알루미늄 압출과 진공 기술을 이용한 냉각 시스템


알루미늄 압출을 아십니까?

알루미늄에 열과 압력을 가해 단면이 균일한 긴 관 모양의 제품을 생산할 수 있는 공정으로 압출된 알루미늄 제품들은 산업과 공업용으로 매우 다양한 분야에서 이용됩니다.


이런 알루미늄 압출 공정에 진공 기술을 이용한 냉각시스템이 사용되고 있는데, 이번 시간에는 알루미늄 압출과 진공 기술을 이용한 냉각 시스템에대해 알아보도록 하겠습니다.

알루미늄 압출(Aluminum Extrusion)

압출은 단면이 균일한 긴 관을 제조하는 금속 가공법으로 복잡한 단면을 생성할 수 있고, 강도가 약해 부서지기 쉬운 재료를 표면과 마감이 우수한 상태로 가공할 수 있다는 장점이 있습니다.


알루미늄 압출에서 가장 많이 사용되는 공법은 직접 압출(Direct Extrusion)로, 금형(Die) 용기에 알루미늄 빌릿을 밀어넣어 원하는 단면의 관을 만듭니다.

제품 단면의 모양이 금형의 구멍 모양과 같기 때문에 금형을 교체함으로써 여러가지 모양의 제품을 만들 수 있습니다.



알루미늄 압출 금형에 사용되는 금형과 제작된 압출품

출처 : Wikipedia

https://en.wikipedia.org/wiki/Extrusion



1797년 영국의 발명가인 조셉 브라마(Joseph Bramah)는 납을 녹여 연질 파이프를 만드는 최초의 압출 공정에 대한 특허를 받았습니다.

1820년에는 유압 프레스를 사용한 압출 방식의 연질 파이프가 제조되었고, 1894년에는 압출 공정의 재료에 구리와 황동 합금이 추가되었습니다.


재료에 열을 가해 압출하는 열간 압출(Hot Extrusion)은 재료가 용해되는 재결정 온도 이상에서 수행되어 재료가 경화되지 않도록 하고 재료를 금형에 쉽게 밀어넣을 수 있도록 합니다.

대부분의 열간 압출은 250 ~ 12,130톤 범위의 수평 유압 프레스를 이용하며, 4,400 ~ 101.500 psi의 압력이 가해집니다.

알루미늄 압출의 경우 350 ~ 500℃의 열이 가해지며, 강철과 니켈의 경우 1,000℃ 이상의 열이 가해지기도 합니다.


액체 질소를 이용한 냉각 시스템


위에 언급한 것처럼 열간 압출은 재료 자체를 고온으로 만드는데다, 금형과의 마찰로 인한 열까지 발생하기 때문에 압출 속도가 저하되고 압출품에 균열 등의 문제가 생길 수 있습니다.


이런 문제를 획기적으로 해결할 수 있는 제품이 액체 질소를 이용해 알루미늄 압출 금형 공정을 냉각하는 솔루션입니다.

액체 질소를 이용한 솔루션 전문 기업인 CVS는 알루미늄 압출 금형 공정에서 생산량을 두배이상 높일 수 있는 액체 질소 냉각 시스템을 개발했습니다.


CVS의 알루미늄 압출 금형 액체 질소 냉각 시스템은 압출 공정 중 프로파일과 금형의 온도를 모두 제어하도록 설계되었습니다.

액체 질소를 통해 압출 속도와 압출물의 품질을 저하시키는 주요 원인인 알루미늄 빌렛과 금형 사이의 마찰로 인해 발생하는 과도한 열을 빠르게 낮추는 효과를 낼 수 있습니다.

CVS의 솔루션은 자동화된 극저온 비례 제어 밸브를 사용해 액체 질소의 정밀 주입을 제공해 최적의 금형 온도를 유지합니다.


CVS의 알루미늄 압출 금형 액체 질소 냉각 시스템 도입 후 금형에 따른 압출 속도 증가율

액체 질소 냉각 시스템에 필요한 진공 기술


액체 질소 냉각 시스템에 액체 질소를 전달하기 위해 CVS는 자체적으로 개발된 효율적인 진공 단열 파이프를 사용하며, 시스템에서는 Teledyne Hastings사의 열전대 진공 튜브 DV-6R 제품을 사용해 진공 재킷의 압력을 모니터링 합니다.


Teledyne Hastings사의 DV-6 열전대 진공 게이지 튜브와 DCVT-6 진공 게이지



CVS사는 신뢰성이 입증된 Teledyne Hastings사의 DV-6R 진공 튜브와 함께 DCVT-6 진공 게이지를 사용하고 있습니다.

DV-6R은 DV-6 제품의 Ruggedizd 모델로 실외와 같은 척박한 환경에서도 사용이 가능하도록 설계된 제품으로 1 Torr ~ 0.001 Torr 의 진공 영역을 측정할 수 있으며, 150℃의 온도와 400 psig의 압력의 환경까지 견딜 수 있습니다.



인포라드에서 제공하는 DV-6와 DCVT-6 제품 또는 그 외 Teledyne Hastings사의 진공 제품들에 대한 제품 문의는 아래 링크를 이용하시기 바랍니다.


https://www.inforad.co.kr/



참고


https://en.wikipedia.org/wiki/Extrusion

https://en.wikipedia.org/wiki/Joseph_Bramah

https://en.wikipedia.org/wiki/Recrystallization_(metallurgy)

https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1123332&cid=40942&categoryId=32389

http://info.teledyne-hi.com/blog

카테고리