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리튬 이온 사각 배터리 케이스의 충격압출 공정 유한요소해석
임재혁(J. H. Lim),최석우(W. Choi),신정학(J. H. Shin),이종섭(J. Lee) 한국소성가공학회 2014 한국소성가공학회 학술대회 논문집 Vol.2014 No.10
최근 전기자동차와 ESS(Energy Storage System)시장이 성장함에 따라 리튬 이온 배터리 케이스의 수요가 증가하고 있다. 기존의 배터리 케이스는 딥드로잉 공정을 통하여 제조되었으나, 다단 공정을 필요로 하기 때문에 보다 우수한 생산성과 가격 경쟁력을 확보하기 위하여 충격압출 공정이 대안으로 제시되고 있다. 충격압출은 빠른 속도로 움직이는 펀치를 이용하여 소재를 후방압출하는 공정으로 정확한 치수정밀도를 갖는 배터리 케이스를 단일공정에 의해 제조할 수 있다는 장점이 있지만, 정밀한 금형설계가 필요하며 케이스 측벽부에 이어링과 벌징 같은 성형결함이 발생할 수 있다. 본 연구에 사용된 상용 유한요소해석 소프트웨어는 DEFORM 3D이며, 소재는 강소성 변형을 고려한 A16061 압연판재를 사용하였다. 장변부와 단변부 내에서 각각 유동속도 구배로 인해 발생하는 성형결함을 분석하여 리튬 이온 배터리 케이스의 성형결함을 줄이는 방안을 제시하였다.
충격압출 성형공정에서 초기 슬러그 형상에 따른 Al 사각컵의 이어링 영향 분석
임재혁(J. H. Lim),최석우(S. Choi),정완진(W. J. Chung),신정학(J. H. Shin),이종섭(J. Lee) 한국소성가공학회 2015 금형가공 심포지엄 Vol.2015 No.8
In this paper, the effects of initial slug design on the earring of square cup manufactured by impact extrusion process are studied. High friction between Al and die and high aspect ratio of final cup tend to induce the earring of square cup because those make metal flow limited in the short side. The process parameter such as friction, punch and die design, forming temperature, aspect ratio of final cup and initial slug design can reduce the earring by controlling metal flow. Among them, initial slug design can easily control metal flow at initial upsetting mode. Since it is expected to make metal flow adjusted, two types of initial slug design are adopted that remove the volume along width and thickness direction respectively. It is shown that initial slug design can be effective to adjust metal flow for long and short side simillary.