료인 전용 페인트의 도장, 혹은 녹과 부식에 유리한 재료를 사용하여 확보하는 것이 일반적이며 방청도료를 적용하지 않은 구조물에는 접촉하는 물질의 종류를 고려하여 Corrosion Margin을 추가한 두께로 차체 등을 설계해야 한다.

 

8) 공작성

 차체는 단조, 굽힘, 용접, 도장, 조립 등의 공정을 거쳐서 완성품이 되며, 이러한 공정과 공법을 적은 공수와 비용으로 재료에 적용할 수 있어야 생산성을 확보할 수 있다. 제작하기 쉽고 저렴한 가격과 동시에 품질을 확보해야 하므로 최적의 타협점을 찾아 설계하는 것이 엔지니어의 미션이다. 차체설계는 각 공법과 공정을 이해하고 설계에 반영하는 것이 중요하며, 기본설계부터 상세설계 단계까지 설계와 제조 및 생산 유관 부서가 해당 작업성과 생산성을 협의하며 차량 설계/생산 프로세스를 진행해 나가야 할 것이다.

 

1. 프레스성

 차체는 주로 강판재 프레스 제품으로 구성되며, 해당 부재의 프레스성을 확보하는 것은 차체의 생산과도 직결된다.

 

- 성형성

프레스 간 판재는 형상과 가공 정밀도가 높고 잘 찢어지지 않고, 주름 잡히지 않으며 설계자가 원하는 형상을 만들어내야 한다. 프레스 성형은 전단가공, 굽힘가공, 딥 드로잉, 포밍, 압인, 부조와 같은 공정으로 분류할 수 있다. 

 

- 생산성

좀 더 넓은 의미의 가공성을 의미하고, 일체화, 공용화, 취급성 등을 포함하는 개념이다. 

 

2. 용접성

 차체 조립에서 용접은 빼놓을 수 없는 공정 중 하나이며, 차체 강도, 신뢰성 확보 및 원가 절감 차원에서 그 효과가 입증되어 왔다. 통상 스폿 용접이 차체 용접에 사용되는데 스폿 용접은 아래와 같은 특징이 있다.

- 자동화가 용이하며 작업성이 좋다.

- 작업 속도가 빠르다.

- 용접봉, 가스 등 용가재 및 기타 부자재를 사용하지 않기 때문에 생산단가가 저렴하다.

- 작업 결과가 작업자의 숙련 정도에 크게 영향을 받지 않기 때문에 인건비가 저렴하고, 충분한 품질의 용접성을 확보할 수 있다.

- 용접 시간이 짧고, 국부적으로만 가열하므로 치수 정밀도에 영향이 적다.

- 연기 발생이 적고, 작업 환경이 비교적 문제가 적다.

구조물의 형상에 따라 스폿 용접이 불가한 경우에는 타 용접 방법을 사용한다.

 

3. 도장성

 도장 공장의 레이아웃에서는 표면처리에서 전착도장까지 공정이 자동화가 되어있고, 중/상도 스프레이 작업도 자동화가 되어 왔다. 자동화 측면에서의 도장성은 후처리가 적어 추가 수작업이 적어 공수나 비용이 발생하지 않아야 한다.

 

4. 조립성

 차체 장비에 대해 현대 방식의 조립은 고도의 자동화가 되어 수작업이 적으나 전통 차에서는 통상 복잡한 형상을 이유로 수작업에 의존했다. 기계장치에서 다양한 기능을 갖는 E/E로 전환되어 가는 과정에서 배전/전선 등 복잡한 전장품의 배치를 고려하여 차체를 조립하는 현장작업 및 설계 기술의 발전이 꾸준히 이루어지고 있다.

 

9) 메인터넌스

 차량이 사용자에게 넘어간 후 차량의 기능을 유지, 확보하기 위해 지속적으로 차량을 유지, 보수해야 하며, 법률적으로 작업점검, 정기점검을 통해 기능안전을 확보하는 것이 의무화되어있다. 사고 및 기타 요인으로 인한 차량의 손상 수리도 메인터넌스의 종류이다.

 프레임리스 구조가 자리를 잡으면서 샤시, PT 등 중요 부품이 차체에 부착되고 얼라인먼트 정밀도가 차량 성능에 큰 영향을 미치는 점, 차량의 라이프사이클이 길어지며 내구성과 수리성이 중요해지고 있다는 점을 생각하며 유지/보수에 관한 설계와 대책도 마련해야 할 것이다.

 

 

 

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