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Kafe 바로가기주관연구기관 | 한국생산기술연구원 Korea Institute of Industrial Technology |
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연구책임자 | 김휘준 |
참여연구자 | 김기갑 , 윤중묵 , 권용남 , 김진평 , 김석준 , 김영직 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2018-07 |
과제시작연도 | 2017 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 | TRKO202200007075 |
과제고유번호 | 1415152406 |
사업명 | 산업소재핵심기술개발 |
DB 구축일자 | 2022-09-03 |
키워드 | 점진적 응고제어 방식.수축공.회수율.주단조 연계화.인장강도.성형밀도.기공크기. |
3. 개발결과 요약
▣ 최종목표
새로운 개념의 점진적 고체/액체 계면 제어 및 성형 일체화 기술에 의한 회수율 90 % 및 400 MPa급 알루미늄 정형부품 복합 성형공정의 원천기술 개발
∙ 주조회수율 : 95% ∙ 인장강도 : 400 MPa
∙ 연신율 : 12% ∙ 용융온도 : MAX. 800℃
∙ 자동주입량 : > 10kg ∙ 주조품 기공크기 : 400㎛
∙ 주조품 성형밀도 : 99% ∙ 제품회수율 : 90%
▣ 개발
3. 개발결과 요약
▣ 최종목표
새로운 개념의 점진적 고체/액체 계면 제어 및 성형 일체화 기술에 의한 회수율 90 % 및 400 MPa급 알루미늄 정형부품 복합 성형공정의 원천기술 개발
∙ 주조회수율 : 95% ∙ 인장강도 : 400 MPa
∙ 연신율 : 12% ∙ 용융온도 : MAX. 800℃
∙ 자동주입량 : > 10kg ∙ 주조품 기공크기 : 400㎛
∙ 주조품 성형밀도 : 99% ∙ 제품회수율 : 90%
▣ 개발내용 및 결과
□ 자동주입장치 구축 및 점진응고 제어 기술의 최적화
∙ 자동주입장치 구축 및 주요부품 최적화
∙ 점진응고 제어 기술 최적화를 통해 주조회수율 향상
∙ 점진응고 시뮬레이션 모듈 구축 및 점진응고 실험결과와 비교/검증 완료
□ A356 주조재합금의 Front Knuckle 시작품에 대한 점진응고 제어기술 최적화
∙ 점진응고를 통한 A356 합금 너클 주조 완료 (16개 샘플 제작)
∙ 시작품 Knuckle의 X-Ray결함조사 및 기계적 특성 평가를 통해 최적 조건 확립(주조결함 발견되지 않음/인장강도 310 MPa, 연신율 10% 달성함.)
□ A6000계 합금의 특성향상 및 점진응고 제어 기술 최적화
∙ A6061 합금 기반 고강도 합금개량을 통해 강도 및 연신율 향상
∙ 개발된 A6000계의 점진응고 시작품의 수축공 제어 및 탕경 등의 주조결함 없음을 확인
∙ 너클 주단조 공정 통합예측을 위한 주/단조 연계 인터페이스 개발 및 A6061개량 합금 주조공정의 주요 변수 및 제어인자 도출
□ A6000계 전신재합금의 Front Front Knuckle 시작품에 대한 점진응고 제어기술 최적화
∙ 건전한 A6000계 전신재합금의 Front Knuckle의 점진응고 최적 주입조건 확립 및 시제품 16개 제작 완료
∙ 시작품 Knuckle의 X-Ray결함조사 및 기계적특성 평과 완료(주조결함 X, 인장강도 400MPa/연신율 12%)
∙ 시작품 Knuckle 부품 실차 모듈 신뢰성 평가 완료(정강도 및 피로 내구 평가 결과 규정하중 기준조건 만족)
▣ 기술개발 배경
- 자동차, 항공, 조선 산업 등 신성장동력산업의 글로벌 경쟁력 확보를 위해 핵심 제조공정인 주조공정에서의 에너지 및 자원 사용의 고효율화를 구현하는 혁신적인 주조기술은 시대적 요청임.
- 기존 정적주조에서는 압탕(Riser), 탕도(Runner&Gate) 등의 설치로 낮은 주조회수율을 갖지만, 새로운 개념의 무압탕 무탕도 주조기술로 회수율을 향상시킴으로써 자원 및 에너지 사용을 극대화하고 제품특성을 고도화할 수 있는 혁신적인 주조공정 기술임.
- 주입공정의 정밀제어 및 압탕, 탕도 등을 제거하는 후처리 공정 최소화로 주조공장의 자동화 및 주조 작업환경 개선.
▣ 핵심개발 기술의 의의
점진응고 공정(TAC, Tailored Additive Casting)은 국내에서 개발된 세계 최초의 주조 기술이며, 이론적인 개념을 실험과 연구를 통해 입증함.
현재 일본 PCT 출원 완료, 독일 PCT 출원 중.
알루미늄 주조재와 전신재 합금의 Front-knuckle 주단조 연계화 시 단조 후 X-ray 검사 ASTM 기준 2등급 이상.
▣ 적용 분야
점진적 응고제어의 원천기술은 경동식 중력주조, 금형주조 등 다양한 주조공정 분야에 적용 가능.
소성가공기술과 접목하여 무결함 Net-shape 부품 제조용 복합 공정기술의 고도화 및 고부가가치화.
현재 시제품인 현대사의 제네시스BH의 Front-knuckle를 필두로하여, 다양한 자동차의 단조부품인 라지에이터, 스티어링 너클, 리어 서스펜션, RV용 캐리어 스테이, 알루미늄 프레임, 캘리퍼, 드럼, 디스크, 엔진블럭, 컨트롤 암, 로우 암, 허브, 휠, 쇼버 등과 항공 우주 및 운송분야의 고특성 전신재 Al 부품에 적용 가능.
(출처 : 최종보고서 초록 7p)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
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연구목표(Goal) : | - |
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