시각적 관능평가를 이용한 자동차 외판 특징선의 제조허용공차 연구 :A Study for the Manufacturing Tolerance of a Feature Line on an Automotive Outer Panel Using a Visual Sensory Evaluation

한주호

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자료유형: 학위논문

저자정보: 한주호 (서울과학기술대학교, 서울과학기술대학교 대학원)

지도교수: 정연찬

발행연도: 2015

저작권: 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (7)

2016

자동차 외판 특징선의 시각적 최소식별차이에 관한 연구

한주호 , 서민성 , 정연찬 한국HCI학회 학술대회 2016.01 학술대회자료

2015

자동차 외판 특징선의 관능 평가를 위한 시편 제작방법 연구

한주호 , 정연찬 한국CDE학회 학술발표회 논문집 2015.08 학술대회자료

자동차 외판 특징선의 시각적 분석을 위한 시편 제작방법

한주호 , 정연찬 한국생산제조학회지 2015.08 학술저널

3D 프린터를 이용한 자동차 외판 특징선 시편 제작

한주호 , 정연찬 한국CDE학회 학술발표회 논문집 2015.02 학술대회자료

시각적 관능평가를 이용한 자동차 외판 특징선의 제조허용공차 연구

한주호 제품설계금형공학과 2015.01 학위논문

2014

자동차 외판 특징선의 시각적 분석을 위한 시편 제작

한주호 , 정연찬 금형가공 심포지엄 2014.08 학술대회자료

자동차 외판 특징선의 시각적 분석을 위한 시편 제작

한주호 , 김효정 , 임현규 외 1명 한국소성가공학회 학술대회 논문집 2014.05 학술대회자료

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특징선은 자동차의 인상을 결정짓기 때문에 차체 외관 부품에서 특징선 곡면의 위치와 모양, 굵기 등은 중요한 품질요소다. 기존의 차체 패널 제조 과정에서는 일반적으로 패널 전체 형상이 설계 형상과 부합하는지 검사한다. 그러나 특징선은 그 단면 형상의 크기가 전체 패널에 비해 상대적으로 매우 작기 때문에 성형 품질을 평가하기 위한 측정 및 검사가 어렵다. 따라서 특징선의 제조 품질을 평가하기 위한 정량적인 제조허용공차를 제시할 필요가 있다. 차체 외부 패널의 특징선 곡면은 기능적인 요소가 아니라 시각에 의존하는 심미적 요소다. 그래서 특징선 곡면의 정량적 제조허용공차를 설정하기 위해 특징선 곡면의 시각적 관능평가가 필요하다. 이 연구에서는 시각적 관능평가를 이용해 특징선 곡면의 정량적 제조허용공차를 정하는 방법을 제안한다.
특징선 곡면의 경우 단면의 높이가 작고, 주변부에 비해 곡률반경이 매우 작아서 정밀한 시편 제작이 쉽지 않다. 또한 시각적 관능평가에 쓰일 시편은 시편의 물성보다는 표면의 상태가 시각적 관능평가에 영향을 미친다. 이 연구에서는 시각적 관능평가에 쓰일 특징선 시편을 제작하는 다섯 가지 방법을 비교 분석하고 실제 차량의 도장면과 유사한 시각적 질감을 모사하는 방법을 제시했다. 제작된 시편의 형상을 평가하기 위해 특징선 곡면의 처짐 높이라는 기하학적 분석 및 비교 방법을 제시했다. 시각적 질감은 표면 거칠기 측정을 통해 정량적으로 비교 분석했다. 그 결과 CNC 밀링의 측면가공과 플런지가공으로 시각적 관능평가에 쓰일 정밀하고 다양한 시편을 제작할 수 있고 래핑 필름을 이용하면 실제 차량과 유사한 시각적 질감을 갖는 시편을 만들 수 있다.
시각적 관능평가에서는 특징선 곡면의 미세한 굵기 변화를 시각적으로 구별할 수 있는 최소한의 차이가 어느 정도인지 알아보고자 한다. 관능평가 결과를 토대로 주관적인 사람의 인지정도를 수치로 표현 할 수 있다면 특징선 곡면의 정량적인 제조허용공차를 정할 수 있다. 이 연구에서는 두 시편 간의 차이를 인지하지 못하는 응답률을 바탕으로 특징선 곡면의 제조허용공차를 정하는 방법을 제시했다. 특징선 곡면의 처짐 높이를 시각적 굵기에 영향을 미치는 인자로 설정하였으며 CNC 밀링의 측면가공으로 제작한 처짐 높이가 서로 다른 시편으로 시각적 관능평가를 했다. 결과적으로 25명의 피실험자를 대상으로 얻은 결과 중 차이 없음 응답률이 75%인 지점을 제조허용공차로 제시했다.

A feature line is the surface geometry which has a very small curvature radius rather than the adjacent surfaces and is a visually noticeable creased line on automotive outer panels. The feature lines play important roles to make a good impression of a car adding volumetric feeling of the form, and smoothing overall impression. The quality of a feature line is critical for an automotive outer panel because a feature line makes or accentuates overall car styling. Even if the manufacturing quality of the feature line is important, it is difficult to make the same shape with the designed one due to the springback in sheet metal forming. In the process of the body panel making, overall shapes of the panel is measured and inspected but the section profile of the feature line surface is not inspected. Because the section profile of a feature line is a relatively small geometric feature rather than the overall panel of a car, it is difficult to measure and evaluate the quality of a feature line. So, quantitative manufacturing allowance is necessary for the quality control of the feature lines. A feature line is a visual and aesthetic element, but not a functional element on a car body panel. In this paper a visual sensory evaluation is presented to determine the tolerance of the section profile of a feature line, which will be used in the manufacturing of the feature line. The current study presents for the manufacturing tolerance of a feature line on an automotive outer panel using a visual sensory evaluation.
In case of feature line surface, it is difficult to make the accurate sample shape because the height of section profile is low and curvature radius is very small rather than adjacent surfaces. Also, the sample used for the visual sensory evaluation is affected by surface condition rather than material properties. The current study presents the methods of making the samples which will be used in a visual sensory evaluation for finding a quantitative manufacturing allowance of the feature line. Five different methods of making the shape were tested, and the measurement and inspection methods for the samples were also presented. To evaluate the shape of sample, the deflection height of chord comparison method was presented. Also, visual textures of the samples were quantitatively analyzed and compared by measuring the surface roughness. The results show that side machining and plunge machining are the most accurate way to make the same shape with the designed one, and wrapping the machined surface with sheet film is an appropriate way to emulate the similar roughness and visual texture with the painted outer panels of a car.
In the visual sensory evaluation, an experiment is carried to find a visually noticeable difference of samples which is used to determine the tolerance. If the degree of subjective perception can be expressed by the numerical value based on a sensory evaluation, quantitative manufacturing allowance of the feature line can be determined. In this paper a visual sensory evaluation is presented to determine the tolerance of the section profile of a feature line, which will be used in the manufacturing of the feature line. The deflection height of chord was set as parameter effecting on the visual thickness. And the samples machined by CNC milling was used for visual sensory evaluation. The 19 samples of a feature line were shown 25 people, and the manufacturing tolerance was analyzed by proportion of no difference responses. A tolerance of the feature line is suggested based on the result of the visual sensory evaluation.

#automotive outer panel #feature line #manufacturing tolerance #experiment sample #geometric analysis #visual sensory evaluation

I. 서론 1
II. 시편 설계 및 제작 방법 4
1. 시편 설계 방법 4
2. 시편 제작 방법 6
III. 시편 측정 및 분석 방법 10
1. 특징선 단면 형상 10
2. 시각적 질감 13
IV. 시편 제작 결과 14
1. 시편제작 14
2. 제작 시편의 단면 측정 및 분석 19
3. 표면 거칠기 측정 및 분석 21
V. 실험 방법 및 분석 방법 23
1. 시각적 관능평가 방법 23
2. 제조허용공차 분석 방법 26
VI. 시각적 관능평가 결과 27
VII. 결론 30
참고문헌 32
영문초록(Abstract) 38

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