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고품질 알루미늄 대형 광폭재의 압출기술

전문가 제언: ○ 알루미늄 새시제품은 잘 알려진 바와 같이 주택의 도어종류, 참문의 문틀 등 건재로 다양한 결합구조체로 이용되고 있다. 이와 같이 건재용의 알루미늄 새시는 특별한 기계적 특성을 요구하지 않지만, 강성강도가 요구되는 구조체 예를 들어 철도차량용, 항공기용, 선박 및 자동차용에는 이들에 적합한 합금개발이 필수이다. 합금개발에 따라 소성가공기술(압출, 인발 등)도 발전되어야 한다.

○ 알루미늄 재료의 새시나 건재용의 수요량은 감소하는 추세라 메이커들은 용도개발에 적극적이며, 이의 대응책으로 철도차량의 경량화에 알루미늄 형 재의 적용이 활발히 이루어지고 있다. 일본이나 유럽 등에서는 고속철도 차량에 지붕이나 벽재(스킨 재) 및 바닥재에 스테인리스강을 대신하여 알루미늄 형 재의 사용이 증가하고 있다(경량화 율 스테인리스강에 비하여 25% 정도).

○ 이들의 생산을 위하여 일본에서는 압출용량 9,500톤급의 압출기를 도입 압출 형 재 단면 크기가 대형광폭화 되고 있으며, 우리나라에서도 1990년대 중반에 철도차량의 경량화를 위한 형 재 개발을 위해 당시 동양강철주식회사가 10,000톤 정도의 압출용량을 갖는 압출기를 대전 공단에 도입하여 철도차량의 지붕 재료인 형 재 단면형상이 벌집모양(허니컴 재)인 단면 크기 600mmx100mm 정도에 20m 길이 새시의 압출이 가능 하였다.

○ 이와 같이 대형광폭재의 압출을 하려면 이에 상응한 금형의 설계제작이 필수이다. 금형이 대형인 경우에는 현장시험 압출에 시간과 경비가 크게 소요되므로 이를 최소화하기 위 하여는 금형 각 부위, 즉 금형 내의 소재 컨테이너, 베어링 부, 중공부의 부리지, 맨드렐 등의 설계에 수치 시뮬레이션을 이용한다. 수치 시뮬레이션을 위해서는 소재이력에 대한 정밀한 데이터와 금형구조에 대한 풍부한 설계경험이 필요하다. 그러나 국내에는 시뮬레이션과 현장경험이 풍부한 기술자의 수가 적기 때문에 이들의 양성이 시급하다고 생각된다.

저자: Shegeru OKANIWA and Masakazu IWASE
자료유형: 학술정보