Development of a Multi-step Stamping Process for the Effective Fabrication of a Thin Sheet for High Aspect Ratio Corrugated Structures

The stamping process is widely used in fabricating various sheet-parts for vehicle, airplane, and electronic devices due to its low processing cost and high productivity. Recently the use of thin sheets with corrugated structures has rapidly increased for the production of energy devices, e.g., heat exchangers and fuel cells. However, it is very difficult to make corrugated structures directly in the stamping process due to their geometrical complexity. To solve this problem, this paper proposes a multi-step stamping process with a combined heat treatment process: a sequence of the first stamping, heat treatment, and second stamping. By multi-stamping, we obtained successful results in fabricating very thin corrugated structures with thicknesses of $100{\mu}m$; these are applicable as part of a plate-type heat exchanger.

고세장비 연속주름을 갖는 박판구조물 제작을 위한 다단성형공정 개발

스탬핑 프로세서는 고생산성과 낮은 가격으로 인해 자동차 차제나 항공기 부품, 그리고 전자제품 등 다양한 장치에 널리 이용된다. 최근에 에너지 산업과 연관되어 연료전지 분리판, 열교환기 등에 사용되는 주름구조를 가지는 박판의 응용이 급속히 증가되고 있다. 그러나 복잡한 형상 때문에 주름구조물을 한번의 성형으로 만들기가 매우 어렵다. 따라서 본 연구에서는 다단성형공정을 이용하여 성형성을 향상시키는 방법을 제안하였다. 1 차 박판성형 후 열처리를 통하여 가공경화 부분을 제거하고 다시 성형하는 방법으로 복잡하고 실용성이 높은 박판구조물 제작이 가능하도록 하였다. 본 연구에서는 제안한 방법을 검증하기 위하여 판형 열교환기에 응용이 가능한 두께 $100{\mu}m$를 가지는 박판주름구조를 제작하고 공정변수를 연구하였다.