EN
알루미늄 압출 공정은 원형 빌릿(billet)을 800~900도 화씨(Fahrenheit)까지 가열하면서 시작됩니다. 이로 인해 금속이 충분히 부드러워져 작업이 가능해집니다. 이후에는 강력한 유압 램(hydraulic ram)이 뜨거운 빌릿을 특수 제작된 강철 다이(die)를 통해 압력을 가해 밀어내는 과정이 이어집니다. 이때 압력은 제곱인치당 15,000파운드(psi) 이상에 달할 수 있습니다. 다이를 통과한 알루미늄은 다이 내부의 형상과 거의 동일한 긴 형태의 제품으로 나오게 됩니다. 금속이 다이를 빠져나오면 냉각 장치를 통해 치수 정확도를 유지하면서 다시 고체 형태로 식혀줍니다. 전체 공정을 통해 원자재인 알루미늄은 거의 폐기물 없이 다양한 복잡한 형태의 직선 부품으로 변하게 됩니다. 이를 마치 치약을 튜브에서 짜내는 것처럼 생각하시면 되는데, 단지 훨씬 더 크고 산업용 기계가 손가락 대신 짜내는 것이라는 점이 다를 뿐입니다.
알루미늄 합금 2020은 압출 공정 중에 다루기 힘든 정도로 특별한 구리 함량을 가지고 있습니다. 이 소재를 성형할 때 높은 저항을 극복하기 위해 제조사는 압출 압력을 신중하게 조정해야 합니다. 온도 역시 매우 중요한 요소입니다. 750~850℉(섭씨 약 399~454℃) 정도로 유지하면 다이를 통과하는 재료 흐름을 일관되게 유지하면서 과열 문제를 피할 수 있습니다. 약 20×20mm 크기의 일반적인 T-슬롯 프로파일을 제작할 때 벽 두께를 1mm까지 얇게 만들 수 있습니다. 게다가, 이 유용한 T-슬롯은 여러 번의 공정 없이도 단번에 형성됩니다. 최종적으로 얻어지는 프로파일은 약 215MPa의 인장강도를 가지게 되며, 이는 건축 구조물 제작에 매우 적합할 뿐 아니라, 부품을 크기에 맞게 절단하거나 보호 코팅을 추가로 적용하는 등의 추가 가공에도 충분한 여유를 제공합니다.
다이를 설계하는 방식은 압출 알루미늄 2020의 최종 형태를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 다중 공극 다이(multi void die)를 사용하면 제조업체가 단일 압출 공정 내에서 T 슬롯와 같은 복잡한 형상을 만들 수 있습니다. 형성된 후 이러한 프로파일은 T5 또는 T6 열처리 과정을 거치게 됩니다. 이 과정은 먼저 급냉(quenching)을 한 후 약 177도 섭씨(350도 화씨)에서 약 8시간 동안 시효 처리(aging)를 진행합니다. 이러한 열처리는 인장 강도를 25~30퍼센트까지 증가시키며 내부 응력도 제거해 줍니다. 이러한 모든 과정을 통해 제작된 부품은 매우 정밀한 하중 지지 부품이 되며, 기계 가공 방식으로는 제작이 불가능할 정도로 복잡한 형상도 가능하게 합니다. 건물 구조 부재나 정밀도가 특히 중요한 산업 장비와 같은 분야에서 두드러진 활용도를 보입니다.
많은 사람들이 알루미늄 2020이 정확히 무엇을 의미하는지 혼동합니다. 대부분 사람들이 이것이 특별한 합금이라고 생각하지만, 실제로는 건설 및 제조 분야에서 사용되는 표준 T-슬롯 프로파일을 가리키는 경우가 많습니다. 이러한 프로파일의 실제 재료는 일반적으로 6061-T6 또는 6063-T5 합금입니다. 이러한 실리콘 마그네슘 혼합물은 압출 공정에 매우 적합할 뿐만 아니라 우수한 기계적 성능도 제공합니다. 수치적으로 볼 때, 이들 재료의 항복 강도는 약 215 MPa에 달하여 일반 건축용 알루미늄보다 약 25% 높은 수준입니다. 이들을 돋보이게 하는 것은 무엇일까요? 바로 구조적 완전성과 내구성 요구사항이 중요한 다양한 산업 응용 분야에서 발휘되는 뛰어난 기계적 특성입니다.
이러한 강도와 낮은 밀도의 균형 덕분에 구조적 완전성과 중량 감소가 중요한 응용 분야에 있어 이상적인 소재가 됩니다.
압출 알루미늄 등급 2020은 알루미늄이 피로에 자연스럽게 저항하고 온도 변화가 있어도 안정성을 유지하기 때문에 신뢰성 있는 구조 성능으로 잘 알려져 있습니다. 이 소재로 제작된 부품은 영하 80도 섭씨의 극저온 환경이나 150도 섭씨의 고온 환경에 노출되더라도 형태와 크기를 비교적 잘 유지합니다. 흥미로운 점은 알루미늄이 플라스틱 소재에 비해 팽창에 훨씬 잘 대응한다는 것입니다. 실제로 팽창률이 플라스틱의 약 절반 수준입니다. 실제 테스트 결과에 따르면 자동차의 혹독한 환경에서 10년 동안 사용된 부품들도 여전히 원래 강도 특성의 약 95%를 유지하고 있었습니다. 또한 알루미늄은 열 전도성이 매우 뛰어나 작동 부품과 온도 관리가 장기 운용에 있어 중요한 시스템에서 열 축적을 효과적으로 관리하는 데 도움을 줍니다.
압출 알루미늄 2020은 다양한 응용 분야에서 뛰어난 강도를 제공하지만, 제조사들은 흔히 구리를 함유한 6061 합금을 선택하곤 합니다. 문제는 무엇일까요? 이는 마그네슘 기반 옵션인 5052 또는 5083에 비해 부식 저항성이 떨어지게 된다는 것입니다. 이러한 약점을 보완하기 위해 대부분의 제조사는 습기나 화학 물질이 있는 환경에서 작업할 때 보호 코팅을 적용합니다. 양극 산화 처리나 분말 코팅은 필수적이지만, 이러한 추가 단계로 인해 제조 비용이 약 15~20% 증가하게 됩니다. 비용이 들지만 ASTM 표준에 따라 설정된 업계 시험 결과에 따르면, 이러한 방식으로 처리된 부품은 혹독한 환경에서도 일반적으로 2배 더 오래 사용할 수 있기 때문에 충분히 가치 있는 선택입니다.
압출 알루미늄 2020은 다양한 응용 분야에 충분히 활용할 수 있을 만큼 다용도성과 더불어 우수한 강도를 제공하는 3가지 주요 형태로 제공됩니다. 직경 10mm에서 150mm 사이의 솔리드 로드는 기계 프레임이나 다양한 산업 분야의 구조 지지대에서 흔히 볼 수 있습니다. 또한 채널형, I형 빔 등과 최근 각광받고 있는 20x20mm T-슬롯 프레임과 같은 구조용 프로파일도 있습니다. 이러한 프로파일은 공장 층에서 자동화 시스템 및 작업장 설치를 위한 일종의 빌딩 블록으로 기능합니다. 유체 시스템의 경우, 이 합금으로 제작된 정밀 튜브는 강철 제품에 비해 상당한 중량 절감 효과를 제공합니다. 강철 대비 약 30~40% 가량 가벼운 부품으로, 대규모 설치 시 큰 차이를 보일 수 있습니다. 이러한 표준 형상들이 특히 가치 있는 이유는 건설 프로젝트나 정상적인 제조 작업에서 특수 공구 없이도 신속한 조립이 가능하게 해주기 때문입니다.
맞춤 다이 공학을 통해 제조사는 다양한 산업 분야에서 특정 기능적 요구사항을 충족하는 특수 프로파일을 제작할 수 있습니다. 예를 들어 의료기기 분야에서는 복잡한 다중 부품 어셈블리 구조를 단일 압출 부품으로 대체하는 추세입니다. 이러한 변화는 절차 간 세척 및 살균이 보다 용이한 매끄러운 표면을 만들어냅니다. 항공우주 분야의 응용 사례를 살펴보면, 커넥터에 내부 냉각 채널을 바로 내장해 설계하고 있는 것을 볼 수 있습니다. 이러한 혁신적인 설계는 전통적인 모델보다 열을 더 효과적으로 분산시켜 현장 테스트에 따르면 열 문제를 약 17%까지 줄이는 데 기여합니다. 로봇 팔 제작에서는 구조적 강도를 저하시키지 않으면서 배선 공간을 포함하는 프로파일을 설계해 적용합니다. 정밀도 측면에서 압출 부품은 ±0.1mm 이내의 허용오차를 달성할 수 있습니다. 이 수준의 정확도는 생산 후 추가 가공 작업이 대폭 줄어들게 하며, 기업이 밀링 공정에 투자했을 때의 비용 대비 최대 3/4까지 절감 효과를 얻을 수 있게 합니다.
알루미늄 2020 압출재는 자동차를 가볍게 만드는 데 있어 특히 전기자동차(EV) 분야에서 매우 중요한 소재가 되었습니다. 전기차는 무거운 배터리 팩을 탑재해야 하기 때문에 차량 전체 무게를 줄이는 것이 매우 중요합니다. 이 알루미늄 합금의 장점은 가벼운 무게에 비해 뛰어난 강도를 제공한다는 점입니다. 자동차 제조사들은 강철로 제작했을 때보다 약 30~40% 가량 더 가벼운 프레임을 제작할 수 있으며, 동시에 충돌 안전 기준도 충족할 수 있습니다. 크로스 빔이나 서스펜션 마운트와 같은 부품에는 엔지니어들이 여러 개의 중공 구조를 내부에 갖춘 복잡한 압출 형상을 설계하여 사고 시 힘을 더 고르게 분배하고 충격을 효과적으로 흡수하도록 도와줍니다. 무게가 가벼워지면 일반 차량의 경우 연료 효율이 향상되고, 전기차의 경우 주행 가능 거리가 늘어납니다. 또 하나의 장점은 거의 언급되지 않지만, 알루미늄은 열 전도성이 뛰어나 배터리 온도를 최적 상태로 유지하는 데 도움을 주며, 이는 앞으로 더 발전된 전기차 기술이 도입될수록 점점 더 중요해질 전망입니다.
압출 알루미늄 2020 합금은 날개 리브 및 착륙 장치 부품과 같은 항공우주 분야의 응용에서 중요한 역할을 합니다. 절약되는 모든 킬로그램은 항공기의 연료 효율 향상으로 이어집니다. 대부분의 상업용 항공기는 실제로 다양한 알루미늄 합금으로 전체 중량의 약 80%를 차지합니다. 운송 부문에서 이 소재는 반복적인 응력 사이클을 견딜 수 있어 철도 차량 프레임과 다양한 해양 장비에 사용됩니다. 모듈식 건설 프로젝트에서는 맞춤형 압출 제품이 혁신적인 역할을 합니다. 건설자들이 스냅 피트 연결 방식의 사전 제작된 프레임 구조를 매우 빠르게 조립할 수 있게 해줍니다. 이러한 시스템을 사용하는 경우 현장 작업 인력을 거의 절반으로 줄일 수 있다고 보고되고 있습니다. 일관된 성능과 빠른 설치 시간 덕분에 알루미늄 2020은 신뢰성과 속도가 모두 중요한 핵심 인프라 작업에서 여전히 필수적인 소재로 자리매김하고 있습니다.
주요 전기차 제조사가 2020년형 플래그십 SUV의 서브프레임 설계를 압출 알루미늄으로 변경했습니다. 엔지니어들은 내부 보강 채널이 있는 통합형 섀시 레일을 개발하여 120개 이상의 강철 부품을 단일 압출 구조로 대체했습니다. 이 리디자인을 통해 다음과 같은 성과를 달성했습니다.
해당 부품은 1,000시간 동안 염수 분사 시험을 통과하여 내구성 기준을 충족했을 뿐만 아니라 완전히 재활용이 가능해 현대 자동차 제조에서 요구하는 지속 가능성 규제를 충족시켰습니다.
알루미늄 2020 압출재는 그 무게에 비해 뛰어난 강도를 제공합니다. 이는 강철의 약 3분의 1 수준의 무게이지만 유사한 하중을 견딜 수 있어 운송 및 제조 공정 중 에너지 절약 측면에서 상당한 차이를 만듭니다. 더 가벼운 부품은 차량과 항공기의 연료 소비를 줄이고, 공장 전체적으로 전기 사용량을 감소시킵니다. 일부 연구에 따르면 자동차 및 항공기 산업 내 특정 적용 분야에서 약 30~35%의 절약 효과가 있는 것으로 나타났습니다. 흥미로운 점은 실제 압출 방식이 얼마나 효율적으로 작동하는지입니다. 다른 제조 방법과 비교해 폐기물이 거의 발생하지 않는데, 생산 라인이 원활하게 작동할 경우 불량품 비율이 5% 미만으로 유지됩니다. 이러한 효율성은 전기차용 프레임 제작이나 모듈식 건물 조립과 같은 분야에서 특히 중요합니다. 모든 자재는 장기적으로 더 친환경적이고 비용 효율적인 제품을 만드는 데 기여합니다.
2020 시리즈는 강도나 품질을 잃지 않고 반복적으로 재활용할 수 있기 때문에 제조업체가 친환경 방식을 채택하는 데 도움이 됩니다. 기업이 새로운 제품을 처음부터 제작하는 대신 압출 알루미늄을 재활용할 경우 1차 생산 방식에 비해 약 95%의 에너지 비용을 절약할 수 있습니다. 이는 제품의 전체 수명 주기 동안 약 90%의 탄소 발자국을 줄이는 효과를 가져옵니다. 놀랍게도 역사를 통틀어 제작된 알루미늄의 약 4분의 3이 여전히 어딘가에서 사용되고 있으며, 이는 알루미늄이라는 소재가 순환 경제 모델에 얼마나 잘 부합하는지를 보여줍니다. 이러한 재활용의 장점 덕분에 많은 건축가와 엔지니어들이 LEED 인증을 목표로 하거나 엄격한 배출 규정 하에서 운영되는 프로젝트에 2020 압출 알루미늄을 선택합니다. 지속 가능성 목표를 중시하는 기업들에게는 소재가 최초 사용 이후에도 오랫동안 계속 활용될 수 있다는 점이 건축 자재를 선정할 때 중요한 고려 사항이 됩니다.
알루미늄 압출 공정은 원형 빌릿을 가열하여 유압 램으로 특수 제작된 강철 다이를 통해 부드럽게 만들고, 프로파일 형태로 성형하면서 폐기물을 최소화합니다.
알루미늄 합금 2020은 높은 항복 강도로 인해 내구성과 하중 지지 기능이 필요한 구조 부품에 이상적입니다.
압출 알루미늄 2020은 가볍고 강하며 내구성이 뛰어난 특성으로 인해 자동차 프레임, 항공우주 분야, 운송 부문 및 모듈식 건설에 사용됩니다.
압출 알루미늄 2020의 재활용 가능성은 제조업체가 에너지 비용을 크게 절감하고 탄소 발자국을 줄여 지속 가능성을 높이는 데 도움이 됩니다.
R&D, 생산, 판매 및 공급망 관리를 통합한 원스톱 솔루션 제공업체입니다.
