사출 공정 및 FE 기반 브레이크 피스톤 경량·내구 설계

Injection Process and FE-Based Lightweight Brake Piston Design

연구 내용

PPS 소재 브레이크 피스톤을 대상으로 사출 공정 편차를 DOE로 관리하고 FE 해석과 내구 시험으로 성능을 검증하는 경량화 설계 연구

기존 주철 브레이크 피스톤을 플라스틱 소재로 전환하여 경량화를 수행하고, 공정 조건과 구조 성능을 동시에 검증하는 연구를 수행합니다. 설계 단계에서 기초 설계와 사출 공정 분석을 진행하고, 수축률 편차와 같은 주요 성능 변수 관점에서 DOE를 적용해 최적 공정 조건을 도출합니다. CAE로 정적 강도를 평가하기 위해 Abaqus 기반 FE 해석을 수행하며, 최종 시제품에 대한 내구성 시험으로 구조적 건전성을 확인합니다. Moldex3D와 Abaqus를 연계해 사출-구조 해석 간 연결성을 높이는 방식으로 설계 의사결정의 근거를 확보합니다.

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연구 흐름

2024년에는 디스크 브레이크 피스톤의 소재를 기존 주철에서 PPS로 변경하는 개발 과정을 수행했습니다. 기초 설계 이후 사출 공정 분석을 통해 수축률 편차를 포함한 공정 변수의 영향을 확인하고, DOE로 공정 조건의 최적 범위를 제안했습니다. 이후 Abaqus 기반 FE 해석으로 정적 강도를 평가한 뒤 내구 시험으로 성능을 검증하여 경량화 설계안을 완성하는 흐름을 정리했습니다. 사출 조건 최적화와 구조 성능 검증의 결합을 중심으로 개발 절차를 구체화하는 단계로 전개되었습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

사출성형 부품 경량화 설계
브레이크 시스템 부품 내구성 검증 절차
PPS 기반 기계 부품 소재 설계
수축률 편차 고려 공정 조건 최적화
Moldex3D-FE 연계 CAE 워크플로
정적강도 기반 구조 설계안 도출
시제품 내구 시험 기반 성능 확인
주철-플라스틱 대체 설계 전략
공정 편차 관리형 설계 방법
경량 부품의 개발 프로세스 표준화