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문제 정의
- 립 금형을 이용한 압 출 공정의 경우, 단면이 폭이 점점 감소하는 일반적인 압출 공정의 금속의 유동과는 다른 특징을 갖게 될 것이라고 예상된다. 따라서 본 논문에서는 Park(4)이 제안한 정상 상태에서의 강소성 유한요소 수식화를 이용한 압출 해석 시스템을 이용하여 직경 250 mm 의 빌렛으로 립 금형을 이용하여 450 mm의 폭을 가지는 평판 압출 공 정에서의 금속 유동의 특징을 관찰하도록 한다.
- 따라서, 본 연구에서는 정상상태 강소성 유한요소 해석을 통해 공정의 특성을 파악하고, 이에 대해 공정 최적화의 개념을 도입하여 립금형 설계를 개선할 수 있도록 한다. 이러한 사항을 고려하여 금형을 설계해야만 금형의 파손을 최소화시킬 수 있을 뿐 아니라, 제품의 성능을 향상시켜 원하는 특성을 지니는 제품을 효과적으로 생산할 수 있게 된다.
- 본 연구에서는 다음의 Fig. 1에서와 같은 립 금형을 이용한 평판 압출 공정에 대해 고찰해보기로 한다. 본 금형도를 통해서도 알 수 있듯이, 평판 압출 공정은 초기의 지름 250mm의 빌렛에서부터 폭 450mm의 평판을 성형하기 위해, 립금형을 이용하여 재료를 넓게 재분포 시키는 과정이 필요하게 된다.
- 본 연구에서는 유한요소 해석을 통해 변형 속도를 이용하여 변형 특성을 파악하고, 변형되는 구간에서 관찰 되는 재료의 평균응력을 이용하여 변형 시에 금형에 가해지는 압력을 예측할 수 있도록 한다. 이를 이용하면 금형 및 재료에 가해지는 변형 불균일성을 관찰할 수 있고, 이를 해소하기 위해, 변형을 되도록 고르게 분포시켜 금형 파손이 줄어들 수 있도록 공정을 개선하는 방법을 제안할 수 있게 된다.
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