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알루미늄 합금은 다른 금속보다 비중이 낮고 연비를 향상할 수 있어 수송 관련 분야(항공기, 자동차, 특수차량, 선박) 장비의 경량화에 사용된다. 특히 Al2519-T87 알루미늄 합금은 방탄소재로 특정 강도, 우수한 용접성 및 부식 저항 측면에서 기존의 알루미늄 합금과 달리 우수하여 국내․외에서 방산 장비의 구조물 및 외부 방탄소재로 많이 사용된다. Al2519-T87은 판재 형태로 제작되어 구조물에 사용되며 제품은 ...

알루미늄 합금은 다른 금속보다 비중이 낮고 연비를 향상할 수 있어 수송 관련 분야(항공기, 자동차, 특수차량, 선박) 장비의 경량화에 사용된다. 특히 Al2519-T87 알루미늄 합금은 방탄소재로 특정 강도, 우수한 용접성 및 부식 저항 측면에서 기존의 알루미늄 합금과 달리 우수하여 국내․외에서 방산 장비의 구조물 및 외부 방탄소재로 많이 사용된다. Al2519-T87은 판재 형태로 제작되어 구조물에 사용되며 제품은 절삭가공을 한다. 하지만 재료의 특수성 때문에 절삭에 관련한 연구는 미흡한 실정이다.
절삭가공의 조건 선정은 시험과 시뮬레이션을 통하여 얻을 수 있으나 최근에는 시간과 비용을 고려하여 시험보다 시뮬레이션을 많이 한다. 절삭가공 시뮬레이션 모델은 절삭에서 일어나는 현상을 분석하는 수치해석 모델과 가공공정 전체를 분석하고 절삭력을 기준으로 최적화하는 해석기반 모델로 구분한다. 수치해석 모델 기반인 유한요소 해석 시뮬레이션은 물성 모델 구성방정식의 계수값을 정확하게 구해야 한다. 이렇게 구한 구성방정식을 이용하여 절삭조건에서 얻은 절삭 시험 결과와 시뮬레이션의 결과를 서로 비교하여 시뮬레이션 결과를 검증한다. 그리고 가공공정 최적화 시뮬레이션에서는 유한요소해석으로 얻은 다양한 가공 조건의 절삭 시뮬레이션 결과로 물성 모델을 예측하고 이를 이용하여 절삭력 기준으로 최적화를 수행하여 가공시간을 줄일 수 있다.
본 논문에서는 S-K 구성방정식의 유동응력 계수를 결정하기 위하여 준정적 시험과 SHPB 시험을 통한 가공 경화항 및 변형률 속도 경화항의 계수값을 구하고, 절삭 시험과 시뮬레이션을 통하여 온도 연화 계수 결정 방법과 계수를 정하였다. 그리고 정해진 구성방정식을 이용하여 절삭 시뮬레이션과 2차원 절삭 시험 결과를 비교하여 유한요소 해석 시뮬레이션의 결과값을 검증하였다. 그리고 가공공정 최적화 시뮬레이션으로 NC 코드의 절삭력 분석을 위한 소재 물성을 유한요소 해석 절삭 시뮬레이션으로 결정하고 측면 판넬에 사용되는 NC 코드의 절삭력을 분석한 후 선정한 절삭력과 이송을 기준으로 최적화하여 가공시간 단축을 목적으로 하였다.

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