CAE에 의한 열간 단조의 금형 수명요인분석 및 개선기술

전문가 제언

○ 단조품과 단조품을 사용한 제품은 새로운 금속의 발견과 합금의 개발에 따라 이들을 사용하기 위한 새롭고 더욱 개선된 단조 공법과 장비의 개발에 의하여 공업으로서의 그 위치를 확보하게 되었다. 특히 자동차 산업의 발달로 인하여 보다 가벼우면서 기계적 성질이 우수한 금속 제품이 보다 싼값으로 공급되어야 하는 시대를 맞게 됨에 따라 단조 산업은 급속도로 발전하게 되었다.

○ 단조품 설계는 제품 설계 단계에서 단조 설비, 단조 공정 등을 검토하여 형상, 치수 등을 결정해야 한다. 그리고 금형 설계 단계에서는 구체적인 사향들을 검토하여 단조 제품 도면 및 사양서 등에 명시된 품질 사양을 만족시키고 가장 경제적인 생산이 이루어지도록 제조 방안을 검토해야 한다. 금형 설계 단계에서는 Metal Flow, 치수 정도(精度) 및 품질 사양, 회수율, 금형 수명, 소요하중 및 에너지, 생산성, 납기, 경제성 등을 고려해야 한다.

○ 열간 단조에서 단조금형은 상온상태, 피가공재는 금속재결정온도 이상으로 가열, 재료를 연성화 변형량이 크게 하여 압축력으로 성형하는 것으로, 금형은 상온상태로 작업이 시작되지만 고온으로 가열된 피 가공 재가 수회에 걸쳐 금형표면과 접촉하게 되고 또 높은 압력을 가해 피 가공 재가 변형을 일으키면서 금형표면과의 슬립마찰로 금형 표면온도는 피 가공 재의 온도에 가깝게 상승하면서 높은 면 압, 소재와의 슬립마찰, 소재로부터 전달된 고온 등으로 금형은 소성변형, 열 충격에 의한 표면의 갈라짐 등의 문제로 금형수명을 저하시킨다.

 

○ 열간 단조용 금형수명연장을 위한 대책으로 금형재료의 개발, 공정설계나 생산조건을 평가하여 금형설계에 반영하는 것이다. 이때 공정설계, 금형설계에 활용되는 것이 컴퓨터를 활용하는 엔지니어링 수법(CAE)이다. CAE의 활용은 금형재료, 피가공재의 기계적 성질, 작업조건, 사용 공작기계의 성능 등 다루어야 할 정보가 많기 때문에 이들 중 어느 것을 최적 파라미터로 쓸 것인지에 따라 그의 결과는 다르기 때문에 많은 시행착오의 경험을 쌓아야 하며, 국내에서는 아직 널리 활용되지는 못하고 있다.

저자

Soo-Young KIM and Satoshi KUBOTA

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

일반기계

연도

2013

권(호)

54(630)

잡지명

塑性と加工

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

591~595

분석자

정*갑

분석물

• CAE에 의한 열간 단조의 금형 수명요인분석 및 개선기술.pdf [328,698 byte]

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