철강 등 전통 제조업에서 발생하던 중국의 공급과잉이 전기차‧배터리‧태양광 등 신산업으로 확대되는 가운데, 이를 대응하기 위한 미국‧EU...

일본제철은 9월 유통향 H형강 판매 가격(8월 계약, 9월 생산)을 전월 대비 동결한다고 21일 밝혔다. 지난 1월 계약에서 5,000엔 인상 뒤 수요 둔화가 이어지면서 7개월 연속 동결을 유지하는 모습이다. 도쿄제철과...

독일에 본사를 둔 유럽 최대 철강기업 티센크루프(Thyssenkrupp)가 탄소중립 철강 생산을 확대하기 위한 움직임에 나섰다. 탄소국경제도(CBAM) 등 산업계에 드리운 탄소 배출 저감 압박에 영향을 받은 것으로 보인...

■기가프레스의 극복과제

기가 프레스 시스템은 구성을 위한 막대한 투자비 문제 및 기존 생산 인프라와의 충돌로 인하여 기존 자동차 회사, 대형 다이캐스팅 회사에서 빠르게 도입하기에는 한계가 있다는 것이 사실이다. 테슬라나 중국 자동차 회사들과 같이 기존 공장 및 대형 다이캐스팅 시스템이 없던 상황에서는 새로운 공장을 설립하고 초대형 기가프레스 시스템을 도입하는데 상대적으로 유리한 조건이지만, 이와 달리 오랫동안 자동차를 생산해 왔던 완성차 회사들의 경우에는 기존 대형 생산시설 / 공장의 유지 상태에서 대규모의 플랜트를 조성하는데 많은 제약이 있을 수 밖에 없다.

또한 초대형 금형의 제작비용 문제로 인하여 자동차 부품의 특성상 수시로 발생할 수 밖에 없는 설계변경등에 빠르게 대응할 수 없고, 고객들의 요구에 맞춰 신모델을 자주 개발하는데 제약이 있을 수 밖에 없다. 또한 생산기술의 발전으로 기가프레스를 적용하지 않고도 기가프레스 제품과 경쟁력을 확보할 수 있는 자동차들이 지속적으로 기존 자동차 회사에서 출시를 하면서 “기가프레스의 가격경쟁력 확보가 지속 가능한 경쟁력인가?” 라는데 의문점이 생기고 있다.

최근 테슬라 차량 사고 분석 시 볼트 빠짐 문제에 대해서 일체형 제품 생산으로 인한 제품 부위별 품질 불안정이 제기 되는 등 초대형 제품에 대한 품질 부위별 신뢰성 확보도 기가프레스가 극복해야 할 사항이다. 또한 차량 사고 시 일체형 부품에 대한 교체 방법 및 비용 문제도 아직 뚜렷한 해결방안이 제시되지 못하는 점은 기가프레스의 확대적용 시기에 대한 많은 제약이 남아 있음을 의미 한다.

■중소 다이캐스팅 업계의 미래차 대응 전략

1. 용탕관리를 강화 하여야 한다
기존의 고압주조 공법에서는 용탕내 수소가스가 민감한 문제로 인식되지 않았다. 오랜 자동차 부품의 운영 이력으로 사용자 측에서도 합리적인 수준의 품질관리 기준을 제시 하였고 그러한 정도의 품질은 고압주조 공법으로는 수소가스의 함유량과 관계없이 만족 시킬 수 있었다. 하지만 미래차(전기차) 부품의 생산이 시작되면서 제품의 강도(Strength)와 더불어 연신율(Elongation)이 매우 중요한 품질 관리요소로 등장 하였고, 구조재 및 인버터 케이스 등과 같이 열처리 및 용접이 필요한 제품 개발이 활발해 지고 있다.

그리고 전기차의 경우 차량화재시 열폭주로 인한 안전 문제가 심각하게 대두 되면서 냉각수 누설 방지를 위하여 기포 및 이물질등의 관리 기준이 ‘무결점’으로 까지 요구 되고 있다. 즉 기존의 관리기준에서는 허용되던 미세기포조차도 불량으로 판정되면서 미세기포(Micro Porosity, Pin Hole)를 관리하기 위한 용탕내 수소가스 함량 관리 및 연신율에 치명적인 역할을 하는 용탕내 이물질 관리가 핵심 요소로 부각되고 있다.

가장 안정적으로 가스제거를 할 수 있는 GBF장치를 도입하거나, 당장 도입의 여력이 되지 않는다면 포러스플러그(Porous Plug) 방식등의 저 비용의 대체 방법을 이용하여서라도 수소가스 및 이물질 관리 시스템을 조기에 정착하여 용탕 품질을 안정화 하는 것이 중요하다.

2. 진공을 사용하여야 한다
과거차와 같은 품질기준(Micro Porosity허용, 일부 부위별 Macro Porosity허용)은 미래차의 강화된 품질기준에서는 더 이상 허용이 되지 않을 것으로 품질 계획을 하여야 한다. 진공장치는 현 시점에서 가장 효과적으로 기포의 발생을 억제할 수 있는 장치이고 특히 장기적으로는 고진공시스템(50mbar이하 진공도 확보)를 목표로 하여야 하지만 당장의 고진공 시스템을 도입하는데 어려움이 있다면 순차적으로 금형분할면의 다이실링(Die Sealing)을 적용하여 진공효과를 극대화 시키는 개선을 진행 하여야 한다. 그리고 엔지니어들은 진공장치별 특성 및 원리에 대한 학습을 충실하게 하여 진공효과의 유지 신뢰성을 확보할 수 있도록 공정 관리를 하여야 한다.

3. 변경점 관리를 하여야 한다
품질관리의 시작과 끝은 변경점 관리라고 할 수 있다. 금형 수정에 대한 이력은 대부분 회사에서 기록을 유지하고 있지만 그 외 4M관련 사소한 변경내용은 기록물의 확보가 되지 못하고 있는 실정이다.

특히 다이캐스팅 공장의 특성상 외국인 작업자의 비율이 늘어나고 있는데 이로 인하여 더욱 현장의 사소한 변경점의 기록이 더욱 진행되지 못하고 있다. 변경점기록의 필요성, 중요성은 미래차 특히 전기차의 화재등 과거차 생산시에서는 경험하지 못하였던 문제발생시 발생원인의 추적, 귀책에 대한 분쟁 대응, 재발방지 등의 활동에 그 중요성이 더욱 증가하고 있다. 각 운영자는 외국인 작업자를 포함한 전사적 그리고 실효성있는 변경점 관리 시스템 도입을 하여야 한다. 

서명철 자동차부품산업진흥재단 전문위원

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