단조 해석 기술의 발전과 소성가공 산업의 변화

CAE 기술과 함께 성장한 대한민국 소성가공 산업

소성가공 기술은 한 국가의 산업 경쟁력을 가늠하는 핵심 지표로 여겨진다. 이 기술의 발전은 소재 산업 (제강, 비철금속, 압연, 인발, 열처리), 수요 산업 (자동차, 전자, 조선, 건설기계, 농기계), 기반 산업 (금형, 윤활, 자동화, 장비) 등 다양한 분야의 동반 성장을 이끌며, 기술력과 경험, 고급 인재, 장기적 투자 역량이 복합적으로 뒷받침되어야 가능한 고부가가치 산업이다. 이러한 이유로 소성가공 산업은 진입장벽이 높은 선진국형 산업으로 분류된다.

우리나라는 짧은 기간 동안 괄목할 만한 성장을 이루었으며, 현재는 세계 5대 소성가공 기술 강국으로 평가 받고 있다. 특히, 정부의 부품소재 산업 육성 정책과 자동차 산업의 급성장, 제철 산업의 경쟁력 강화와 같은 요소들이 시너지를 이루었고, 여기에 단조 시뮬레이션과 같은 CAE (Computer-Aided Engineering) 기술이 큰 기여를 했다는 점은 부인할 수 없다.

소성가공은 일반적으로 체적소성가공 (단조, 압출, 인발 등)과 판재소성가공으로 분류된다. 이 중 단조는 오랫동안 소성가공을 대표하는 공정으로 인식되어 왔으며, 시뮬레이션 관점에서도 가장 광범위하게 연구되고 활용되어 왔다. 최근에는 판단조 공정에서도 단조 시뮬레이션 방식을 적용하는 사례가 늘고 있어, 단조 해석 소프트웨어의 활용도는 더욱 확대되고 있다.

1990년대 중반, 대한민국 제조업을 바꾼 단조 해석 기술

과거에는 시행착오 기반의 단조 공정 개발이 일반적이었으나, 이는 시간과 비용 면에서 비효율적이다. 특히, 대량생산 체계를 갖춘 산업에서는 실험 장비를 개발 목적으로 장시간 사용하는 것이 어렵고, 이로 인해 공정 개발의 성공 여부는 가격과 품질 경쟁력에 직접적인 영향을 미쳤다.

이러한 문제를 해결하고자, 1990년대 중반부터 세계적으로 단조 해석 소프트웨어의 도입이 본격화되었다. 국내에서는 국산 소성가공 해석 소프트웨어 AFDEX의 등장으로 CAE 기술의 활용이 활발해졌으며, 특히 중소기업을 중심으로 빠르게 확산되었다. 이는 1990년대 당시 부품 국산화 수요 증가와 저가의 단조 장비 확보가 가능했던 산업 경제적 배경과 맞물리며 큰 시너지를 낼 수 있었다.

그림1. 1990년대 중반 AFDEX를 활용한 적용 사례

소성가공 해석 소프트웨어의 진화와 산업 적용 확대

AFDEX와 같은 고정도 단조 해석 소프트웨어는 단기간 내에 신뢰성 높은 결과를 도출할 수 있어, 과거 수개월이 걸리던 공정 개발을 단 1-2주 이내로 단축시켰다. 특히, 자동차 부품 산업에서는 이러한 기술이 시험 생산을 최소화하고 제품 품질을 향상시키는 데에 핵심적인 역할을 하고 있다.

오늘날, 소성가공 해석 소프트웨어는 고정도화, 자동화, 실무 적용성 강화 등의 방향으로 진화하고 있으며, 실제 산업 현장에서의 공정 최적화 및 신속한 제품 개발을 가능케 한다. 우리는 이러한 산업 흐름을 선도하는 단조 해석 소프트웨어 개발 전문 기업으로서, 단조 산업과 CAE 해석 기술의 융합을 통해 고객의 경쟁력을 높이고자 지속적으로 노력하고 있다.

그림2. AFDEX의 최근 적용 사례

참고문헌

[1] 전만수 편집, 소성가공 CAE Workshop 1996.