Automobiles

자동차 브레이크 페달 


· Client  : 영남대학교 자동차 자작동아리 YUSAE

· Role     : 대회 출전용 브레이크 페달을 하비스탕스가

                DfAM 설계와 시제품 제작 지원


하비스탕스는 YUSAE와 함께 

모빌리티용 3D프린팅 사례를 발굴 중

브레이크 페달을 도전해보기로 했습니다.

[최초 모빌리티용 브레이크 페달 모델 형상] 


소재 재질 : Steel, 중량은 330g 

기존에는 Steel Plate를 레이저 커팅 후 7개의 부품을 용접하는 방식으로 제작

1. 소재 및 제조방식 변경

최근 활용도가 증가한 복합소재 3D프린팅에

3D프린팅의 장점인 형상의 자유도를 더하여 고강도, 고성능의 브레이크 페달을 제작합니다.

소재
스틸 → 탄소섬유 복합소재
제조법
레이저 커팅&용접 → 3D프린팅


Onyx 기본 소재에 추가 강성이 필요한 곳에 선택적으로 탄소섬유를 보강하고

Onyx는 플라스틱 나일론과 탄소 단섬유 알갱이로 이루어진 소재로,

탄소 장섬유를 보강하면 금속Al6061에 준하는 강성을 가지게 되었습니다.

2. 형상 최적화

소재, 가공법 변경과 더불어 3D프린팅 활용 시,

가장 중요한 요소인 디자인 최적화 과정을 통해 부품 효율을 상승


· 하비스탕스는 최적 설계를 생성하기 위해   최근 디자인 산업분야에서화두가 되고 있는

  제너레이티브 디자인(Generative Design)을 활용

· 제너레이티브 디자인은 AI 기반 자동 설계 생성 도구로  가공법, 소재, 경계 조건 등을 바탕으로 구조적으로

  최적화되고, 일체화된 디자인을 생성할 수 있어 유용


초기 모델

제너레이티브 디자인

최종 모델

3. 3D프린팅 출력 조건 선정

강성이 요구되는 형상 위치를 고려해 최적의 출력 방향 정하고
서포트라는 지지 구조물이 생성될 영역도 함께 고려해 출력 진행합니다.


복합소재 3D프린팅의 경우 출력 방향에 따라서 탄소 섬유를 보강할 수 있는 구역이 달라지므로

출력 과정도 중요한 부분을 차지합니다.

4. 3D프린팅 출력 완성

이번 출력에 사용된 Markforged사의 3D프린터는 서포트 지지구조물을 손으로 쉽게 제거할 수 있고, 

표면에 흠집이 적어 후처리가 매우 편리합니다.

3D프린터 출력 결과물

개요


원본모델

Steel


330g


7개의 부품

소재 변경 + 3D프린팅


Onyx + 탄소 섬유 


100g 


7개의 부품 

소재 변경 + 3D 프린팅 + 디자인 최적화 


Onyx + 탄소 섬유 


78g 


1개의 부품


개요


원본 모델

소재 변경 + 3D프린팅

소재 변경 + 3D 프린팅 + 디자인 최적화




Steel

Onyx + 탄소 섬유

Onyx + 탄소 섬유




330g

100g

78g




7개의 부품

7개의 부품

1개의 부품