단조의 분류 및 장단점

단조의 분류

단조의 방법은 가공 온도에 따라 열간 가공과 냉간 가공 및 온간가공으로 크게 분류된다. 이는 제품 성향에 따라서 가공 방법이 정해지며, 정밀가공으로는 냉간 가공으로 후 공정의 기계 가공을 생략할 수 있는 정밀형상(net-shape) 또는 준 정밀형상(near net-shape) 등으로 불리는 정밀 단조법에 관심을 많이 가지게 된다. 종전에는 경험에 의해 여러 번의 시도로 적절한 단조의 조건을 맞추어 내는 방법을 사용하였다.

최근에는 FEM을 기초로 하는 CAE 해법을 이용하여 단조용 공구 혹은 금형의 완성품을 제작하기 전에 컴퓨터의 프로그램을 이용하여 컴퓨터 화상으로 실제의 조건을 입력하고, 시뮬레이션 하여 성형과정 중에 일어날 수 있는 불합리한 면을 예측 수정 보완하여 실제의 최적 성형상황을 추정함으로서 시간상이나 비용 면에서 획기적인 발전을 하고 있다.

단조의 장점 및 개선점

소성가공으로 절삭가공, 주조가공 등의 타 가공법과는 비교할 수 없는 정도로, 동일 형상의 양산가공에는 최적의 가공법이다. 그러나 정밀도의 증가 문제는 계속 발전 개발하고 있으며, 정밀도 증가를 위하여 열간 단조 가공에서 온간단조, 냉간단조로 진행하고 있다. 냉간단조에서 표면가공 공정을 생략하기 위하여 정밀 단조법이 많이 사용되고 있다.

단조 가공에서는 제품 표면에 있는 화성 피막 및 사용된 윤활제의 제거 작업이 필요하다. 이러한 작업에서 발생하는 폐유 및 찌꺼기 그리고 소각처리 과정에서 발생되는 대기 오염, 매립에 의한 지하수 오염 등으로 윤활유 사용에 대한 환경오염은 상당한 우려를 야기시키고 있다.

따라서 향후의 대응 방향으로 윤활제의 사용을 감소하는 공정개선과 윤활제를 재활용할 수 있도록 유해 물질의 발생이 없는 윤활제를 개발하여 사용하는 방법, 그리고 나아가서는 윤활유가 필요 없는 가공 방법의 개발이 필요하다.

[출처: 단조 가공 기술의 현황과 향후 전망, 고경력과학기술인, 2003]