레이저 가공 기술 및 핫 스탬핑

지난 10년간 차체 부품 핫 스탬핑 기술은 틈새 기술에서 고강도강을 적용해 경량화를 위한 필수 기술로 진화했다. 이 기술을 고강도강판에 적용해 차량의 무게를 획기적으로 줄인다. 물론 망간-붕소강 분야 철강 제조사의 연구개발 작업은 전제조건이다.

레이저 가공 기술이 발달한 이후로 활용 범위가 넓어진 것은 말할 필요도 없습니다. 핫 스탬핑 공정 체인에 레이저 가공 기술을 적용하는 것은 더 높은 분야의 레이저 기술 개발을 나타내는 지표입니다. 레이저 가공의 발전 잠재력은 엄청납니다.

핫 스탬핑은 단조입니다.

프레스 및 다이는 플레이트, 스트립, 파이프 및 프로파일 등에 외력을 가하여 소성 변형 또는 분리를 생성하여 원하는 모양을 얻고 다양한 크기의 공작물(스탬핑 부품)을 성형 및 가공하는 방법입니다. 스탬핑과 단조는 모두 플라스틱 가공(또는 압력 가공)이며, 총칭하여 단조라고 합니다. 스탬핑용 블랭크는 주로 열간 압연 및 냉간 압연 강판 및 스트립입니다. 전 세계 철강의 60~70%는 판재로, 대부분은 완제품에 각인됩니다. 차체, 섀시, 연료탱크, 라디에이터 핀, 보일러 드럼, 컨테이너 쉘, 모터, 가전제품, 철심 실리콘 강판 등 스탬핑으로 처리됩니다. 악기, 가전제품, 자전거, 사무기기, 생활용품 등의 제품에도 스탬핑 부품이 많이 있습니다.

사용자의 관점에서 볼 때 이러한 망간 붕소강과 향상된 코팅은 일반적으로 핫 스탬핑 공정 체인, 특히 레이저 기술에 새로운 과제를 제기합니다. 이전에 사용된 냉간 스탬핑 강과 비교하여 망간-붕소 강은 다양한 가공 조건이 필요하며, 그 특성은 각 가공 단계의 탄소 함량, 특히 열의 영향에 따라 달라지므로 해당 공정 개발이 ​​필요합니다.

핫 스탬핑 공정 체인의 하류 단계에서는 대부분의 경우 부품을 절단해야 합니다. 전통적인 기계적 미세 조정 작업에서는 경도가 높고 이에 상응하는 높은 내마모성으로 인해 이 작업은 경화되지 않은 미세 구조 영역에서 수행되어야 합니다. 과거에는 이러한 작업이 일반적으로 불가능했지만 레이저는 비록 낮은 수율에도 불구하고 '마모 없는' 도구로서 성공적인 것으로 널리 입증되었습니다. 블랭크 크기 절단과 같은 다른 응용 분야에서는 기계적 압력을 사용하는 것과 비교하여 레이저 절단을 사용하면 많은 장점이 있습니다.

사람들은 용광로에서 강철을 보호하기 위해 고융점 알루미늄 실리콘(AS) 코팅을 사용합니다. 그러나 이는 금속 침전물의 레이저 용접에 부정적인 영향을 미치므로 용접 공정 전에 코팅을 제거해야 합니다. 이 경우 레이저는 성공적인 고에너지 속도 도구임이 입증되었습니다. 생산 장비에서는 Q 스위치 레이저를 사용하여 블랭크 가장자리의 코팅을 완전히 제거할 수 있습니다. 또한 품질 모니터링에는 레이저 유도 플라즈마 분광법(LIPS) 공정이 사용됩니다. 이 공정에서는 나노초 범위의 펄스 길이를 갖는 Nd:YAG 레이저가 코팅에서 제거될 공백 영역에 충격을 가하고 생성된 금속 증기 플라즈마를 분광학으로 분석하여 알루미늄 함량을 결정합니다. 또 다른 가능한 방법은 후속 레이저 용접 공정 중에 용접 플라즈마를 모니터링하는 것입니다.

레이저 기술의 사용은 핫 스탬핑 공정 체인에 효율적인 솔루션을 제공하여 핫 스탬핑의 광범위한 사용을 크게 촉진했습니다.