일본산업뉴스요약

철과 알루미늄 등 이종 소재를 강하게 접합
일본스핀들제조, EV 부품 경량화 제안

일본스핀들제조(효고(兵庫) 현)는 용접이 어려운 철과 알루미늄 등 이종 소재를 대갈못을 사용하지 않고 강하게 접합하는 가공 방법을 개발했다. ‘플로우포밍(Flow Forming)’이라고 불리는 방법으로, 회전하는 알루미늄 부품을 전용 도구로 눌러 변형시켜 철 부품과 맞물리도록 하여 결합시킨다. 일본스핀들제조는 이 플로우포밍을 전기자동차(EV)용 모터 부품을 알루미늄으로 바꿔 경량화하는 방법으로서 자동차 제조사들에게 제안하고 있다.

모터의 로터샤프트와 같은 원통형 부품의 경우, 원통 중심부에 단단한 철을 사용하고 외부에 가벼운 알루미늄을 덧씌우듯 플로우포밍으로 변형시킨다. 이 때 중심의 철 부품 표면에 있는 요철 형태의 빈 공간에 변형된 알루미늄이 완전히 들어 맞도록 한다. 철과 알루미늄이 톱니처럼 완전히 맞물리면서 강한 결합력이 생겨 가볍고 강도가 높은 원통 부품을 만들 수 있게 된다.

철과 알루미늄을 접합한 샤프트 부품의 강도를 시험하기 위해 시험기로 비틀어 본 결과, 시험기의 상한인 8,000뉴턴미터를 확인. 분리하는 시험에서는 철 부품끼리 접합된 부품이 180킬로뉴턴까지 견뎠고, 알루미늄과 철이 접합된 부품은 116킬로뉴턴까지 견뎠다.

일본스핀들제조는 앞으로 자동차 관련 제조사 등에 플로우포밍을 통한 이종 소재 접합 가공법과 전용 기계 채택을 제안. 모터용 샤프트와 트랜스미션 부품 등, 현재 프레스기를 이용해 압입(圧入) 또는 절삭 공법 등으로 통해 생산하고 있는 철 부품의 치환을 목표로 한다.

나일론 등 수지에 금속을 결합시키는 것도 가능해 앞으로는 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP) 등과의 접합에도 도입하는 등, 새로운 용도 개발도 추진한다.

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