[첨단 헬로티] 요네타니 츠요시(米谷 强) ㈜米谷製作所 동사는 1934년에 목형 제작으로 창업한 금형 전업 메이커이다. 현재는 주조․다이캐스트에 관한 위탁 해석～금형 제작, 시제작 트라이, 양산 투입 후의 애프터서비스까지 종합적으로 사업을 전개하고 있다. 특히 그림 1에 나타낸 자동차 엔진용 알루미늄 주조 부품용 금형에 주력하고 있으며, 다이캐스트는 3,500t까지의 대형에도 대응할 수 있다. 자동차 메이커나 Tier1 부품 메이커에 직접 금형을 납품(직거래), 자동차 메이커에 가까운 존재로서 고도화되는 고객 요구의 해결에 날마다 대응하고 있다. 니가타(新潟)현 가시와자키(柏崎)시에 본사(직원 수 110명)를 두고 있으며, 자동차 관련 기업이 집적한 도카이(東海) 지구에도 중부영업소(아이치(愛知)현 미요시시)가 있어 민첩하게 움직이는 영업 활동을 하고 있다. 금형에 한하지 않고 제조업에 요구되고 있는 기본 요소는 QCD(품질․코스트․납기)이다. 특히 자동차 메이커는 경쟁 각사와 치열한 개발․판매 경쟁을 하고 있으며, 그러한 가운데 금형 메이커에 개발에서 시제작, 양산까지의 품질 확보와 리드타임 단축에 대한 요구는 매
[첨단 헬로티] 타카기 유토 (高木 優斗), 야노 켄이치 (矢野 賢一) 미에대학 오구라 준이치 (小倉 純一) 야마하발동기(주) 다이캐스트 주조법은 용융한 금속을 슬리브 내에 주탕하고, 플랜저를 전진시켜 고속으로 금형에 사출한다. 이 특징적인 주조 공정으로 우수한 치수 정도를 가진 제품을 짧은 사이클 타임으로 대량 생산할 수 있기 때문에 자동차 부품 등 여러 가지 공업 제품의 생산에 이용되고 있다. 그러나 슬리브나 러너, 금형 내부의 용탕에 공기가 말려 들어가기 쉽고, 주물 내부에 블로홀 등의 결함이 발생하는 등의 단점도 존재한다. 그렇기 때문에 좋은 품질의 제품을 다이캐스트 주조법으로 제조하는 경우에는 주조 조건이나 방안을 적절하게 설계할 필요가 있다. 이와 같은 요구에 대해 최근에는 CAE 해석을 이용함으로써 실제로는 직접 관측하는 것이 곤란한 용탕의 흐름을 가시화하고, 주조 조건이나 방안의 설계에 해석 결과를 반영하는 시도가 이루어져 왔다. 또한 최적화 시스템을 이용해 자동적으로 설계를 하는 것도 가능해졌다. 한편 필자 등도 독자의 알고리즘을 탑재한 최적화 시스템을 개발, 다이캐스트 주조법에서 방안의 최적 설계에 적용해 왔다. 그러나 기존의 방법은 방안부
[첨단 헬로티] 야마자키 토모야 (山崎 友也), 세키 히로토모 (關 宏友) 도요타자동차(주) 1. 차량 경량화의 중요성과 알루미늄 다이캐스트 제품의 확대 지구 온난화를 배경으로 CO2 규제의 엄격화가 계속적으로 진행되어, 2030년에는 연료비로 38km/L까지 도달할 것으로 예상되고 있다. 따라서 계속된 자동차의 연비 향상 대응이 반드시 필요하다. 자동차의 연비 향상을 위해서는 동력의 고효율화와 차량의 경량화 양쪽이 필요하다. 특히 앞으로의 차량 동력의 전동화 시프트를 바라봤을 때에는 차량 경량화 대응이 중요하다. 다이캐스트는 복잡하고 경량의 제품을 저코스트로 제작할 수 있는 공법으로서, 기존 파워트레인을 중심으로 자동차 부품에 대한 적용이 추진되어 왔다. 또한 최근에는 그 특징을 살려 쇼타워 등 일부의 보디계 부품에도 채용 확대가 검토되고 있으며, 재료 대체(철강←알루미늄)에 의한 비강성 향상을 활용한 차량 경량화 실현에 대한 기대가 크다(그림 1). 단, 알루미늄 재료가 차량계 부품으로 확대되는 것에는 과제도 많고, 특히 다이캐스트 제품의 내부 결함에 의한 피로강도 저하는 장기간의 사용에 대한 신뢰성 확보가 요구되는 자동차 부품에서 치명적인 과제
최근 알루미늄이나 아연, 마그네슘 등의 다이캐스트 제품은 자동차 부품 이외에도 산업기기나 OA 기기 등에 널리 사용되고 있다. 또한 앞으로 경량화 요구가 더욱 높아질 것은 분명하며, 다이캐스트 제품의 박육화·복잡형상화와 고품질·저코스트의 양립이 필수라고 생각된다. 박육화나 고품질 확보를 위해서는 우수한 용탕 충전성의 확보와 가스 권입이나 블로홀의 저감이 문제가 된다. 그 수단으로서는 일반적으로는 고진공화나 초고속 사출화 등 주조기의 하이스펙화가 생각되는데, 반대로 주조기의 가격 상승이나 유지 관리비의 증대, 금형 수명의 저하 등에 의한 고코스트가 과제가 된다. 이 글에서는 앞에서 말한 과제를 해결할 수 있는 금형 기술로서 주목받고 있는, 토요다자동차(주) 등과 공동 개발한 획기적인 탕흐름성을 가지는 나노카본 재료를 이용한 다이캐스트 금형용 표면처리(이하 카본 코팅이라고 부른다) 기술에 대해 소개한다. 카본 코팅의 개요 카본 코팅(이하 CC라고 한다)은 카본 나노파이버와 풀러렌을 조합시킨 치밀한 카본 피막이다. 그림 1에 나노카본 재료의 사진과 모식도를 나타냈다. 카본 나노파이버는 가스 침류질화 처리의 과정에서 아세틸렌 가스를 넣음으로
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