최근 고급 장비 제조, 신에너지 차량, 건설 기계 및 항공우주를 포함한 다운스트림 산업의 지속적인 확장에 힘입어 주조, 단조 및 정밀 가공의 전체 산업 체인이 기술 혁신과 역량 업그레이드의 새로운 국면을 열었습니다. 업계 최고의 제조업체들은 전체 공정 생산 시스템을 지속적으로 최적화하고 철강 투자 주조, 연성 사철 주조, 알루미늄 주조, 단조 및 가공의 5가지 핵심 제조 공정을 깊이 통합했습니다. 전문 프로세스 설계 시스템의 지원을 받아 기업은 연구 개발, 생산, 가공 및 품질 검사를 포괄하는 폐쇄 루프를 구축했습니다. 이는 전통 제조업의 정밀도 부족, 높은 에너지 소비, 낮은 수율 등 업계의 오랜 문제점을 효과적으로 해결하고, 국내 주조 및 단조 산업이 광범위한 대량 생산에서 고급 맞춤형 지능형 정밀 제조로 포괄적인 전환을 촉진합니다.
고급 부품에 대한 다양한 요구를 충족하기 위한 세분화된 프로세스의 정확한 레이아웃
다운스트림 제조 부문에서는 경량 설계, 고강도, 강력한 내식성 및 우수한 정밀도를 갖춘 부품에 대한 요구가 점점 더 커지고 있습니다. 단일 제조 프로세스는 더 이상 다양한 주문 요구 사항을 충족할 수 없으므로 전체 프로세스 통합 매트릭스가 제조 기업의 핵심 경쟁력이 됩니다. 주요 제조업체는 프로세스와 제품 간의 정확한 일치를 실현하기 위해 다양한 구성 요소의 재료 특성 및 작업 조건에 따라 프로세스 적용 시나리오를 개선했습니다.
- 강철 인베스트먼트 주조(Steel Investment Casting): 거의 완전한 형상 형성 이점을 갖춘 이 공정은 내부 공동이 복잡한 고정밀 스테인리스강 부품을 생산하는 데 특화되어 있습니다. 이는 유체 밸브, 의료 기기 부품, 항공우주 금속 피팅 및 화학 공학용 내식성 부품에 널리 적용됩니다. 후속 절단 작업이 최소화되어 기존 사형 주조에 비해 ±0.05mm의 치수 정밀도와 우수한 표면 조도를 달성하여 고급 장비의 소규모 배치 및 고정밀 맞춤형 요구 사항을 완벽하게 충족합니다.
- 연성사철주조(Ductile Iron Sand Casting): 고하중 부품의 핵심 공정으로 고강도, 우수한 인성, 비용 효율적인 대량 생산의 균형을 유지합니다. 이는 주로 건설 기계 하우징, 섀시 부품, 공작 기계 베이스 및 풍력 송전 주물 제조에 채택됩니다. 제조업체는 모래주형 비례화 및 구상화 처리 공정을 최적화함으로써 주물의 내충격성과 피로 강도를 크게 향상시켜 이 공정을 중공업에서 대체할 수 없는 기본 제조 기술로 만듭니다.
- 알루미늄 캐스팅: 신에너지 차량 및 철도 운송의 경량화 추세에 발맞추어 이 프로세스는 모터 하우징용 알루미늄 합금 다이 캐스팅 및 중력 다이 캐스팅, 자동차 방열 부품 및 철도 운송용 경량 구조 부품에 중점을 둡니다. 알루미늄 합금의 낮은 밀도, 우수한 열 전도성 및 우수한 성형성의 이점을 활용하여 전체 장비 중량과 에너지 소비를 줄이는 데 도움이 되며 주조 업계에서 가장 빠르게 성장하는 분할 트랙이 되었습니다.
- 단조: 초고강도가 요구되는 중요한 내하중 부품용으로 설계된 단조는 압력 성형을 통해 금속 재료의 내부 결정결함을 제거하고 금속 밀도 및 전반적인 기계적 특성을 향상시킵니다. 이는 기어, 변속기 샤프트, 고압 밸브 본체, 풍력 메인 샤프트 및 기타 핵심 응력 부품을 생산하는 데 널리 사용됩니다. 주조 제품에 비해 단조 부품은 내피로성과 구조적 안정성이 뛰어나 고급 장비의 안전한 작동을 보장하는 중요한 역할을 합니다.
통합 가공을 통해 최종 제품 품질 향상
주조 및 단조 블랭크는 일반적으로 치수 편차, 표면 버 및 규정되지 않은 기하학적 공차로 인해 어려움을 겪습니다. 산업 체인의 필수 다운스트림 링크인 머시닝(Machining)은 마무리 가공, 치수 보정, 표면 처리 및 나사 처리를 포함한 핵심 절차를 다룹니다. 현재 업계에서는 주조 및 단조 블랭크의 원스톱 마무리 가공을 실현하기 위해 5축 연결 머시닝 센터, CNC 선반 및 자동 연마 생산 라인을 널리 채택하고 있습니다. 단순히 반제품 블랭크를 공급하는 대신 기업은 주조/단조 성형과 정밀 가공을 결합한 통합 완제품 배송 솔루션을 제공합니다. 이는 최종 고객의 조립 요구 사항을 직접 충족하고 고객의 2차 처리 비용을 절감하며 산업 체인의 전반적인 협업 효율성을 향상시킵니다.
비용 절감, 효율성 향상 및 친환경 생산을 추진하는 핵심 엔진으로서의 프로세스 설계
프로세스 설계는 앞서 언급한 5가지 제조 프로세스를 지원하는 핵심 백본 역할을 합니다.
전통적인 주조 및 단조 산업은 고정된 공정 방식, 중복된 생산 절차 및 높은 불량률로 인해 어려움을 겪고 있습니다. 현대 지능형 제조는 디지털 프로세스 시뮬레이션 시스템을 채택하여 공식 생산 전에 전체 프로세스 시뮬레이션을 수행합니다. 철강 매몰 주조용 게이팅 시스템을 최적화하여 용융강 손실을 줄입니다. 수축 공동 및 다공성 결함을 방지하기 위해 연성사철 주조의 냉각 매개변수를 조정합니다. 장비 에너지 소비를 줄이기 위해 단조 스트로크 매개변수를 최적화합니다. 재료 낭비를 없애기 위해 합리적인 가공 여유를 계획합니다.
사전 예방적인 디지털 프로세스 설계를 통해 기업은 잠재적인 생산 위험을 사전에 예측할 수 있습니다. 전체 제품 수율은 88%에서 96% 이상으로 향상되었으며, 생산 에너지 소비는 약 15% 감소했습니다. 이러한 개발은 중국의 이중 탄소 목표와 주조 산업에 대한 친환경 업그레이드 지침을 준수하여 제품 품질, 생산 효율성 및 환경 성능이 3배 향상되었습니다.
업계 전망: 통합 지능형 제조 솔루션을 위한 전체 프로세스 통합
업계 전문가들은 주조 및 단조 산업의 미래 경쟁이 더 이상 단일 공정이나 개별 제품에 초점을 맞추지 않을 것이라고 지적합니다. 대신, 전문 공정 설계의 지도 하에 철강 투자 주조, 연성 철사 주조, 알루미늄 주조, 단조 및 기계 가공을 통합하는 기업의 역량에 중점을 둘 것입니다. Industry 4.0의 심층적인 발전으로 디지털 트윈, AI 프로세스 최적화 및 3D 프린팅 금형 제조와 같은 새로운 기술이 전체 생산 워크플로우에 더욱 통합될 것입니다. 제조업체는 단순한 부품 공급업체에서 원스톱 금속 성형 솔루션 제공업체로 전환할 것입니다.
다음 단계에서 국내 주조 및 단조 산업은 계속해서 고급 공정 격차를 해소하고 독립적인 공정 설계 역량을 강화할 것입니다. 전체 프로세스 시스템을 활용하여 업계는 해외 제조업체가 보유한 고정밀 핵심 부품의 기술 독점을 깨고 신에너지, 고급 건설 기계 및 항공우주를 포함한 전략 산업에 보다 신뢰할 수 있고 정밀하며 비용 효율적인 금속 부품을 제공하며 중국 고급 장비 산업 체인의 독립성과 통제성을 강화할 것입니다.
