고생산성 대응을 위한 고진공 다이캐스팅 멀티캐비티 공법에 대한 연구

Abstract

본 연구는 1개의 금형에 여러 개의 부품을 배치하는 멀티캐비티 공법을 통하여, 알루미늄 고진공 다이캐스팅 차체부품의 생산성 향상을 목적으로 한다. 현재 자동차 산업에서는 CO2 규제 등에 대응하기 위한 연비 전쟁이 진행중에 있다. 최근 전기차 시대로 접어들면서, 항속거리 증가를 위한 배터리 용량 등의 증대로 차량 중량은 오히려 증가 추세에 있는 상황이기 때문에, 차량 경량화는 가장 큰 시대의 화두라고 할 수 있으며, 이를 해결하기 위한 방법으로 알루미늄 다이캐스팅 공법이 적극적으로 활용되어지고 있다. 다이캐스팅 공법은 용융된 알루미늄을 고속 ·고압으로 금형에 주입하여 제품을 성형하는 방법으로 용탕의 거동에 의한 기포의 고립, 응고 수축에 의한 기공 등 제품의 내부 결함을 유발할 수 있기 때문에, 높은 기계적 물성치가 요구되는 자동차 차체부품에 적용하기 위해서는 금형내 진공을 형성하여 기포를 최소화할 수 있는 고진공 공법을 일반적으로 사용하고 있지만, 설비 투자비 및 공정 관리 비용이 증가되어지기 때문에, 본 연구에서는 멀티캐비티 공법을 통한 고생산으로 다이캐스팅품의 원가를 줄이고자 하는 데 목적이 있다. 캐비티별 품질 편차를 최소화하기 위한 동시 충진 주입방안에 대하여 다양한 주조방안 설계 및 주조 해석을 통하여 사전 검증하고, 실제 생산 주조품의 내부품질 및 인장시험 바탕으로 실물과 해석의 정합성을 확인하였다.