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고압다이캐스팅제 박육 부품의 시뮬레이션에 의한 파괴 신율 예측

전문가 제언: ○ Al합금은 비중이 가볍고 비강도도 높아서 자동차에 많이 사용하고 있다. 특히 주조성도 양호해서 고압다이캐스팅에 의해 양산화하여 자동차의 경량화와 생산비용 줄이는데 크게 기여하고 있다. 그런데 용탕이 금형에 유입될 때 금형에 주조 중 열팽창, 경년열화, 부적절한 금형구조 및 과대한 주조압력 등에 의해 결함이 생긴다. 고압다이캐스팅 시 결함을 고려하여 제조되는 박육화 제품의 파단신율 예측에 대한 시뮬레이션이 발표된 것은 제품 평가에 중요한 자료이다.

○ Al합금다이캐스팅 시에 금형에 누러붙는 것을 시뮬레이션에 의해 예측하고, 주조시뮬레이션에 의해 온도를 계산하고 주조 수에 따라 누러붙는 것을 예측하였고, 유동응고해석소프트를 이용하여 거품집 결합을 시뮬레이션으로 예측하는 것 등이 있다. 본고에서, 박육화 자동차부품의 파단신율에 대한 시뮬레이션은 금형, 용탕, 발사슬리브, 피스톤 모델을 활용하고 또 실제 제조된 제품과의 상관관계를 정하는데 특징이 있다.

○ 본고에서 사용한 콜드챔버식은 핫챔버 다이캐스팅보다 주조성능이 낮지만 박육화제품 제조에는 필요한 주조기이다. 실험에 사용한 시료는 AUdiA8의 콘택트사이드멤버, 두어와 유사한 시료를 제조하여 각종 부위의 시료를 채취하여 기계적 성질을 조사한 후 시뮬레이션결과와 상관관계를 설정한 결과 파단 신율이 8%이상이면 좋은 재료이고 8%이하는 불량한 재료라는 평가 기준을 세웠다.

○ 우리나라의 다이캐스팅 주조공장은 많이 있으나 비교적 중소형 공장에서 제품을 제조하기 때문에 다이캐스팅 주조법 개발이나 결함을 예측 하는 소프트웨어를 개발하여 시뮬레이션에 의해 사전 대책을 강구하려면 여기에 필요한 물리적, 화학 적 측정기술, 모델링 실험 등 많은 장비와 연구 인력이 투입되어야 한다. 비교적 중소기업에서 신기술을 개발 하려면 국가의 연구 기관이나 대학 연구실과 합작으로 연구할 필요가 있다고 생각된다.

저자: Christopher Thoma, et al.,
자료유형: 니즈학술정보