Core Molding Process for Aluminum Alloy Castings that Evolves Engine Performance and Factory Environment

엔진효율과 공장 환경을 진화시키는 알루미늄합금 주물용 중자법

1. 서론

자동차용 엔진의 중요부품인 알루미늄합금 실린더헤드는 출력향상과 연비향상에 대한 치열한 경쟁속에높은 열효율을 목표로 제품기능 중시의 측면에서는 한층 더 복잡한 형상에 대한 요구가 날로 높아지고 있다 [1]. 다른 한편으로는 알루미늄 주물공장에서 제조를 유지해 나가기 위해서는 선진국에 국한되지 않고, 공장 안팎 구분 없이 환 경부하저감과 높은 생산성의 양립이 요구된다. 그림 1에 실린더헤드의 외관과 단면을 표시한다.

그림 1. 엔진용 실린더헤드 외관도와 단면도

이와 같은 환경에서 차세대 엔진 시리즈에 대한 알루미늄 합금 주조의 생산기술에서는 향후 십수년에도 「제품기능, 환경성능, 생산성」을 계속적으로 지탱해 나가기 위해서는 수준 높은 자질이 요구된다. 우리들은 50년 이상에 걸쳐 알루미늄 합금 주물의 중공부를 형성하는 중자조형법으로서 쉘몰드법을 이용해 왔다. 쉘몰드법은 높은 「제품기능, 환경성능, 생산성」을 실현해 온 훌륭한 공법이다. 그러나, 차세대 알루미늄 합금주물에 기대하는 까다로운 요건을 생각했을 때, 페놀수지계 점결제를 개량해나가는 종래의 수법은 한계에 다다랐다는 위기감을 감지하였다.

위의 배경으로부터 신동공업과 도요타 자동차는 앞으로도 알루미늄 합금 주물에서 경쟁력이 있는 제조를 계속해 나가기 위해, 차세대 중자조형법을 적용한 알루미늄 합금 주조기술의 공동개발에 착수하였다. 개발기술의 핵심이 되는 중자조형법의 선정에 있어서는 악취, 매연 등의 환경성능과 가스 결함으로 대표되는 주조품질 면에서 큰 우위성이 있어, 쉘몰드용 금형기술의 응용이 기대되는 물유리를 점결제로 하는 열경화 무기중자법을 선택하였다. 개발팀은 물유리 점결제에 의해 발생하는 다수의 문제를 장점으로 바꾸는 발상으로 개발에 착수하여 일본의 오리지널 생산기술인 「CS코어프로세스」를 구축하였다. 「CS」는 Clean (무연, 무취) & Smooth (고충전성, 고배사성), Circulation of Sand (모래의 순환이용)에서 유래한다. CS코어 프로세스는 2014년부터 실린더헤드의 양산을 개시, 신형 엔진용 생산기술에도 채용되어 순차적으로 전 세계에 전개 중이다. 본 논문에서는 그 개발기술의 개요에 대하여 보고한다.

2. 프로세스개발의 과제

본 개발은 단순한 환경대책이 아닌 「더 좋은 자동차」와 「더 좋은 공장」의 양립을 추구하는 과제를 설정하였다. 프로세스 개발에 있어서의 주요한 과제 3가지를 들어 차례로 해설한다.

· 혼합사 또는 중자보관의 취급성 향상

· 회수사의 재생기술확립

· 제품의 형상자유도 향상

일반적인 물유리 점결제의 혼합사는 습태사가 되어 생산현장에서는 엄격한 수분관리가 부담이 된다. 혼합사의 수분양은 중자의 강도나 조형성에 크게 영향을 미치므로 조형 후의 중자는 건조시킬 필요가 있으며, 보관중에 흡습하면 강도가 저하된다. 그러기 때문에 혼합사나 중자의 취급성은 쉘몰드법과 비교하면 악화한다.

물유리계 무기중자의 회수사를 반복 재생하는 기술을 실용화한 성공 소식은 들리지 않는다. 물유리는 배소시켜도 소실되지 않고, 약 600℃ 이상의 배소에서 사립끼리 소결, 괴상화하여 배소효과를 저해함과 동시에 노벽 등에 소착된다²?. 또한 약 800℃ 이상의 배소에서는 유리화되면 딱딱해져 모래로부터 박리시키는 것이 어렵다. 이러한 이유에서 회수사의 재생기술은 확립되어 있지 않지만 모래의 폐기를 전제로 한 공법이 수용된 상황은 아니다.

주조제품의 형상자유도를 향상시키기 위해서는 중자형 캐비티에의 충전성과 알루미늄합금 주물소재로부터의 배사성과 내베이닝성에 대해 종래의 쉘몰드법을 뛰어넘을 필요가 있다. 그러나, 일반적인 물유리 점결제의 혼합사는 습태사로 유동성이 나쁘고, 쉘의 건태사에 비해 충전성이 떨어진다. 또한, 조형한 중자는 너무 딱딱해져서 모래털기 공정에서의 배사성이 저하된다.

3. CS코어프로세스의 특징

프로세스개발은 중자조형법, 사재생법, 조형설비, 사재생설비, 형, 중자재료, 주조에의 적용, 검사방법, 품질기준 등 주조공정 전체를 망라하는 생산기술로서 확립하였다 [3]. 여기에서는 주로 중자조형법과 사재생법을 해설한다.

3.1 중자조형법과 조형기

CS코어의 조형공정을 그림 2에, 조형기의 구성을 그림 3에 나타낸다. 중자조형기는 중자재료의 혼합기능과 중자조형기능을 겸비한다. 2개의 기능은 혼합과 사출을 겸용하는 실린더를 공유하고 있다. 혼합공정에서 계량된 중자재료 (무라이트계 용융 인공사, 점결제, 발포제)를 겸용실린더에 투입하여 혼합하면 중자재료는 무스상태로 발포된다. 겸용실린더는 발포한 중자재료를 감싸며 조형공정으로 이동시켜 금형에 압착되고, 실린더 내에 있는 중자재료는 사출 플런저에 의해 압축되고, 겸용실린더 밑 부분의 노즐을 거쳐서 형의 캐비티로 사출 충전된다. 히터로 가열시킨 금형 내에서 중자재료는 소성되고, 수분은 증발하여 물유리는 탈수축합반응이 진행되고, 사립간에 가교한 중자가 경화된다. 사출을 끝낸 겸용실린더는 혼합공정으로 돌아가고, 사용한 만큼의 중자재료가 추가되어 다시 혼합하여 다음 샷을 준비한다. 소성된 중자를 금형으로부터 취출하고 금형은 다음 샷을 준비한다.

그림 2. CS코어의 조형공정

그림 3. 조형기의 구성

사출된 모래양은 사출플랜저의 사출스트로크에서 매회 측정되어 계량된 재료가 보급되므로 겸용실린더내의 모래양은 매회 샷마다 일정량으로 관리되고, 사용한 만큼만 추가 혼합되는 원샷 (one shot) 혼합을 실현한다. 원샷 혼합에 의해 혼합사의 운반, 보관에 있어서 취급성은 눈에 띄게 향상되었다.

CS코어조형기는 무연, 무취의 특징을 살려, 연기의 포집후드, 탈취 덕트 등 상부구조물이 불필요하게 된다. 거기에 금형과 충전기구의 위치관계를 근본에서부터 재검토하여 조형기 골격의 높이를 1.5m로 억제시켜 보전작업을 용이하게 하였다.

그림 4에 쉘몰드용모래 혼합설비와 조형기, CS코어조형기의 외관비교사진을 나타낸다. 주조기도 연기 보수후드나 탈취 덕트가 불필요해지면서, 라인전체에서 천정으로부터의 채광이 비추는 밝고 개방적인 작업환경이 되었다.

그림 4. 혼련기와 조형기의 외관

3.2 회수사의 재생공법과 설비

종래의 CO₂가스나 첨가재에 의해 물유리점결제를 경화시키는 공법과 달리, CS코어에서는 첨가물 등에 의지하지 않고 물유리의 열경화반응에서 중자조형하는 것을 특징으로 한다. 그 기초시험 중에서 물유리가 저온가열영역에서 불활성화와 함께 취약화 하는 특성에 착안하여 [4], 사립에의 부담이 적은 마찰연마와 조합한 「저온가열+약연마」 공법으로 사재생법을 개발, 실용화하였다. 그림 5에 사재생공정에서의 모래의 SEM 관찰 영상을 나타낸다.

그림 5. 모래재생공정에서의 모래의 SEM

재생전의 모래입자표면에 보이는 물유리 바인더의 가교흔적이 가열 후에 취약화 되고, 연마처리에서는 사립을 파괴하지 않고 가교흔적이 박리된 것을 나타낸다.

다음으로 모래 재생시스템의 양산기에 의한 평가결과를 설명한다. 여기에서 표시한 잔류바인더 지수는 재생전의 모래를 사용하여 측정한 산 (酸) 소비량을 1로 하고, 가열 처리후의 모래, 박리 처리후의 모래의 산 (酸) 소비량을 비율로 나타내었다. 재생공정을 거치는 중에 잔류바인더지수는 그림 6의 그래프처럼 감소한다. 처리 후에도 잔류바인더지수는 0이 되지는 않지만 저온가열처리에 의해 불활성화되어 보관중에 흡습하여도 괴상화하지 않는다.

그림 6. 모래재생과정의 잔류바인더 지수의 변화

그림 7에 반복 재생한 모래의 변화를 잔류바인더지표의 실적치로 표시한다. 잔류바인더지표는 재생이력이 없는 회수사에서 측정한 산 (酸) 소비량의 3배를 100으로 하고, 재생처리 후의 모래의 산 (酸) 소비량으로부터 잔류바인더양을 관리하는 품질지표로 약 3년간의 양산실적에 있어 지표치 100이하를 추측하였다.

그림 7. 반복 재생 시의 잔류바인더 지표의 양산실적

사재생시스템을 구성하는 설비는 저온가열공법의 장점을 살려 열원을 전기히터로 구성하는 것으로 자동화, 소형화, 안전성 향상을 실현하였다. 그림 8에 나타낸 것처럼 쉘몰드법과 비교하여, 재생공정에서의 CO₂ 배출량은 1/2이하가 되었다.

그림 8. 모래재생시스템의 각지표에서의 비교

또한 그림 9에 외관비교도에서 나타낸 것처럼 CS코어 사재생시스템을 구성하는 설비는 전용면적과 함께 투자와 처리능력을 1/10로 소규모화 하였다.

그림 9. 모래재생시스템의 외관비교

3.3 모래순환의 소규모화

CS코어에서는 원샷 혼합기능을 실현한 중자조형기와 소규모 재생시스템과의 조합에 따라, 주조공정을 둘러싼 모래순환은 하나의 라인내에서 자기 완결한다. (라인은 실린더헤드 년산 10만대 규모). 그림 10에 모래순환물류의 비교 이미지그림을 표시한다.

그림 10. 모래순환물류의 비교이미지

종래의 알루미늄합금주물의 대규모공장에서의 중자모래의 물류는 공장안에 재생장치, 혼합장치를 구축하고, 1ton단위의 모래캔을 포크리프트 등으로 운반하였었다. 이것과 비교하여 CS 코어가 실현한 것은 모래물류의 소규모화에 의한 라인 내 모래순환이다.

소규모시스템은 한 개 라인 단위에서 채용가능하기 때문에 도입초기의 투자부담은 크게 경감되고, 쉘몰드에서 CS코어로의 단계적인 전환이 가능해졌다. 더욱이 소형설비는 특별하게 층고가 높은 건물을 필요로 하지 않으므로, 라인 레이아웃의 자유도가 높다.

4. CS 코어의 중자특성

신형 엔진에서는 종래의 한계를 뛰어넘은 높은 열효율을 실현하기 위해, 연소실 주변의 온도를 낮출 필요가 있어 실린더 헤드의 냉각수로 (WJ:워터자켓) 형상에 대대적인 재검토가 요구되었다 [5,6]. 그림 11과 같이 WJ형상은 상하분할구조나, 가늘고 복잡한 망목구조가 채용되고, 중자조형에 있어서는 쉘 몰드법의 한계를 극복한 형상이 요구되었다.

그림 11. 워터자켓 (WJ)형상의 신구비교

본 개발에서는 형상자유도를 향상시키는 방법으로서 발포모래에 의한 충전성의 개선, 중자의 중공화에 의한 배사성 개선, 저팽창 모래에 의한 내 베이닝성의 향상을 실시하였으므로 해설한다.

4.1 형상자유도향상 (충전성)

CS코어기술에 있어서는 습태사 (젖은 모래)의 유동성 향상을 위해 미세한 양의 발포제를 첨가하여 중자재료를 혼합발포 시킴으로서 무스상태로 만들어, 모래의 마찰저항 저감에 의한 비약적인 충전성 향상을 달성하고 있다는 것이 특징이다. 그림 12에 중자재료의 혼합시간과 동적 점도의 관계를 나타낸다. 혼합발포에 의해 모래입자사이에 가득찬 기포가 베어링효과를 발생시켜 중자재료의 동적점도는 2Pa.S이하에 도달하고, 사출충전이 가능해진다.

그림 12. 중자재료의 혼련시간과 동점도

다음으로 충전성을 실제의 예로 비교하기 위해 동일한 복잡 형상에 쉘모드법과 CS코어프로세스에 모래를 충전시킨 결과를 그림 13에 나타낸다. CS코어기술에서는 양호한 충전성을 이용하여 망목구조 WJ로의 충전을 실현시키는 것에 그치지 않고, 에어블로 (air blow)식에서는 충전이 곤란하였던 복잡형상에로의 충전이 벤트 등의 형틀기술에 의존하지 않고도 가능해져 제품설계와 방안설계의 자유도가 향상되었다.

그림 13. 쉘몰드법과 CS코어프로세스의 충전성 비교

양호한 충전성은 형틀 내에 중자재료를 충전하는 경로를 생략하는 것도 가능하게 하여, 그림 14에 나타낸 것과 같이 중자의 사출구 개수와 크기를 저감하는 것으로 중자중량에 대한 사출구자리의 면적은 종래공법의 1/3이하가 되어 중자의 설계 형상자유도는 더욱 향상되었다.

그림 14. 사출구면적과 중자중량의 관계

그러나 이렇게 훌륭한 발포사출에 의한 충전성은 동시에 큰 과제도 만들어 내었다. 충전성이 너무 좋아서 바인더가 형틀의 끝에 배어나와서 모래와 바인더가 형틀에 점착되어 버린다. 들러붙은 바인더를 제거하기 위해서 청소 빈도를 늘리면 생산성이 떨어지게 된다. 이것을 회피하는 기술로서 전용의 이형제를 개발하였다. 통상의 이형제는 금형의 이형계면에 막을 만들어 중자재료와 금형이 눌어붙는 것을 방지하지만, 물유리 바인더는 강 알칼리이므로 소성에 의한 가열로 반응성이 늘어 이형막을 파괴해버리게 된다. 그래서 프로톤 공여성 관능기를 포함하는 전용 이형제를 사용하여 충전시키고, 가열된 물유리와 이 형제가 반응한 후에 남는 이산화규소에 이형계면을 형성시키게 하였다. 이러한 전용이형제의 사용으로 바인더의 눌어붙음 현상을 방지 할 수 있게 되었다.

4.2 형상자유도향상 (배사성)

신형엔진용 실린더헤드에서는 상하 2단 구조의 WJ가 배사구멍을 공유하기 때문에 모래 양 대비 배사구멍의 면적은 반감하게 된다. 더욱이 망목구조화로 국소적으로 중자의 단면적이 축소되는 형상에서는 모래의 배출경로가 큰 폭으로 제약되어 배사성이 악화된다. 이런 설계형상을 실현하기 위해서는 종래공법의 한계를 큰 폭으로 극복할 수 있는 배사성이 필요해져, 생산기술면에서의 브레이크스루 (break through)가 필수적이 되었다.

CS코어 기술에서는 배사성향상의 방책으로 바인더 마이그레이션 (binder migration) 현상을 이용하여 중자내부의 중공화 및 중공 최외각만을 경화시키는 것만으로 양호한 배사성을 실현시켰다. 그림 15에 투명형을 사용하여 사출충전과 중공화를 관찰한 실험의 연속사진을 나타낸다.

그림 15. 사출충전과 경화정도의 가시화

1에서 4에 걸쳐 캐비티에 중자재료를 충전시켜, 금형의 열(250℃)에 의해 가열경화가 시작된다. 5의 소성개시에서 6,7,8과 중자의 중심부에 중공부가 보이기 시작해, 소성이 진행됨에 따라 중자표층방향으로 모래가 이동하여 중공부가 형성되어 가는 모습이 관찰되었다. 중공화는 중자재료의 사출구로부터 먼 부분에서 시작하여 소성의 후반에서 사출구 가깝게 중공부가 형성되었다.

모래의 이동은 가열에 의한 소포 (消泡)와 수증기압에 의한 물의 확산현상이 원인이라고 생각한다. 형틀과 중자가 만나는 경계면에서 발생한 증기는 매치 플레이트 면에서 거푸집 바깥 쪽으로 배출되어, 중자표면과 내부에서 발생한 압력차로 수분의 이동이 일어나고, 수분과 함께 모래입자와 바인더가 표층을 향해 이동한다. 이 때 혼합물에 포함된 발포제에 의해 표면장력이 작아져 바인더액의 이동을 촉진시킨다.

중자시험편에서 상기의 현상을 관찰하였다. 제조조건을 표 1에 나타내고, 그림 16에 중자단면의 표면으로부터 3mm까지의 나트륨농도를 SEM-EDX로 관찰한 화면을 나타낸다.

표 1. 측정용시험편의 제조조건 (재료배합비와 금형온도)

그림 16. 단면의 나트륨 농도

표면에서 내부를 향해 나트륨농도가 저하되어 가는 양상이 관찰된다. 그림 17에 표면에서의 거리와 나트륨농도의 관계를 그래프로 표시하였다. 나트륨농도는 표면에서 10%이지만, 중자내부에 가까워질수록 감소하여 표면에서 3mm의 위치에서 거의 0%가 된다. 표층의 모래에서는 다수의 바인더가 부착하고, 내부의 모래에 부착하는 바인더가 극단적으로 적어지는 것은 그림 18의 SEM사진의 가교흔적에서도 관찰된다. 이 특징적인 모래와 바인더의 이동을 수반하는 경화 매커니즘 (바인더 마이그레이션 현상)에 의해 중자는 외각에 집중된 바인더에서 강도가 보존되고, 동시에 내부의 모래는 배출되기 쉬운 구조의 중자가 조형된다. 중자재료에 포함된 수분도 같은 형태로 마이그레이션 효과로 표층으로 이동하므로 조형 직후의 수분량은 표층과 내부에서 차이가 없고, 탈형된 시점에서 주조가 가능한 건조상태로 만드는 것이 가능해진다.

그림 17. 단면의 나트륨 농도 그래프

그림 18. 중자단면의 모래입자간 가교흔적

다음으로, 그림 19에 조형한 중자시험편을 각 온도에서 1h 가열하여 공냉시킨 후 굽힘강도를 조사한 결과를 그래프로 나타냈다. 중자의 강도는 250℃ 이상의 가열에서 저하되었다. 특히, 가열온도가 550~650℃ 부근에서는 조형시의 30% 정도까지 저하되는 경우가 확인되었다 [4]. 더욱이, 주조 시에는 중자의 최외각에 치우쳐 존재하는 바인더에 알루미늄합금 용탕으로부터의 열이 전해지면서 중자의 강도는 효율적으로 저하한다. 용탕으로부터 열을 전달받기 어려운 중자의 내부는 바인더가 적고 강도가 낮으므로 탈사공정에서 용이하게 배출된다. 이런 작업이 배사능력의 향상에 기여하여 망목구조WJ의 성립을 가능하게 만든 것 뿐만 아니라, 모래의 배출공의 개수를 줄이고, 구경을 작게 하는 것으로 제품설계의 자유도향상과 제품 원가억제를 양립시켰다.

그림 19. 중자시험편의 1h 가열 후의 잔류강도

그림 20에 WJ중자의 중량과 표면적, 중량과 배사구면적으로부터 WJ의 냉각성능과 배사성의 관계를 정리한 그래프에 각종 엔진의 WJ중자를 적용시켜 망라한 분포도를 표시한다.

그림 20. 그물코구조화와 배사한계의 관계

구형의 자연흡기엔진에서부터 터보화 등에 의한 냉각성능의 강화에 따른 배사용의 배출구를 확대·증가시키는 대응을 해 온 경위로부터, 쉘몰드중자의 배사한계선을 그리는 것이 가능하다. 한편, CS코어를 채용한 신형엔진의 실린더헤드 형상에서는 냉각성능을 대폭적으로 향상시키면서도 배사구면적을 확대하지 않고 종래기술의 배사한계선을 뛰어넘는 위치에 있는 것을 알 수 있다. CS코어 기술에서는 배사한계영역을 확대하는 것으로써 신형엔진의 핵심기술인 망목구조WJ의 성립을 가능하게 한다.

4.3 형상자유도향상 (내베이닝성)

세번째는 주조 시의 열팽창에 의한 WJ부러짐 (베이닝)이다. 베이닝은 중자의 강도가 주조 시의 열팽창에 견디지 못하고 WJ중자가 부러지는 것을 말한다. 주로 가느다란 WJ에 있어서 문제가 되기 때문에 금회의 망목구조WJ에 있어서는 중자단면적의 축소에 수반되는 베이닝이 나타날 수 있다. CS코어 기술은 회수사를 반복 재생하는 기술을 확립하는 것으로 고가의 저열팽창의 인공사를 골재로 채용할 수 있었다. 천연규사를 사용하는 종래공법의 셀중자와 비교하여, 그림 21에 나타난 것처럼 내 베이닝성을 향상시키는 것이 가능해졌다.

그림 21. 중자강도와 중자단면적에 의한 베이닝 한계

신형 엔진에서는 배기포트 밸브사이 (EX-EX밸브사이)에 위치하는 WJ중자의 최소단면적은 종래의 한계직경 60mm²이하인 50mm²로 축소하여도 열팽창에 의한 WJ부러짐의 발생은 없다. 그림 22에 종래의 단면적 95mm²의 WJ형상과 신형단면적 50mm²의 WJ형상을 나타낸다.

그림 22. EX-EX밸브 간 WJ형상의 비교

CS코어기술에서는 소개해온 독특한 충전방법이나 소성 매커니즘에 의한 충전성, 배사성, 내베이닝성의 특성 향상을 목표하여, 물유리를 점결제로하는 습태사를 사용하면서도 주조제품의 형상자유도를 진보시켰다.

4.4 중자의 내흡습성

종래의 열경화 무기중자에서는 CO₂프로세스와 같이 점결제에 사용되고 있는 물유리는 중자조형후의 시간경과와 함께 흡습하여, 강도저하나 주조 시의 가스발생과 같은 문제가 발생한다. CS코어 기술에서는 첨가물 등에 관계없이 가열한 물유리의 거동을 이용하기 때문에 쉘몰드법의 금형가열기술에서 이 문제의 해결을 목표로 하였다. 그림 23에 물유리의 시차열분석결과를 나타낸다.

그림 23. 물유리의 사치열분석

일반적으로 중자를 경화시키는 120℃를 넘는 고온영역에서 단속적인 흡열반응인 탈수축합반응이 확인된다. 고온영역에서의 소성은 강도저하를 야기하지만, 동시에 일어나는 내흡습성향상의 효과를 확인하기 위하여, 탈수축합 전후의 온도에서 물유리의 흡습에 의한 중량변화와 강도변화를 조사하였다. 그림 24에 저온소성과 고온소성에서 가열처리한 물유리의 흡습에 의한 중량변화를 나타낸다.

그림 24. 소성한 물유리의 흡습에 의한 중량변화

저온소성품에서 1h의 흡습량은 고온소성품에서 24h 분에 상당한다. 고온소성된 물유리는 흡습이 어려운 것이 확인되어 탈수축합영역에서 가열하는 효과를 확인할 수 있었다.

다음으로 중자조형 시의 소성온도를 저온 (140℃)과 고온(260℃)으로 한 시험편에서 흡습에 의한 강도저하를 조사한 결과를 그림 25에 나타낸다.

그림 25. 흡습에 의한 중자의 굽힘강도 변화

저온소성에서는 48h후에 10분의 1로 강도저하된 것에 반해, 고온소성에서는 같은 48h 후에도 90% 이상의 강도를 유지하고 있다. CS코어에서는 탈수축합이상의 온도에서 소성하는 것으로 흡습과 강도저하를 억제하여 중자의 취급성을 개선하였다.

4.5 악취와 그 외 특성

주조공정에서 발행하는 가스의 악취농도를 쉘몰드법과 비교한 결과를 그림 26에 나타낸다. CS코어에서의 악취는 쉘몰드중자와 비교하여 약 115분의 1로 저감하였다. 결과로서, 중자조형공정, 주조공정에 설치해 온 탈취 후드, 탈취 덕트, 탈취 장치를 폐지할 수 있게 되었다. 또한 여기에서는 자세히 소개하지 못하였지만 CS코어를 실용화하는 과정에서 명확해진 그 외의 특성을 쉘몰드법과 비교분류한 결과와 앞으로의 과제를 표 2에 나타낸다.

그림 26. 주조 시에 발생하는 가스의 악취농도비교

표 2. CS코어에서 조형한 중자의 특성분류

5. 맺음말

본 개발에서는, 물유리를 점결제로 한 열결화무기중자법에서, 이하의 특성을 가능하게 한 것으로써 알루미늄합금 주조생산기술로서의 가능성을 높일 수 있었다.

· 취급성이 좋은 무기혼합사 또는 무기중자

· 회수사의 반복재생기술의 확립

· 도입하기 쉬운 소규모 소순환의 무기중자 프로세스

· 제품의 형상자유도향상 (충전성, 배사성, 내베이닝성)

제조를 둘러싼 환경이 매년 엄격해져가는 선진공업국에 있어서, 향후 알루미늄합금주물 생산을 유지해 나갈 수 있는 열쇠가 되는 기술이라고 믿고 CS코어프로세스를 개발 양산화하였다. 앞으로 본 기술을 주조업계전체에서 광범위하게 사용가능하도록 한층 더 기술의 탐구를 계속해가는 것과 동시에, 보급을 위한 환경정비, 정보발신에 노력해 가겠습니다.

마지막으로, 본 개발에 협력, 진력을 다한 협력회사를 포함하여 제조공장이나 관련부서의 여러분들과 그 가족의 지원에 진심으로 감사드립니다.