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대한민국 완성차 업체를 대표하는 현대차자동차 제조공정을 기준으로 알아보겠습니다. 자동차 제조공정은 크게 5가지로 이뤄집니다.
  1. 1. 프레스(Stamping) …
  2. 차체조립(Welding) …
  3. 도장(Paint) …
  4. 의장(Assembly) …
  5. 검수(Inspection)

현대자동차 울산 공장– How it’s Made ?
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자동차 제조공정 5단계

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[자동차 이야기(50)] 자동차 제조공정과 생산기술

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현대자동차 생산 자동차_제조공정_별_생산기술_및_사용하는_설비에_대해_알고싶습니다 | 코멘토

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    아시는 대로 자동차 생산공정에는 프레스, 차체, 도장, 의장, 검수 등 다양한 공정이 존재하며, 각 샵에는 수많은 설비가 있습니다.

    모든 샵의 공정 기술, 설비에 대한 정보현대자동차, 생산, 자동차_제조공정_별_생산기술_및_사용하는_설비에_대해_알고싶습니다

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자동차 제조공정 5단계

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자동차 제조공정 5단계

안녕하세요. 아이꾸준입니다.

현대 이동수단에는 비행기, 배, 자전거 등 여러가지가 있지만, 오늘날 우리의 가장 보편적인 이동수단이 바로 자동차입니다.

그러면 이러한 자동차는 어떻게 만들어질까요?

대한민국 완성차 업체를 대표하는 현대차의 자동차 제조공정을 기준으로 알아보겠습니다.

출처: https://www.hyundai.com/kr/ko/brand/factory-tour/introduction/ulsan.html

자동차 제조공정은 크게 5가지로 이뤄집니다.

1. 프레스 2. 차체조립 3. 도장 4. 의장 5. 검수

1. 프레스(Stamping)

상하운동을 하는 프레스 기계에 금형 장착 후 고압으로 철판을 변형시켜 차량 총중량의 50% 이상을 차지하는 프레임, 바디 패널 등 생산하는 과정

첫번째로 프레스 공정입니다. 프레스는 차체를 만드는 과정입니다. 철강회사로부터 들여온 철판을 이용해 차체를 만듭니다.

위 사진처럼 거대한 프레스기계가 철판을 가공하여 차체의 모양을 만듭니다.

2. 차체조립(Welding)

패널들을 조립, 용접하여 차의 모양을 만드는 공정으로 높은 정밀도가 요구되며 최초로 차체 스타일 형성 및 튼튼한 조립으로 안전성을 확보하는 과정

두번째로 차체조립입니다. 뉴스에서 많이나오는 장면이죠? 기계팔들이 자동차 차체를 서로 끼워맞추고 용접하는 과정입니다. 이때 자동차의 기본틀이 갖춰집니다.

차체 조립과정이 제대로 되지않으면 안전상의 문제가 발생할 수 있습니다. 프레임이라고 하죠? 프레임이 확실하게 자리를 잡아주고 고정이 되어 있어야 튼튼한 자동차가 될 수 있습니다. 사고가 나더라도 우리를 안전하게 지켜줄 만큼 튼튼해야 하기 때문이죠.

안전과 가장 연관이 깊은 부분이라 할 수 있습니다.

3. 도장(Paint)

부식으로부터 소재 보호, 색상으로 외관 향상, 다른 차량과 구별하는 기능을 하며 세계 각지의 다양한 기후와 환경에 대한 내구성 개선 과정

세번째로 도장입니다. 자동차에 색을 입히는 과정입니다.

차체조립이 끝난 프레임에 도료를 뿌려주거나, 페인트 용액에 차체를 아예 담궈버리기도 합니다.

도장과정에서부터 무언가 우리에게 익숙한 자동차 모습이 조금씩 보이기 시작합니다.

도장의 가장 목적은 외관향상도 있지만, 차체를 외부 물질로부터 보호하는 역할이 가장큽니다. 차체는 기본적으로 철입니다. 그래서 공기, 물과 만나면 산화되어 강성이 약해지죠. 그러면 이는 안전성에 영향을 주게됩니다. 이러한 부식을 방지하기 위한 과정이 바로 도장입니다.

4. 의장(Assembly)

차체에 내장, 편의사양 등 실내외 부품 장착 후 엔진, 트랜스미션, 차축 등 기계부품 조립 및 전장부품과 배선, 배관 작업으로 차량을 완성하는 과정

자동차 생산공정의 꽃이라 할 수 있는 의장과정입니다. 자동차가 자동차로서 역할을 제대로 할 수 있도록 시트, 바퀴, 브레이크, 엔진 등의 부품을 조립하는 과정입니다. 의장과정까지 거치면우리가 아는 자동차의 모습으로 탄생합니다.

5. 검수(Inspection)

완성된 차량의 휠 얼라인먼트 조정과 브레이크 및 배기가스 테스트 등 기능 검사 실시 및 하자 발견 시 수정 작업을 하여 출고 전 품질 관리하는 과정

마지막으로 검수입니다. 검수 단계에서는 완성된 차량이 제 기능을 할 수 있는지 최종점검하는 단계입니다.

차에 물을 뿌리며 비가오는 상황에서 차 내부로 물이 새지는 않는지

충격흡수 기능이 정상적으로 작동하는지

승차감은 문제가 없는지 등을 체크합니다.

검수과정에서 문제가 있는 자동차가 제대로 걸러지지 않는다면, 이는 소비자들의 안전에도 매우 큰 영향을 미치게 됩니다. 궁극적으로 회사에 대한 인식이 나빠져 판매량 감소, 수익 감소로 이어질 것입니다.

그만큼, 검수는 중요한 과정입니다.

지금까지 자동차 제조공정에 대해 알아보았습니다.

감사합니다.

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한상욱 신한대 교수

한국자동차산업협회(KAMA)의 ‘2019년 10대 자동차 생산국 현황’ 보고서에 따르면 지난해 10대 자동차 생산국의 순위는 중국, 미국, 일본, 독일, 인도, 멕시코, 대한민국, 브라질, 스페인, 프랑스 순으로 2018년에 이어 우리 대한민국은 세계 7위의 자동차 생산국이다. 지난 몇 십년동안 손으로 드럼통을 두드려 자동차를 만들던 나라에서 1970년대 중반이후 독자적인 국산승용차를 생산한 이후 하이브리드자동차, 전기자동차나 연료전지 자동차를 만드는 나라로까지 자동차 산업과 관련 부품 산업의 급속한 발전을 이루어왔다.잘 알려진 바와 같이 자동차는 약 2~3만여 개의 부품을 잘 계획된 생산 순서에 의해 배치된 현대식 생산 설비와 생산 공정을 거쳐 제조하게 되어있다. 많은 부품(혹은 모듈)과 재료가 순차적으로 조립공장으로 투입되면서 이동조립식 대량생산으로 이루어지므로 자동차 생산은 완성차 기업뿐만 아니라 많은 1차, 2차 협력기업들의 조화를 필요로 하며, 생산 활동의 원활한 흐름과 유기적 결합이 절대적으로 중요하다. 따라서 자동차 생산기술이 매우 중요하고, 생산기술은 생산시스템의 구축과 제조 조건을 설정하기 위한 공장의 설계 등에 관련된 기술들로 크게 시스템기술, 공정기술 그리고 설비기술들로 이루어진다. 3개의 생산기술 가운데에서도 가장 중요한 것은 시스템 기술로서 제품설계와 공정설계 그리고 각 공정들이 제 기능을 발휘하고, 가공, 조립, 출고 검사로 연결되는 자재의 흐름을 제대로 관리하는 정보기술(IT)이 결합된 기술을 포함하게 된다.현대·기아자동차, 한국지엠 쉐보레자동차, 쌍용자동차, 르노삼성차, Ford, GM 등과 같은 국내외 완성자동차 회사에서의 대표적인 생산제조 공정과 생산기술을 소개하여 자동차산업에 대한 독자들의 이해를 돕고자 한다.■ 자동차 생산제조 공정자동차 생산제조 공정은 프레스 공정 – 차체조립 공정 – 도장 공정 – 의장조립 공정– 검사 혹은 검수 공정 등으로 구성되어있다. 이와는 별도로 파워트레인이라는 하는 엔진과 변속기 등 핵심부품의 공정은 주조→단조→소결→열처리→기계가공→조립공정 등으로 구성된다. 대부분 완성차 공장에는 각 공정단계 별로 공장이 구성되어 있어 하나의 작업이 끝난 차량은 다음 단계 공장으로 이동, 작업을 이어가게 된다.■ 파워트레인 생산기술파워트레인은 내연기관 자동차에서의 엔진과 변속기를 의미하므로, 파워트레인 생산기술은 엔진 생산기술과 변속기 생산기술로 구분된다. 엔진 및 변속기 생산기술은 소재공장에서 공급된 소재를 제품 사양에 따라 가공 라인에서 가공한 후 조립 라인으로 이송하고, 작업자, 설비, 정해진 작업순서에 따라 실린더 헤드, 실린더 블록, 크랭크축, 기어 등의 단위 부품들을 조립한 후, 성능을 확인하는 테스트와 검수 공정을 거쳐 자동차 조립공장에 공급하는 기술이다. 파워트레인 생산기술은 가공기술, 조립기술, 운반기술, 검사기술 등 4가지 핵심요소 기술로 분류할 수 있다. 특히, 가공기술은 마이크로 단위의 오차 범위를 만족해야 하는 정밀한 부품을 만들어야 하며, 엔진이나 변속기의 가혹한 실제 운전조건에도 견딜 수 있는 부품의 신뢰도 확보를 위해 가장 중요한 기술이다. 다른 프레스, 용접, 의장 공장들에 비교한다면 파워트레인 공장 건설에 대한 투자가 대규모로 필요하므로, 건설 계획단계에서 적정 생산규모, 공정 배치, 사이클 타임, 설비 레이아웃 등에 대한 효과적인 검토가 필요하다. 따라서 기종 변경이나 생산량 조정이 요구될 경우 유연성을 발휘할 수 있도록 공용화가 가능한 범용 설비, 사이클 타임 향상을 위한 가공속도의 고속화 기술, 자동창고의 물류 효율화를 위한 자율주행 무인 운반장치기술, 부품 신뢰성 확보를 위한 비파괴 결함 검사기술, 성능 시험 무인화 등의 개발이 매우 중요하다.■ 프레스 생산기술프레스 생산기술은 자동차의 골격인 차체를 구성하는 부품을 생산하는 기술로서, 철제 강판의 소성변형 성질을 이용하여 제품의 형상을 구현하며 금형을 프레스에 장착하고 왕복 압축 운동을 하는 높은 압력으로 작용하는 프레스로 재료를 절단 또는 성형하는 기술이다. 프레스 가공은 금속 가공기술 가운데서도 가장 높은 생산성을 확보할 수 있는 기술로 제품의 균일한 품질 확보, 경량화, 경제성 측면에서 매우 중요하다. 일반적인 프레스 성형공정의 구성은 강판 코일이 입고되면 세정과 교정을 실시한 후 성형할 수 있는 패널 크기로 블랭킹(blanking)을 하고, 성형(draw), 자르기(trim), 구부리기(flange) 등의 작업순서로 이루어진다. 자동차 휀더(Fender)에 대한 5단계의 성형공정 사례를 그림 3에 나타내어 보았다.프레스 생산기술의 요소는 재료, 금형, 프레스 설비의 3가지로 구분할 수 있다. 특히 자동차 차체에 적용되는 재료는 승객 안전 확보와 경량화라는 두 가지 목표를 달성해야 한다. 차체에 적용되는 강판의 경우 300~600MPa (메가파스칼)급의 고장력강판의 사용은 이미 일반화되었으며, 고급차량의 경우에는 1,000MPa(혹은 1기가 파스칼)이상의 초고장력강의 사용량도 증가하고 있다. 초고장력강은 강도는 양호하나 성형이 어려운 가공성의 문제를 수반하므로 고장력강이나 초고장력강에 대한 성형 기술의 개발이 병행되어 진행되고 있는 상황이다. 일부 자동차 회사에서는 100% 알루미늄을 이용한 차체가 시판되고 있기도 하다.(3) 차체 생산기술 및 조립차체 생산기술은 차량의 골격을 만드는 기술로, 프레스 금형으로 성형된 패널을 위치 선정을 위해 지그(Jig)로 고정하고 전기 저항점 용접, CO2 용접, 레이저 용접, 접착제 등의 다양한 접합공정과 수밀 및 소음 차단을 위해 실런트를 도포하는 공정을 거쳐 패널을 조립하고, 조립된 패널로 차체 골력을 만들고 정도를 검사하는 검사공정을 통과하여 도어, 후드, 트렁크 리드 등을 차체 골격에 장착하는 과정으로 이루어진다.차체는 플로어 어셈블리, 사이드 어셈블리, 루프 등의 골격을 구성하는 부품과 도어, 후드, 펜더, 트렁크 리드 등의 장착 가능한 부품으로 구성된다.차체 생산기술의 중요 요소는 접합과 장착을 포함한 조립기술, 검사기술, 운반기술, 치구 등을 포함한 설비기술로 구성된다. 차체공장은 로봇 및 자동 운반 장치 등을 활용하여 타 공장 대비 높은 자동화율과 생산성을 보이고 있으며 최근에는 2개나 3개 차종을 대량생산할 수 있는 방식보다는 적정생산 규모를 유지하면서 보다 많은 차종을 투입할 수 있는 유연성 확보를 위한 기술개발이 차체조립공장의 중요한 목표가 되고 있다.앞서 설명한 바와 같이 자동차 산업은 대규모의 공장과 현대식 생산설비, 고도의 집중성, 세분화된 분업구조, 잘 훈련된 노동력에 좌우되는 국가기간 산업이다. 자동차 생산제조 공정(프레스 공정 – 차체조립 공정 – 도장 공정 – 의장조립 공정– 검사 혹은 검수 공정) 중에서 도장(혹은 페인팅)공정, 의장조립, 검사공정 등에 대하여는 다음에 설명 드리기로 하겠다.한상욱 신한대학교 기계자동차융합공학과 교수

자동차 생산공정을 알아보자!



현대자동차 생산 현장 속으로 – 현대자동차 생산공정 탐방(울산공장)

자 동차 생산대수 전세계 5위권 대한민국. 현대/기아라는 글로벌 브랜드를 가진 자동차의 나라.(생산규모 세계 5위면 자동차의 나라라고 해도 과언이 아니지 않을까..). ‘포니’에서 시작해서 ‘2014제네시스’까지 우리나라가 성장하듯 자동차 산업도 그렇게 커왔다. 그 역사의 원천이랄 수 있는 울산공장은 3만명이 넘는 근로자가 하루 평균 5천대가 넘는 자동차를 생산한다. 단일 공장 규모로는 세계 최대 규모라고.

(이미지 출처 : 현 대자동차 공식 홈페이지)

) 자동차 나라의 국민이면서 자동차에 대한 지식이 얕은거 같단 생각이 문득 들어 울산공장 문을 두드려봤다. 울산 공장이 최대규모라니 방문지로는 잘 선택한 셈. 울산공장을 따라 자동차 나라 국민 기초 상식 을 들여다보자. (공장특성상 보안 문제로 사진은 찍을 수.. 없…… 홈페이지 사진으로 대체



자동차 제조 공정은 <프레스 – 차체조립 – 도장 – 의장 – 검수> 로 구성되어있다. 울산 공장에는 각 단계별로 공장이 구성되어 있어 한 작업이 끝난 차량은 다음 단계 공장으로 이동, 작업을 잇게 된다.

△간단하게 보는 자동차 생산 공정. 5가지 과정으로 나눠볼 수 있다.

1 뼈대를 만드는 프레스 공정

가장 먼저 이루어지는 프레스작업은 제철 공장에서 자동차용 강판을 공급받아 각 분야별로 철판을 절단하여 금형을 장착한 대형프레스에서 강판에 고압을 가해 프레임, 바디 판넬을 성형해내는 공정이다. 이때 프레임, 바디 판넬은 차량 총 중량의 50% 이상을 차지하는 차량의 기본 구조 틀을 이루는 뼈대 역할을 하는 구조물을 말한다. 프레스 작업을 쉽게 요약하자면 기본 철판 재료를 놓고 만들고자 하는 형태를 가진 금형으로 고압을 가해 압축하여 원하는 구조물을 생산해내는 방법이다.

△프레스 작업 현장(좌)과 프레스 작업을 통해 만들어진 판넬(우) (사진 출처 : 현대자동차 공식홈페이지) 2 기본구조를 만드는 차체조립 공정

프레스 작업으로 만들어진 차량 구조물들은 공장 한편에 보관이 된다. 필요시마다 지게차로 차체조립 공장으로 운반하여 공정별로 분류되고 용접작업에 의한 조립이 이루어진다. 그렇게 운반이 된 구조물들은 차체조립과정을 거치게 되는데 차량 구조물들을 용접하여 접합을 시켜 차량 형태로 조립하는 과정이다. 예전에는 사람이 용접기를 들고 직접 용접을 하여 차체 조립을 하였으나 요즘에는 로봇을 이용한 자동 공정으로 이뤄지고, 이때 사용되는 용접방법이 * 전기저항 용접법 이다. 로봇에 용접할 위치 좌푯값을 입력하고 그 위치에 용접할 구조물들을 공급해 줌으로써 자동으로 용접을 하는 방식이다. 차체조립 과정은 차의 전체적인 모양을 만드는 과정으로 높은 정밀도와 안전성을 요구하는 작업이다. * 전기저항 용접 : 두 전극 사이에 접합할 소재를 넣고 압력과 전류를 동시에 가하면 전류가 흐르는 부위에서 발생하는 전기 저항 때문에 열이 발생 되어 소재끼리 접합되는 방식

△로봇을 이용한 자동화 공정 모습(좌)과 차체조립 과정을 거친 모습(우) (사진 출처 : 현대자동차 공식홈페이지) 3 차도 보호하고 멋도 부리는 도장 공정

용접 작업이 완료되고 차체의 기본적인 형태가 이루어지면 도장 공정을 거치게 된다. 도장 공정은 쉽게 말해서 코팅 작업이라 할 수 있는데 부식으로부터 소재 보호, 아름다운 색채로 외관 향상, 다른 차량과의 구별이 가능한 페인팅 작업을 시행한다. 도장 공정 과정은 공기의 오염방지와 보안 및 화재예방을 위해 공장 내부를 외부 사람들에게 공개하지 않는 것을 원칙으로 하고 있다.

△도장 공정 작업 과정 (사진 출처 : 현대자동차 공식 홈페이지) 4 자동차의 생명을 불어넣는 의장 공정

도장 공정이 완료되면 의장 공정단계를 거치는데 차체의 기본적인 형태에서 실내·외 부품을 장착하고 기계부품, 엔진 등을 조립하며 전장 부품과 배선, 배관 작업을 함으로써 차량을 완성하는 최종 공정이다. 엔진은 현대 자동차에서 자체 생산하고 그 외에 조립되는 모듈 및 핵심 부품들은 현대모비스 및 여러 부품 회사에서 공급받고 있다.

△3대 핵심 모듈. 좌로부터 순서대로 섀시 모듈, 운전적 모듈, 프론트엔드 모듈

※모듈이 궁금하다면.. 모듈 제조사업 소개

(사진 출처 : 현대모비스 공식홈페이지)

△모듈 장착 모습

(사진 출처 : 현대자동차 공식홈페이지)

5 세상에 나가기 전 마지막 관문! 검수

의장 공정을 거친 자동차들은 *수밀검사 및 기능검사를 통해 각종 성능/안전 검수를 통과해야 한다.

이렇게 제조가 완성된 차량은 국내용과 수출용으로 나뉘게 된다. 국내용 차량은 전국에 있는 출고 센터로 보내져 국내 고객들에게 인도되고 수출용 차량은 울산 공장의 예전 만(부두)에 있는 대형 수출용 선박에 통해 해외로 수출된다.

* 수밀검사 : 완성된 차량의 실내에 물이 유입되는지를 확인하는 검사

△검수 현장

(사진 출처 : 현대자동차 공식홈페이지)

-이렇게 보고 나니..

2만여개로 이루어져있다는 자동차 제조공정을 좀더 이해하기 쉽지 않은가? 수많은 나라 중에 자국에 글로벌한 자동차 회사가 존재해서 이런 현장을 볼 수 있다는 것도 자동차를 좋아하는 사람들에게는 좋은 일이라고 생각한다. 물론 아직 풀어야할할 숙제가 많은 국산 자동차 산업계지만.. 짧은 자동차 산업 역사로 봤을때는 준수하게 잘 자랐다는 생각.. 지금부터의 앞으로가 중요하지 않을까? 더 멋지게 성장해 우리나라 대표를 넘어 푸른 별 지구를 대표하는 자동차 브랜드로 성장해줬으면!!

-여담이지만..

자동차 공장 견학은 언제해도 즐겁다!

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