단조 방법-1 (FEA, 열간 단조)

컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 단조 가공

 단조가공에 있어서 단조 초기 제품을 처음으로 시작할 때에는 종래의 방법으로는 과거의 경험을 기준으로 기계장치에 실제로 시험하기 때문에 시간과 노력이 많이 소요되었으나, 컴퓨터의 발달로 현재 에는 가공 대상물의 기계적 성질, 마찰계수 및 마찰 조건, 가공조건, 그리고 공구의 기계적 성질과 기타 필요한 정보를 데이터화하여 이것을 유한 요소법(FEM)에 의한 컴퓨터 시뮬레이션으로 시행하여 최적의 성형 조건을 구하고 이 구해진 데이터를 금형의 제작에 반영하여 조건에 가장 적절한 금형을 만들어서 단지 몇 번의 실제 트라이 아웃을 통하여 양산하게 됨으로써 생산비의 절감과 시간과 노력의 절감에 크게 기여하고 금형 개발의 기간이 상당히 줄어들게 되었다. 향후에는 컴퓨터에 의한 설계(CAD)에서부터 이것을 그대로 기계가공(CAM)으로의 연결을 함으로서 원가 절감과 제품 개발까지의 시간 단축 등에 크게 기여하게 된다.

<그림 1. FEM해석 예시>

열간 단조

• 열간 가공이라는 것은 피가공물이 재결정온도 이상에서 가공을 하는 것을 말한다. 각 재료에 따른 열간 가공온도를 살펴보면 탄소강이나 합금강의 경우는 800∼1,200℃이며, 스테인리스스틸은 750∼1,150℃ 이고, 알루미늄이나 동합금의 경우에는 330∼480℃이다. 그리고 일반 적인 마그네슘의 경우는 290∼400℃로 된다.
• 열간 단조에는 유압식 프레스보다는 기계식 프레스가 주로 사용되며, 가공재가 열간 단조 후 분리가 보다 용이하도록 하기 위한 이형제로서 흑연의 수용액을 도포하여 사용한다.

<그림 2. 열간 단조 모습>

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

[사진 출처:  [K명장 열전] (25) 산골 아이에서 최고 단조 기술인으로…조도환 태웅 이사 | 연합뉴스 (yna.co.kr) 

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