[논문자료] 고압다이캐스팅을 이용한 자동차 밸브하우징의 주조방안 및 기계적 특성에 관한 연구

출처: 픽사베이

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최근 자동차 부품들의 경량화와 더불어 내구성이 중요하게 부각되고 있다. 자동차의 경량화는 연비향상뿐 아니라 최근 전 세계적으로 환경문제가 크게 대두되고 있으므로 자동차의 배기가스를 절감시키는데에도 크게 기여하고 있다. 자동차 조향장치의 valve housing 부품은 운전자의 운전 조작력을 감소시키기 위해 유압시스템의 장치가 들어가 있는 부품으로 자동차 조향의 주요 기능을 담당하고 있다. 알루미늄 다이캐스팅은 용탕을 고속, 고압으로 사출 충진하여 주조하기 때문에 생산되는 제품은 비교적 정밀한 제품을 대량생산이 가능하므로 자동차, 전자, 농기계, 광학기기, 사무용 기기 기타 산업기계의 부품으로 광범위하게 사용되어 그 수요는 계속 증가추세에 있다.

 

다이캐스팅업계에서는 제품 개발기간 및 생산 원가의 단축, 고품질을 요구받고 있으며, 최근 대두되고 있는 주조 CAE(Computer Aided Engineering) 기술은 이러한 요구사항을 만족시킬 수 있는 가장 효과적인 방법으로 각광을 받고 있는 실정이다.

 

논문 출처:  https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO200623558772715

본 연구에서는 기존에 500t 이상의 중력주조로 생산되던 자동차 조향장치의 부품인 밸브하우징을 새롭게 해석하고 실제 금형을 제작하여, 350t 다이캐스팅 장비에서도 성형될 수 있다는 것을 검토하였다. 이하의 연구에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다.

 

(1) 자동차 조향장치 부품인 밸브하우징의 주조방안 최적화를 위하여 구조해석 및 유동해석을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 해석하였다.

 

(2) 런너, 게이트의 최적화를 위하여 레이아웃를 설계하였으며, 설계를 바탕으로 Cast flow를 시뮬레이션을 통하여 최적으로 게이트, 오버플로우, 런너, 에어벤트의 위치를 선정할 수 있었다.

 

(3) 다이캐스팅 충전해석 프로그램인 Anycasting 을 이용하여 충전 해석하였을 때 수축결함, 기포방 지, 성형시 압력손실을 현저하게 줄일 수 있었다.

 

(4) 재료의 데이터베이스를 구축하기 위하여 성형 분석하였으며, 제작된 밸브하우징의 내부기포를 조사하기 위하여 X-ray 검사법, 컬러체크법으로 내부 기포를 검사한 결과 전부 양호로 판정되었다.

 

(5) 기존의 500t 중력주조로 생산하던 밸브하우징을 350t의 다이캐스팅으로 성형할 경우 장비가 차지하는 면적 및 과도한 제품 성형시간, 불량률저하, 인력 및 생산비용의 절감을 얻을 수 있는 효율적인 방안이 될 수 있다는 것을 알 수 있었다.

 

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