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완성차 공정

• 자동차의 주요 부품 및 원재료를 이용하여 차체 생산하는 완성차 공정은 프레스 공정, 차체 공정, 도장 공정, 조립공정 4단계의 과정을 통해 차량을 양산한다.

[그림 1] 완성차 공정

• 1. 프레스 공정
  프레스 공정은 강판의 소성변형 성질을 이용하여 프레임, 차체 패널, 브라켓 등의 차량의 골격을 구성하는 판넬을 생산하는 공정이다. 프레스 공정을 통해 자동차의 외형을 만드는 첫 번째 과정으로 상하 왕복운동을 하는 프레스 머신 사이에 자동차 차체 형상을 가진 금형을 장착시킨 후 소성변형을 시켜 소정의 판넬을 제작하는 공정이다.
• 2. 차체 공정
  차체 공정은 프레스 공정을 통해 만들어진 자동차 각 부분의 패널을 조립, 용접하여 차의 모양을 만들어내는 공정이며, 도장공정, 조립공정의 기초가 되므로 높은 정밀도와 안정성을 확보를 위해 정밀한 조립이 이루어져야 한다. 차체는 프레스 공정을 통해 생산된 0.6~2.5㎜ 내외의 두께를 가진 얇은 강판을 용접(점용접, 아크 용접, 레이저 용접 등)을 통해 조립된다. 또한, 축물의 헤밍(Hemming) 가공, 방청을 위해 실러(Sealer) 도포, 납땜, 볼트 등의 마무리 작업으로 조립해 차량의 모양을 만들어 낸다. 현재 용접은 산업용 로봇에 의해 자동화되어 있으며, 양산라인의 경우 약 300~400대의 산업용 로봇이 설치되어 용접과 부품 세트 작업을 실시한다.
• 3. 도장 공정
  도장공정은 차량의 녹이나 부식으로부터 소재를 보호하고 도색을 통한 외관 향상시켜 상품성을 높이는 공정이다. 특히, 자동차는 세계 각지의 다양한 기후와 환경조건 속에 오랜 기간 사용되기 때문에 도장공정은 높은 수준의 품질과 기술이 요구된다. 도장공정의 전처리는 방청을 주목적으로 하며, 외판은 물론 차체 내부까지 균일하게 도장하여 차체내의 부식을 방지하는 전착, 차체와 패널이 겹치는 부분 등에 실러로 도포하는 실러 공정, 차체 바닥이나 도어 내부에 하부코딩을 하여 주행 시 소음과 진동을 감소시키기 위해 하도도장, 상도의 질을 높이기 위해 중간칠 작업인 중도, 차체 표면 미관과 색채감의 외관품질을 결정하는 상도, 그리고 조립 공정에서 긁힘 등의 상처가 생겼을 경우 이를 부분적으로 마무리하는 공정으로 구성된다. 대부분의 자동차의 도막은 약 100㎛로서 전처리(1~2㎛), 하도(20~25㎛), 중도(20~40㎛), 상도(40~50㎛)로 이루어진다.
• 4. 조립 공정
  조립 공정은 도장된 자동차 차체에 3,000여 종에 이르는 엔진, 트랜스미션, 차축, 서스펜션 등의 유닛 부품을 장착하고 내장, 계기판, 시트, 창유리, 전장 품 등의 내·외장 부품을 조립 및 배선·배관작업을 통해 차량으로서 제품을 완성하고 품질 확인을 하여 상품으로서 마무리하는 최종공정이다. 조립공정에 투입되는 부품수는 많고 종류가 다양하며, 이들 부품을 수송 컨베이어에서 차체에 조립해 간다. 내장작업 중심의 트림공정(Trim Line)부터 엔진, 주변 부품을 조립하는 샤시공정, 최종 조립 공정인 대물부품인 유리창, 시트, 타이어를 탑재하고, 브레이크 오일, 냉각수, 엔진오일, 가솔린 등을 주입하면 완성차가 된다. 최근에는 차량의 전자화 및 하이브리드 자동차를 비롯한 차세대 친환경 차량의 개발이 활발하여 기존 차량과 차별화된 구조나 기능을 보유한 신개념 차량을 생산하기 위해 생산준비의 중요성이 커지고 있다. 조립기술은 자동차를 완성하는 최종 공정으로서 가장 많은 작업 인원과 부품을 적절하게 배치하고 운영하는 기술개발이 차량 생산기술에서 가장 중요하다.

부품생산 공정

• 자동차는 2만~3만개의 부품으로 구성되며, 이들 부품의 재료는 강철, 주철, 소결재료, 동, 아연, 알루미늄 등의 금속재료부터 고무, 유리, 플라스틱, 접착제, 섬유 등의 비금속 재료까지 다양한 소재를 이용하여 자동차 부품을 생산한다. 자동차 부품은 기능에 따라 크게 자동차의 기본골격을 이루는 차체(Body)와 동력장치, 조향장치, 제동장치, 현가장치, 전기전자장치, 기타 부품으로 구성된다. 이 중 차체(Body)는 완성차 공정의 프레스공정을 통해 생산되므로 자동차 부품에서 제외하고, 나머지 금속재료, 비금속재료로 만들어진 부품의 생산공정에 대해서 대표공정을 선정하였다.
• 부품생산 주요공정은 부품 제조 공정, 엔진 제조 공정, 고분자 부품제조 공정으로 구분하였다. 부품 제조 공정은 금속재료를 이용하여 주조·단조·기계가공, 열처리 및 조립 등의 기계가공을 통해 피스톤, 밸브, 기어 등의 기초부품을 생산하는 공정이며, 엔진 제조 공정은 부품제조공정으로 생산된 기초부품을 조립하여 엔진, 변속기 등의 동력장치를 생산하는 공정이다. 고분자 부품 제조 공정은 고분자·합성수지 등을 사출·성형·도장·조립공정을 통해 범퍼, 계기판 등의 플라스틱류 부품을 생산하는 공정이다.

• 1. 부품제조 공정
  부품제조 공정은 금속제품을 이용하여 주조·단조·열처리·기계가공 및 조립을 통해 부품을 생산하는 공정으로 기계업종의 특성을 가지고 있다. 각 부품에 적합한 소재를 이용하여 부품 및 완제품을 생산하기 위한 가공공정이 대부분을 차지하고 있으며, 특수한 경우 주조 및 단조 공정을 거친 이후 가공을 통해 최종 부품을 생산한다.
  일반적으로 제품의 다양성으로 인하여 다양하게 변화 및 조합되는 공정으로 이루어져있으며, 금속가공, 기계가공, 조립공정의 공정을 거쳐 다양한 부품을 생산한다.

[그림 2] 부품제조 세부공정

• 2. 엔진 공정
  엔진제조 공정은 자동차의 핵심 동력장치를 생산하는 공정으로 자동차 생산 전체 공정 가운데 가장 많은 부품이 결집하여 하나의 부품을 형성하는 공정이다. 부품제조 공정을 통해 입고된 부품 및 소재를 제품 사양에 따라 가공라인에서 가공 후 조립라인으로 이송하고, 작업자, 설비, 정해진 작업순서에 따라 헤드, 블록, 크랭크, 기어 등 단위 부품들을 조립한 후 성능을 확인하는 테스트 공정을 거쳐 완성차공정의 조립공정에서 차량에 장착한다.

[그림 3] 엔진제조 세부공정

• 3. 고분자부품제조 공정
  고분자 부품 제조 공정은 자동차의 범퍼, 계기판 등 플라스틱 부품을 생산하는 공정으로 플라스틱 사출, 성형, 도장 작업을 통해 다양한 고분자 부품을 생산하는 공정이다. 고분자·합성수지 원료를 이용하여 사출성형기를 통해 각종 부품의 형태에 맞추어 사출하고, 각 부품의 형태에 맞추어 성형을 하며, 부품의 소재 보호 및 외관을 위하여 도장작업 및 생산된 부품을 조립하여 부품을 생산하고 생산된 고분자 부품은 조립공정으로 공급되어 계기판, 핸들, 범퍼 등이 자동차에 맞추어 조립되게 된다.

[그림 4] 고분자부품 세부공정