Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society (한국산학기술학회논문지)

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A Study on Design Automation of Cooling Channels in Hot Form Press Die Based on CATIA CAD System

CATIA CAD 시스템 기반 핫폼금형의 냉각수로 설계 자동화에 관한 연구

  • Received : 2017.12.07
  • Accepted : 2018.03.09
  • Published : 2018.03.31
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Abstract

This paper focuses on the development of a support system that can rapidly generate the design data of a hot-form die with cooling channels, commonly known as hot stamping technology. We propose a new process for designing hot-form dies based on our (automated) system, whose main features are derived from the analysis of the design requirements and design process in the current industry. Our design support system consists of two modules, which allow for the generation of a 3D geometry model and its 2D drawings. The module for 3D modeling automation is implemented as a type of CATIA template model based on CATIA V5 Knowledgeware. This module automatically creates a 3D model of a hot-form die, including the cooling channels, that depends on the shape of the forming surface and the number of STEELs (subsets of die product) and cooling channels. It also allows for both the editing of the positions and orientations of the cooling channels and testing for the purpose of satisfying the constraints on the distance between the forming surface and cooling channels. Another module for the auto-generation of the 2D drawings is being developed as a plug-in using CAA (CATIA SDK) and Visual C++. Our system was evaluated using the S/W test based on a user defined scenario. As a result, it was shown that it can generate a 3D model of a hot form die and its 2D drawings with hole tables about 29 times faster than the conventional manual method without any design errors.

본 논문은 흔히 핫스탬핑 공법으로 알려진 냉각수로가 있는 핫폼 금형의 설계 데이터를 신속히 생성하는 지원 시스템 개발에 초점을 둔다. 현장에서의 핫폼 금형의 설계조건과 설계 프로세스 분석을 통해 설계지원 시스템의 핵심기능들을 도출하고, 이를 기반한 새로운 핫폼 금형의 설계 프로세스를 제안 한다. 개발한 설계 지원 시스템은 핫폼 금형의 3차원 형상 모델과 2차원 도면을 생성하는 두 개의 모듈로 구성된다. 핫폼 금형의 3D 모델링 자동화 모듈은 CATAI V5 Knowledgeware를 기반한 CATAI 템플릿 모델 형태로 구현하였다. 이 모듈은 성형 곡면형상, STEEL(금형 Product를 구성하는 파트) 개수와 냉각수로의 개수에 대응하여 냉각수로를 포함한 핫폼금형의 3D 모델을 자동으로 생성한다. 또한 냉각수로의 위치와 자세를 편집하는 기능과 성형곡면과 냉각수로 사이의 거리에 대한 구속조건 만족여부를 판별하는 기능을 제공한다. 두 번째 모듈인 2D 가공도면을 자동 생성하는 모듈은 CAA(CATIA SDK)와 Visual C++를 활용하여 CATIA CAD시스템에 이식 가능한 플러그인 형태로 개발 하였다. 제안하는 방법의 성능을 평가하기 위해 사용자 정의 시나리오 기반 소프트웨어 테스트를 수행하였다. 실험결과 제안하는 방법은 수작업 기반의 전통적인 방법에 비해 설계 오류 없이 약 29배 빠르게 핫폼 금형 3D모델과 홀테이블을 포함하는 가공도면을 생성하였다.

Keywords

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