지난 7월 12일, 현대모비스 마북연구소에서 전력변환설계팀 연구원 및 유관 업무를 수행하는 연구원을 대상으로 '다이캐스팅 부품 기공 저감 설계 방안 및 사례 공유'의 주제로 세미나가 개최되었다.

이번 세미나에는 현대모비스 연구원 약 20명이 참석했으며, 발표는 한국생산기술연구원 김억수 본부장이 진행하였다.

세미나는 자동차 경량화 동향, 알루미늄 재료 특성 및 동향, 알루미늄 주조 기술, 다이캐스팅 부품 설계의 순으로 발표하였으며, 각 주제별 발표내용은 다음과 같다.

1) 자동차 경량화 동향

Al의 경우 40~60%, Mg은 60~75%, 복합재(CFRP)는 60~80%의 경량효과를 보이나 경량효과가 높은 소재일 수록 단가 또한 높아지기 때문에 현재 상황에선 Al 소재가 가장 합리적이라고 설명했다.

2) 알루미늄 재료 특성 및 동향

알루미늄은 소재 특성상 원하는 성능을 얻기 위해 합금이 필수인 소재이다. 그렇기 때문에 목표로 하는 성능에 맞춰 합금설계를 하는 것이 핵심 기술이라고 이야기했다. 알루미늄은 경량화 측면에서 자동차에 다양하게 활용 중인데, 최근에는 용탕직접압연기술을 이용해 자동차의 차체용 알루미늄 합금 판재로 제작되 사용되고 있다고 전했다.

3) 알루미늄 주조 기술

자동차 경량화 부품의 핵심 성형기술은 NNS(Near Net Shape) 기술로, 성형 자유도 및 생산성 등을 고려해 주조 기술 중 다이캐스팅이 가장 적합하다고 설명했다. 다이캐스팅 기술과 관련해 최근 3D 프린팅을 이용해 금형을 제작하고 있으며 이 기술을 통해 설계 및 시제품 제작, 직접 제조 등에 활용되고 있을 뿐만 아니라 금형 온도조절 및 제어기술 개발을 통해 불량문제 개선효과까지 나타내고 있다고 전했다. 알루미늄 주조품은 엔진 및 변속기 부품류, 자체 부품류 외에도 연료전지차의 부품류 등 다양하게 적용되고 있다고 이야기했다.

4) 다이캐스팅 부품설계

한국생산기술연구원 김억수 본부장은 제품 설계 시 두께를 비롯한 R값, 제품 형상, Insert, 가공, 표면처리 등 생산과 연관된 사항들을 반드시 고려해 제품을 설계해야 하나 그러지 않고 설계하는 설계자가 많다고 이야기 하며, 반드시 이러한 사항을 고려해 설계해야 한다고 강조했다. 특히 주조성/탕류 개선을 위해 탕구가 Rib 등으로 연결되어 있어야 하고, 가급적 넓은 창 형태의 제품 설계 보다는 좁은 창 형태의 제품 설계가 바람직하다는 것을 배웠으나 이를 지키지 않아 품질 문제가 다수 발생되고 있다고 이야기했다.

세미나에 참석한 연구원들은 "금번 세미나를 통해 Al 다이캐스팅 분야에 대한 전반적인 기술동향을 파악할 수 있었다"며, "실제 사례를 통해 부품 설계 시 주의 사항을 확인할 수 있어 현업에 도움이 되는 세미나였다"라고도 전했다.