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작성자 관리자
작성일 2014-01-08 17:55
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프라운호퍼 생산기술 IPT, 자동차 금형 연구성과

자동차 제조에 사용되는 보다 튼튼한 금형 연구 성과
독일 프라운호퍼 IPT(생산기술연구소)는 구랍 3일부터 6일까지 독일 프랑크푸르트에서 개최된 유럽국제금형전시회(EuroMold)에서 ‘레이저를 활용한 자동차 차체 금형 강화’에 대한 연구성과를 소개했다.
성형에 사용되는 금형들은 굉장한 압력을 견뎌야 한다. 그럼에도 불구하고 충진 물질들과 이들 표면들을 합금화시키기 위해 레이저를 사용하여 마모에 보다 강하고 내구성을 가지는 금형을 만들 수 있다. 이 공정은 자동차 제조공정에 사용되는 금형들의 서비스 수명을 약 150% 증가시켜 준다. 천천히 금속을 두드리면 시트 금속이 되고 수 톤의 힘으로 압력을 가하면 순식간에 자동차 부품들이 만들어진다.
디이프 드로잉(Deep Drawing)으로 알려진 이 특별한 성형방법은 자동차 산업에서 자동차 차체를 필요한 형태로 만드는데 사용된다. 공정이 생산 과정에서 부드럽고 정교하게 보이지만 실제로는 금형에 매우 큰 압력이 걸리게 된다. 이는 압력을 가하는 동안에 높은 압력이 무엇보다도 금형의 모서리에 많이 걸리게 되기 때문이다.
재료가 필요한 형상으로 만들어지는 금형의 면적은 매우 빠르게 마모될 수 있다. 적절하게 작동하기 위해서 금형은 규칙적으로 그리고 균일하게 극한 조건에서 유지되어야 한다. 따라서 비싼 제조 장비들이 한 시간 이상 그대로 놓여 있는 것 보게 된다. 더구나 압력을 가하는 금형은 비싸고 특별한 원재료들로 만들어진 특별한 장비이다. 크기가 단지 몇 센티미터인 금형도 600유로 이상의 가격을 가진다.
제조업체들이 필요로 하는 것은 금형의 수명을 증가시키고 장착 시간을 줄여주는 공정들이다. 이러한 방법은 레이저 금속 침적 방법이다. 레이저 빔은 주의 깊게 금형의 표면을 녹이고 충진 물질이 금형 표면을 보호해줄 수 있게 얇은 층을 만들어준다. 이 공정은 결정적인 지점에서 스테인리스 강철 금형의 강성과 탄성을 향상시켜준다.
레이저 빔 처리는 일초 내에 완결된다. 그러나 현재까지 부족한 점은 산업적인 규모로 실제로 사용하는 있어 보편적이고 재현성이 적은 것이다. 현재 이러한 결점에 대해서 독일 아헨에 있는 프라운호퍼 생산기술 IPT의 연구원들이 도구 제조업체인 Muhlhoff Um-Formtechnik GmbH와 함께 연구를 하고 있으며, 프로젝트를 수행하는 동안에 그린 자동차 차체 기술 혁신 연맹(The Green Carbody Technologies Innovation Alliance)에서 보다 많은 파트너들과 함께 협력을 하고 있다.
연구원들은 기존의 5축 밀링 장비를 재설치하여 레이저를 사용하여 자동으로 금형을 형성하는 합금화를 진행하고 있다.
장비는 현재 제조공정 내에 포함될 수 있으며 금형의 수명을 150% 이상 증가시킬 수 있다. 새로운 공정은 또한 부품들의 품질을 향상시켜 주며 Muhlhoff에서 수행된 실제 시험들이 보여준 것과 같이 보다 정확하게 장착 시간을 계획할 수 있게 해준다. 서부 독일의 Rhine-Westphalia의 Uedem 지방자치제에 기반을 두고 340명 이상의 직원을 고용하고 있는 Muhlhoff는 자동차 산업에 사용될 시트 금속 부품들을 제조한다.
www.fraunhofer.de
   
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