성형 의학에 '의느님'이 있다면, 자동차 업계에는 '포느님'이 있다. 원판불변의 법칙에도 불구하고 뛰어난 성형 기술로 새로운 것을 창조하는 능력이 있어서다.

포스코는 10일 개최한 2024 포스코 자동차 솔루션 세미나를 통해 스마트 스탬핑 툴(Smart Stamping Tool)기술을 소개했다.

스마트 스탬핑 툴은 사출 성형의 생산 조건과 변화 상태를 실시간으로 모니터링하기 위한 빅데이터를 IoT와 센서 기술로 확보한 후, 이를 AI로 분석해 불량을 예측하고 최적의 생산 조건을 찾아내는 서비스다. 

자동차 프레스 제조 현장에서는 초고강도강에 대한 성형성 확보가 쉽지 않은 것이 현실이다. 철의 특성상 판재 강도가 높을수록 원래 형태로 되돌아가려는 특성이 강하게 나타나기 때문에 스프링백(spring back) 현상이 문제로 발생하고 있어서다. 스프링백 현상은 제품 정밀도는 물론 재작업 시간도 길어져 생산성에도 악영향을 미친다.

연비와 환경 규제 강화로 강도가 높은 수요는 계속 확대되고 있는 가운데 성형성과 스프링백의 계측 등 메커니즘 개발의 필요성이 강조되고 있다. 기존 금형도 초기 세팅 후에는 변동이 불가한 만큼 금형에 대한 기술지원은 필수적이다.

포스코는 금형을 제어할 수 있는 해법으로 스마트 스탬핑 기술을 제시했다. 고비용의 설비투자 없이도 기존 양산라인 설비에 액추에이터(actuator), 제어 알고리듬, 센서 등 AI 기술을 적용해 형상 변형을 막을 수 있다는 게 핵심이다.

공정도 개선된다. 스프링백 발생 시 기존의 금형 공정은 '소재 공급→품질 검사(샘플)→부품 출하→불량 발생(클레임)→불량 재검사/폐기→생산중단, 금형수정' 프로세스로 이뤄져 왔다. 그러나 스마트 스탬핑 기술을 도입하면, '소재 공급→부품 생산→스마트 금형(품질보정·품질 계측·불량품 자동 선별)→부품 출하'로 공정이 간단해져 생산 효율성을 높일 수 있다.

품질 보정과 계측은 실시간으로 진행된다. 실시간 품질 관리가 가능한 만큼 소재와 공정, 외부 변동 요인을 쉽게 파악할 수 있다. 물성과 성형성의 상관관계는 물론 고객사 가공 공정에서의 불량률도 예측할 수 있다. 구조화된 데이터로는 신규 부품이나 고질 불량 부품에 대한 가이드라인을 수립할 수 있고, 기업들의 핵심 자산으로 활용할 수도 있다.

세미나 현장 관계자는 "철강제품의 강도증가에 따른 물성산포 증가로 고객사 성형 품질 편차 이슈가 증대되고 있는 만큼 스마트 성형 기술에 대한 솔루션이 필요하다"며 "포스코 기술연구소는 기가스틸 등 고강도 제품의 안정적 채용과 시장 확대를 위해 고객사의 양산 부품을 대상으로 금형 설계 지원을 강화해 나가고 있다"고 말했다.