미래에는 다양한 품종의 소량생산 B2B 모빌리티가 증가할 것으로 예상된다. 따라서 차체 부품 수를 최소화하면서 고강도 경량 차체를 개발하는 것이 필요하다. 이 연구에서는 고강도 튜블러 차체 구조에 대한 복합재의 레이저 패터닝을 통한 결합을 최적화하는 새로운 솔루션에 대해 연구하였다. 고강도/강성 소재인 냉간 1,180 Mpa 스틸과 PA6 GF50% (GFRP) 복합재를 사용하여 친환경적인 레이저 패터닝으로 결합한 마이크로 단면을 분석하였다. 실험 결과를 토대로 표준 단면을 도출하고 메타모델을 활용하여 최적의 레이저 공정 모델을 개발하였다. 또한, 구조용 접착제의 전단강도 25 Mp보다 더 강한 결합력의 레이저 공정 조건을 확인하였으며, 3D 공초점 데이터를 파이썬 프로그램으로 변환하여 설계자가 공정 조건에 따른 전단강도를 실시간으로 확인할 수 있는 로직을 제시하였다. 이 연구 내용을 확장하면 향후 다양한 레이저 장비를 활용하여 금속과 다양한 복합재 소재의 마이크로 인터라킹 결합 구조를 확대할 수 있으며, 이는 모빌리티의 적용에 큰 도움이 될 것으로 기대된다.
In the future, there is an expected increase in diverse varieties of small-scale production B2B mobility. This necessitates the development of high-strength lightweight vehicle bodies while minimizing the number of components. In this study, we focus on optimizing the combination of composite materials through laser patterning for high-strength tubular body structures. By analyzing micro cross-sections that combine cold-rolled 1180 MPa steel and PA6 GF50% (GFRP) composites, we derived the standard cross-section and developed an optimized laser processing model using meta-models. This study confirms laser processing conditions with superior strength compared to the shear strength of the adhesive, thereby proposing a new methodology to derive optimal joint cross-section structures in real-time using 3D focal point data converted into a Python program. Expanding this research, the application of micro-interlocking joint structures with metals and various composite materials using different laser equipment is expected to benefit mobility applications.