기가캐스팅은 단 하나의 거대한 알루미늄 주조로 100개 이상의 개별 파트를 대체하는 제조 테크놀로지입니다. 이는 조립시간을 45분에서 단 90~120초로 단축하여 시간을 절약할 뿐만 아니라, 비용, 재료, 중량도 함께 줄여줍니다. 자동차 산업은 특히 단 1kg이라도 줄여야 하는 전기차 분야에서 차량 조립품을 더 가볍고 경제적으로 제조하기 위해 이 테크놀로지를 대대적으로 이용하고 있습니다. 하지만 후처리 공정은 복잡합니다. 돌출부를 잘라내고, 버르를 제거해야 하며, 표면 세척도 이루어져야 합니다. 게다가 이 모든 과정이 대량 생산에서 신뢰성 있고 신속하게 진행되어야 합니다. 바로 이 지점에서 레이저가 네 가지 특화된 솔루션을 제시합니다.
4가지 후처리 솔루션 한눈에 보기
Degating – 돌출부 제거:
다이캐스팅 부품이 금형과 냉각조에서 나오면 외측 컨투어를 따라 10~30개의 기괴한 구조물들이 돌출되어 있습니다. 가느다란 다리에 발이 달린 듯한 모양이나 납작한 비스킷처럼 생긴 이 구조물들은 업계 전문용어로 주로 "게이트(Gates)"라고 불립니다. 이는 주조금형으로 연결되는 주입로에서 굳어진 2~6mm 두께의 알루미늄입니다. 첫 번째 후처리 공정은 바로 이러한 거친 잔류물을 제거하는 작업입니다.
레이저 솔루션: 6kW 이상의 고출력 레이저에서 나오는 광이 이러한 돌출부를 잘라냅니다. 수 킬로와트에 달하는 강력한 출력 덕분에 절단 작업은 매우 정밀하면서도 동시에 순식간에 끝나기 때문에, 알루미늄 부품으로 유입되는 열이 최소화되어 부품이 변형되지 않습니다. 생산 라인에서는 원격 절단용 광학장치가 장착된 6축 로봇이나 회전 교환기가 포함된 레이저 셀 내의 절단 헤드가 이 작업을 수행합니다.
Deburring & Hole-Making – 버르 제거 및 구멍 절단:
주조기의 체결력이 아무리 높다 하더라도, 압입된 액상 알루미늄은 금형의 양쪽 면이 맞닿는 아주 미세한 틈새로 흘러 들어갑니다. 그 결과 총 길이가 8미터에 달할 수 있는 종이처럼 얇고 날카로운 버르가 발생합니다. 또한, 추후 조립을 위해 구성품에 수십 개의 구멍과 홈을 가공해야 합니다.
레이저 솔루션: 제조셀 내의 레이저 또는 로봇에 탑재된 스캐너 레이저가 컨투어를 따라 이동하며 불필요한 모든 잔류물을 제거합니다. 이러한 정밀 작업에서는 가공 속도와 품질의 최적 균형을 위해 순수한 레이저 출력보다 높은 빔 브릴리언스가 더 중요합니다. 2 BPP(Beam Parameter Product)의 브릴리언스를 가진 레이저 빔이 버르를 제거하고 조립용 구멍을 밀리미터 단위로 정밀하게 절단합니다.
마킹 (이력 추적성, DataMatrixCode):
기가캐스팅의 경우 단 하나의 대형 구성품이 수백 개의 소형 구성품을 대체하기 때문에, 완벽한 이력 추적성 역시 매우 쉽게 달성할 수 있습니다. DataMatrixCode 하나만 있으면 스마트 팩토리가 개별 구성품을 데이터베이스와 연결할 수 있으며, 이 데이터베이스에는 주조 공정의 모든 주요 파라미터(진공 압력, 유속, 도달한 체결력 등)가 저장됩니다.
레이저 솔루션: 마킹 스테이션은 프로세스 체인의 다양한 위치에 통합할 수 있습니다. 스캐너로 제어되는 펄스 방식 레이저 빔이 알루미늄 표면에 콘트라스트가 명확한 마킹을 수행합니다. 이 마킹은 카메라로 판독이 가능하며, 후속 프로세스 체인에 있는 기계와 로봇에 가공 정보를 제공할 수 있습니다.
표면 가공:
알루미늄 주조 구성품의 표면에는 다양한 유형의 오염물질이 존재합니다. 금형에서 묻은 이형제 잔류물(오일 및 플루이드)을 비롯하여 주조 분말 또는 연기 잔류물 등이 이에 해당합니다. 또한, 알루미늄 표면에는 산화층이 빠르게 형성됩니다. 이러한 모든 요소는 용접, 접착, 실링 등 후속 프로세스 체인의 조립 단계에 부정적인 영향을 미칩니다.
레이저 솔루션: 스캐너 제어형 초단펄스 레이저가 필요한 접합부만을 선택적으로 세척합니다. 산화층과 오염물질은 기화되어 흡입 청소됩니다. 그뿐만 아니라, 적절한 파라미터를 설정하면 레이저 펄스가 마이크로 수준에서 표면의 결정 구조를 균질화하여 후속 실링 작업을 용이하게 만듭니다. 그 결과 소위 도막하 부식이 더 이상 발생하지 않아 접합 작업이 수월해지고 품질은 더욱 향상됩니다. 접착 준비에서 레이저는 추가적으로 미세한 구조화 공정을 수행합니다. 이러한 작은 노하우는 비표면적을 넓혀 소위 젖음성과 접착력을 대폭 향상시킵니다.
