Aluminum Extrusion Mold

Liquid Nitrogen

Cooling System

CVS만의 액체질소 냉각 시스템

압출 공정에서 발생되는 금형의 베어링면 과열을 방지하고, 정밀한 압출 온도 컨트롤로 일정한 온도를 유지합니다.
제품에 따라 압출속도가 75%~300% 이상 향상되어 생산성이 향상되고, 기체 질소로 공기를 차단하여 제품의 산화를 방지합니다.
압출금형의 교체주기를 100% 이상 연장할 수 있으며, 일정한 온도 컨트롤로 제품의 LOSS를 줄일 수 있습니다.

기존 알루미늄 압출 공정의 문제점과 개선방안

    기존 공정의 문제점

  • Billet Heating 온도
  • 금형 예열온도
  • 마찰열 발생
  • 압출품 산화
  • 제품 앞 뒤의 LOSS
  • 짧은 금형 수명

    CVS 액체질소 냉각의 효과로 인한 개선점

  • 균일한 온도 관리
  • 재질별 온도 관리
  • 액체질소 자동 냉각
  • 질소로 압출면 공기 차단
  • 줄어드는 압출품의 LOSS
  • 금형의 수명연장

설비 구성

CVS 기액분리기 저장탱크

Double Cooling Unit

진공펌프

옥외 액체질소 보관 탱크 및 보온 배관 라인

액체질소 유량 제어밸브

Control Panel

적외선 온도계

진공배관

CVS액체질소 냉각 알루미늄 압출 공정순서

01

1. 알루미늄 빌렛트(알루미늄 덩어리)를 뜨거운 열로 가열시킵니다.

02

2. 가열된 알루미늄 빌렛트를 압출기에 넣습니다.

03

3. 가열된 알루미늄 빌렛트를 압출기에서 큰 힘으로 밀어냅니다.

04

4. 압출품의 온도를 적외선 온도계가 체크합니다.

05

5. 압출품의 온도에 따라 설치된 액체질소 주입구가 금형의 베어링면을 액체질소로 냉각합니다.

06

6. 알루미늄이 금형의 형태로 압출되어 나옵니다.

07

7. 압출된 압출품을 물 또는 바람으로 냉각하여 적절한 크기로 절단합니다.

08

8. 압출된 압출품은 종류에 따라 아노다이징 방식으로 컬러를 입히거나, 적정 크기로 절단하여 생산됩니다.

알루미늄 압출금형 액체질소 냉각 시스템의 기대 효과

  • 1. 압출속도를 올려도 온도 컨트롤이 가능하여 일정한 온도로 압출이 가능합니다.

    알루미늄 압출 시 금형의 베어링면에 액체질소를 공급합니다.
    액체질소가 금형의 베어링면을 냉각시켜 알루미늄 압출품의 온도를 설정온도로 제어할 수 있습니다.
    압출 속도를 2~4배 상승하여도 마찰열을 액체질소로 냉각하여 설정 압출 온도로 생산됩니다.
    따라서 기존대비 생산량을 획기적으로 증가시킬 수 있습니다.

  • 2. 압출품의 LOSS를 줄일 수 있습니다.

    알루미늄 빌렛트를 압출 온도로 가열하여 압출하면, 액체질소 냉각으로 가속 공정의 제품도 LOSS를 획기적으로 감소시킬 수 있습니다.
    가열된 빌렛트를 압출 하면 액체질소 냉각에 의해 설정된 압출 온도를 유지할 수 있어서 가속공정에서 발생하는 LOSS가 감소됩니다.
    가속공정의 감소로 제품의 LOSS는 감소하고 생산량은 증가합니다.

  • 3. 제품의 표면조도가 높아집니다.

    액체질소 냉각으로 압출 온도를 일정하게 유지가 가능하여, 스케일이 발생되지 않고, 픽업등 모든 압출 불량이 발생되지 않습니다.
    스케일 발생을 완벽하게 방지하여 표면조도는 기존대비 월등히 높아집니다.
    또한, 액체질소 냉각을 사용 후 기화되는 기체질소는 공기를 차단하는 역할을 합니다.
    공기가 차단되면 압출품의 산화를 방지할 수 있습니다.

  • 4. 일정한 온도의 압출품은 기계적 성질과 물리적 성질이 변하지 않습니다.

    굽힘 강도 테스트 결과 500mm, 1000mm에서의 굽힘 강도의 수치가 일정하게 측정되었습니다.
    제품의 후 가공 처리에서 일정한 제품을 생산할 수 있기 때문에 불량률 감소와 제품의 품질이 상승합니다.

  • 5. 액체질소 냉각으로 압출 금형에서 생산되는 빌렛트 압출 수량을 획기적으로 증가합니다.

    스케일의 발생을 완벽하게 억제하기 때문에 금형의 수명이 획기적으로 증가합니다.
    기존 압출금형은 빌렛트 압출 수량을 약 30개 생산 한 후 재열처리 및 사상 작업을 해야 하지만,
    액체질소 냉각을 사용한 압출 금형은 기존 대비 10배 이상 압출 횟수가 증가합니다.

일정한 온도로 생산된 압출품의 굽힘 강도 테스트

액체질소 냉각으로 압출 생산 후 굽힘 강도 테스트 결과 압출 속도가 증가하여도 500mm, 1000mm에서의 굽힘강도가 균일하게 압출됩니다.
압출 온도가 일정하기 때문에 생산된 압출품의 품질이 균일하며, 제품의 품질이 일정하게 생산됩니다.

구분 액화질소적용 3점 굽힘강도 3점 굽힘강도(기존)
속도 1000mm 500mm 1000mm 500mm
3.8mm/s 116kgf 223kgf 118kgf 228kgf
4.7mm/s 116kgf 223kgf
5.0mm/s 114kgf 224kgf
5.5mm/s 116kgf 224kgf

* 자료 출처 : 금성ACE산업 데모 테스트 시험 성적표

RAM 이동속도에 따른 압출품 치수 변화 측정

압출 속도를 상승하여 마찰열이 올라가도 액체질소로 냉각하여 설정 압출 온도로 조정하기 때문에 압출 제품의 치수 변화가 없습니다.
아래 표는 액체질소 냉각 시스템을 사용하였을 때의 압출속도 상승에 따른 구간별 치수 변화 표입니다.
액체질소 냉각 시스템을 사용하면, 제품의 치수를 일정하게 유지할 수 있습니다.

구분 Cavity Point RAM 이동속도 (m/min)
3.8 <양산속도> 4.7 5.5
구간1 구간2 구간3 구간1 구간2 구간3 구간1 구간2 구간3
치수1
(Ø27.6)
c1 p1 27.58 27.58 27.62 27.57 27.57 27.60 27.56 27.55 27.58
p2 27.65 27.68 27.70 27.67 27.67 27.71 27.68 27.68 27.71
c2 p1 27.56 27.56 27.60 27.57 27.57 27.59 27.55 27.55 27.56
p2 27.64 27.64 27.71 27.63 27.67 27.70 27.62 27.65 27.70
Avg. 27.61 27.62 27.66 27.61 27.62 27.65 27.60 27.61 27.64
치수2
(Ø20.3)
c1 p1 20.39 20.39 20.36 20.39 20.39 20.37 20.39 20.40 20.37
p2 20.41 20.41 20.38 20.41 20.41 20.38 20.41 20.40 20.39
c2 p1 20.41 20.41 20.38 20.39 20.40 20.39 20.38 20.40 20.37
p2 20.42 20.42 20.41 20.40 20.41 20.40 20.39 20.40 20.38
Avg. 20.41 20.41 20.38 20.40 20.40 20.39 20.39 20.40 20.38
치수3
(11.2)
c1 p1 11.23 11.25 11.25 11.22 11.23 11.25 11.24 11.26 11.26
p2 11.23 11.24 11.22 11.25 11.24 11.25 11.26 11.24 11.26
p3 11.24 11.26 11.26 11.24 11.24 11.25 11.26 11.24 11.23
p4 11.20 11.23 11.20 11.20 11.23 11.25 11.22 11.18 11.21
c2 p1 11.22 11.25 11.28 11.25 11.21 11.24 11.20 11.19 11.21
p2 11.22 11.21 11.23 11.21 11.24 11.22 11.20 11.19 11.20
p3 11.19 11.24 11.23 11.20 11.19 11.26 11.23 11.25 11.23
p4 11.22 11.20 11.24 11.23 11.21 11.20 11.24 11.26 11.26
Avg. 11.21 11.23 11.25 11.22 11.21 11.23 11.22 11.22 11.23
치수4
(12.4)
c1 p1 12.43 12.43 12.47 12.38 12.39 12.42 12.41 12.42 12.48
p2 12.40 12.41 12.46 12.42 12.43 12.46 12.40 12.41 12.45
p3 12.41 12.42 12.48 12.41 12.41 12.44 12.40 12.41 12.46
p4 12.39 12.40 12.43 12.40 12.41 12.46 12.35 12.35 12.42
c2 p1 12.40 12.40 12.46 12.39 12.40 12.45 12.32 12.31 12.39
p2 12.36 12.38 12.40 12.35 12.36 12.41 12.36 12.37 12.43
p3 12.36 12.38 12.43 12.37 12.38 12.43 12.37 12.37 12.43
p4 12.38 12.38 12.44 12.38 12.38 12.43 12.39 12.40 12.45
Avg. 12.38 12.39 12.43 12.37 12.38 12.43 12.36 12.36 12.43

* 자료 출처 : 금성ACE산업 데모 테스트 시험 성적표

압출방식에 따른 알루미늄 표면의 차이

기존 방식으로 작업한 압출품

표면이 거칠며, 광택효과가 좋지 않음 불량제품이 많으며, 압출 속도가 느림

CVS 액체질소 냉각 시스템으로 작업한 압출품

아노다이징 색 표현이 우수함 압출 제품의 LOSS가 감소함 불량률이 감소함