6.2.6.2 중공형재 압출용 반구상(半球狀)다이

압출다이의 메탈플로에 대한 저항이 적은 형상은 생산성을 높이기 위한 기본적인 과제이다. 다이의 주조화를 사용한 과제해결법으로서 신형상 다이에 관해 설명하겠다.
건재용 알루미늄합금 중공형재의 열간압출에서는 포트홀다이가 많이 사용되고 있다. 포트홀다이의 중자는 빌렛측 단면이 평탄하므로 브리지에 대한 휨작용이 커진다. 그결과 만드렐부근과 브리지 교차부에 큰 인장응력이 발생하며 이부분에 균열이 생기기쉽다. 균열에 의한 다이파손은 실제 현장에서도 포트홀다이 수명을 결정하는 원인의 약 1/3을 차지하고 있다. 다이중자 중량은 외경 190mm에서 10kg이상, 외경 415mm에서 100kg이상도 될 수 있어 취급하기 어렵다. 그래서 압출압력을 받는빌렛측단면 반구상의 다이를 개발한다. 이것을 반구상다이라한다. 반구상다이에서는 만드렐부근과 브리지 교차부의 응력상태가 압축측으로 이행되어 인장응력이 완화된다. 균열발생과 진전을 제어하는 효과가 있다. 반구상다이는 포트홀다이에 비해 중자를 대폭 경량화할수 있으며, 재료비도 절감할 수 있고 취급도 용이하다. 유한요소법에서 포트홀다이와 반구상다이를 정적강도(精的强度)해석하고 얻
어진 응력분포를 기본으로 반구상다이를 종래의 포트홀다이와 비교검토 했다. 또 반구상다이를 단조재에서 절삭가공한 포트홀다이에 비하면 가공수율도 나쁘고 가공시간도 길다. 그래서 주조다이화 한다. 디어넷셰이프를 반구상다이에 절삭다듬질 가공한다. 반구상다이를 단조재에서 절삭가공으로 만드는 경우에 비해 가공시간을 단축하고 가공수율이 배로 향상된다.

(중략)

6.2.7 압출공정의 생산시정관리

간접부문도 포함한 공장전체의 생산성향상은 부분적 개선만으로는 달성할 수 없다. 전체의 시기를 일치시키는 것이 중요하며 각공정의 정확한 상태를 파악해야 한다. 그래서 다품종 소량생산에 대응하기 위한 생산시점관리시스템에 관해 설명하겠다. 전체의 생산성향상도 리얼타임에 현장의 상태파악을 정확하게 할 수 있으면 문제는 빨리 해결할 수 있다. 컴퓨터화는 간접업무의 기계화효과보다 공장의 상태를 리얼타임으로 파악하는 다품종소량생산 대응에 있어서 기본적인 조건이 된다.
여기서는 압출공장의 특징과 시스템의 각기능, 그리고 압출다이의 CAD/CAM에 관해 설명하겠다. 또 경험적으로 대응해 온 원가, 품질상 중요한 압출계산량 오차에 관해 다이캐스팅과 사용한계의 관계식을 나타내겠다.

6.2.7.1 압출공정관리시스템

건축재료전문 압출공장은 압출수율을 향상시키기위해 빌렛은 긴 것을 구입하고 압출기 투입직전에 수율이 최고가 되는 빌렛길이로 절단한다. 빌렛은 저주파 유도가열로에서 가열하고 압출기의 컨테이너에 장전(將塡)해서 압출한다. 압출 후 인장교정을 하고 형재가공 공정의 수율에 유리한 길이로 절단한다. 형재수치를 검사하고 롤교정기를 통과시키는 경우도 있다. 건축재료용 알루미늄 합금은 6063알루미늄합금을 사용하고 인공시효열처리를
한다. 표면처리를 하는 것은 피막공정으로 반송되고 양극산화피막처리를 하고 나서 포장발송한다.
시스템기능으로는 생산관리와 공정관리기능 외에 작업상황, 급여관리, 재무관리, 수주(受住)관리, 기술계산도 있다. 인사계는 생산관리계나 공정관리계인사 테이터를 정리하는 것이다. 수주관리계는 생산관리계의 정리하는 것이다. 수주관리계는 생산관리계의 인력부분이라 할 수 있다. CAD계는 대화형 작도(作圖) 기능 뿐만 아니라 형재단면의 전송을 받고 자동설계를 하는 압출다이
자동기본설계시스템이다. 생산관리시스템의 압출지시와 동시에 형재단면 검사도면도 출력한다. 생산관리 시스템에서 생산지시정보를 공정관리시스템에, 공정관리시스템에서 생산실적정보를 생산관리시스템으로 데이터를 전송한다. 공정 내 진보상황이나 출하상황은 발주자도 온라인을 통해 리얼타임으로 알 수 있다.
제조지시는 납기순으로 각 프레스의 부하를 평준화하기 위해 적재와 해체를 자동으로 한다. 지시변경이나 긴급롯트는 수동입력을 온라인처리로 한다. 공정 내에서 검사하기 위해 형재단면도가 필요하다. 문제점은 낡은 것을 소거하고 갱신시키는것이 완벽하지 못하다는 것이다. 현장장치의 세밀한 표시는 각 공정으로 이동해 온 롯트를 차례로 표시하는 것이다. 공정내 진척 및 출하상황의 리얼타임파악과 같이단순한기능으로 보이지만 현장상황을 파악하고 개선하는데 있어서 가장 도움이 된다. 공정개선상 가장 중요한 것은 공정간의 정체를 최대한 감소시키는 것이다. 예비다이스도 필요 최소한의 보유수로 생산할 수 있다. 다이의 사용실적으로 빌렛개수, 가열온도, 압출온도등을 기록하고 다이설계법 개선, 현장생산성향상으로 활용할 수 있다.

6.2.7.2 다이의 CAD/CAM시스템

CAD시스템은 형재가공 제조업자와 데이터를 상호이용한다. 자동계산에 의해 단면도, 둘레길이를 도형에서 계산한 것과 전송해 온 단면적, 둘레길이의 수치를 조합한다. 값이 일치하면 다이 자동설계시스템을 가동시켜 포트도면, 게이지도면, 보조공구도면등을 출력한다. 자동출력도면은 대화형처리에 의해 설계자의 점검을 거쳐 플롯출력과 NC데이터작성처리로 이동한다. 다이 설계자가 점검 후 NC데이터로 변환한다. 자동설계시스템처리는 벳치
(batch)처리하기 때문에 번거롭지 않다. 구내다이가 공기에는 직접 전송할 수 있다. 다이 제조자도 공작기계(工作機械) NC프로그램 작성형식으로 전송한다.

(남선알미늄 알루미늄 기술편람 발췌)