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[제조백과] 알루미늄 절삭 가공의 장점

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  • 무게
  • 비강도
  • 가공성
  • 내식성
  • 아노다이징(양극산화)
  • 재활용성
  • ESG규제
  • 전기전도

바로발주

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2023-05-15

목차

    CNC 가공 소재 중 가장 인기가 많은 소재는 AL, STS(SUS)입니다.

    바로 AL 저희 바로발주에서도 알루미늄 가공의뢰가 들어오고 있는데,

    이번 포스팅에서는 알루미늄 CNC가공의 장점에 대해 알아보겠습니다.

    코카콜라 알루미늄 캔

     

    무게

     

    알루미늄은 다재다능한 소재지만 가장 큰 장점으로는 가벼운 무게를 꼽을 수 있습니다. 금속의 무게를 결정짓는 비중표에서 실용금속 기준 마그네슘을 이어 두번째로 가벼운 금속으로 은메달을 차지하고 있는 것이 알루미늄입니다.

     

    따라서, 경량화가 중시되는 산업 트렌드 상 알루미늄 부품을 사용하는 것은 당연시 되고 있습니다.

     

    비강도(단위무게당 강도)

     

    순수 알루미늄의 인장강도는 49~88(N/㎟)로 낮다고 볼 수 있습니다. 하지만 무게대비강도를 기준으로 보았을 때 철계 금속보다 높다. 이러한 특징으로 인해 경차 및 대형버스 등 자동차 휠에 쓰이 곤 합니다.

     

    이렇듯 항공 우주 및 자동차 산업군의 기계부품 제조에서 가장 중요한 것은 고강도와 경량성인데, 작은 부피가 중요한 application이 아니라면 알루미늄이 좋은 선택지가 될 수 있습니다. 항공기 피팅 및 자동차 샤프트는 알루미늄 가공으로 주로 제작되는 부품의 대표적 사례입니다.

     

    가공성

     

    알루미늄은 가장 가공하기 가장 좋은 재료라 할 수 있습니다.

    재료 자체의 가공성도 매우 좋을 뿐더러 현장 엔지니어의 알루미늄 가공 경험은 아주 풍부하기 때문에 능숙한 작업을 기대할 수 있는 점 또한 고려해 볼 만 합니다. 알루미늄은 보통의 철이나 강철보다 3 배 이상 빠르게 가공 할 수 있습니다. 이러한 우수한 가공성은 부품 제조사 뿐만 아니라, 발주처와 엔드유저에게도 크게는 세가지 이점을 제공합니다.

     

    내식성

     

    알루미늄은 부식이 안 된다고 생각하시는 분들이 더러 있을 만큼 알루미늄의 내식성은 우수한 것으로 알려져있습니다. 실제로 알루미늄는 대기 중 산과 염기에 반응하여 산화피막을 형성하게 되고 이 피막으로 인해 추가적 산화를 막는 특징을 지닙니다.

     

    이러한 내식성은 알루미늄은 등급&합금 마다 크게 다른데, 예를 들어 AL6061은 내식성이 높고 AL7075는 다소 떨어지게 됩니다(내식성에 영향을 주는아연, 구리 함유량과 부품 사용환경 등 여러 요소에서 기인) 내식성에 대해서는 이후 포스팅에서 차차 다뤄보도록 하겠습니다.

     

     

    전기 전도

     

    CNC 가공 알루미늄 부품은 높은 전기 전도성으로 전기 부품에 유용 할 수 있습니다. 구리만큼의 전도성은 아니지만 순수한 알루미늄의 전기 전도성은 실온에서 미터당 약 37. 7 백만 지멘스입니다.

     

    높은 전도성으로 잘알려진 구리와 비교할 때 알루미늄은 밀도가 작아 가볍습니다, 고로 구리와 저항이 같도록 전선의 두께를 2배로 하여도 구리 무게의 0.8배 정도 밖에 되지 않고, 가격 또한 ⅓ 수준으로 훨씬 저렴합니다. 게다가 최근 이런 알루미늄의 전도성을 훨씬 높이는 복합재료들에 대한 여러 연구들이 활발히 진행되고 있습니다.

     

    알루미늄의 합금은 대개 전도성이 낮아지지만 스테인레스 강보다는 그래도 훨씬 높은 전도성을 자랑합니다.

     

    아노다이징(양극산화)

     

    가볍고 비교적 무난한 튼튼함과 더불어 알루미늄의 인기에 한 몫을 하는 것이 바로 아노다이징을 통해 구현되는 미려함입니다. 아노다이징은 앞서 내식성 내용에서 설명 드렸던 것처럼 알루미늄에 존재하는 산화피막을 더 두껍게 입히는 과정이라고 설명할 수 있습니다.

     

    아노다이징을 통해 내식성이 강화되는 것은 물론이고 다양한 색상으로 착색이 가능해집니다.

     

    우리가 흔히 보는 헉하는 색감의 메탈 프레임들이 아노다이징 된 알루미늄인 경우가 많고, 특히나 CMF끝판왕으로 알려진 애플의 제품들은 알루미늄 아노다이징의 결정체라고 볼 수 있습니다.

     

    아노다이징에도 많은 노하우가 필요하고 워낙 애플의 CMF를 추종하는 분들이 많아 바로발주의 파트너사에서는 ‘애플 느낌 구현’ 연구를 미리 마쳐둔 곳도 있습니다.

     

    알루미늄 가공의 장점: 재활용성

     

    재활용성

     

    알루미늄은 재활용성이 매우 높습니다. 이론적으로 알루미늄 소재 자체는 100% 재활용이 가능하며, 모두가 친숙한 알루미늄 캔의 재활용 비율은 80-90%에 달한다고 합니다. 가벼운 무게와 재활용성 덕분에 알루미늄은 친환경 금속으로 각광받고 있지만, 제조 과정에서 탄소 배출량과 재활용 과정에서의 비용 측면에서 알루미늄 산업이 풀어야 할 중대한 숙제가 있는 것은 사실입니다.

     

    ESG규제 등으로 소재의 재활용성은 매우 중요해졌습니다. 엔드유저 측면에서 재활용 가능한 소재를 골라야 하는 것은 물론이고, 가공집에서도 CNC 가공 과정에서 많은 양의 스크랩이 생성 되기 때문에 재활용을 간과할 수 없습니다. 최근에 폐기스크랩을 판매로 쏠쏠한 재미를 보시는 사장님들이 점점 늘어나고 있습니다.

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