VOLK rays만의 단조 공법
글쓴이 : AB Works 날 짜 : 07-12-20 17:38 조회 : 5554

톱카테고리 이외의 레이스에서는 여전히 주조휠이 중심이 되고 있다.

림(rim)교체가 가능한 조립 휠이나 저가로 제조할 수 있는 주조 휠은 매력적이기는 하지만 단조휠에 비해 제품의 안전성이 떨어진다.

보다 가볍고 보다 강한 제품으로 신뢰받기 위해 노력하는 레이즈 엔지니어링사(社)는 단조 기술이야말로 레이싱 휠에 가장 적합하다고 생각했다.

레이싱휠은 패널 하부를 가볍게 해주는 총중량은 물론 회전 외주부 ,즉 림부분을 경량화해야 한다.그래서 단조기술이 중요시되는 것이다.

레이싱 파워의 기본인 미드 십(midship)은 차체중심으로부터의 거리와 무게가 중요한 포인트가 된다.바로 이것이 관성 모멘트이다.

헤머의 자루부분(나무)을 쥐고 휘두르는 것보다는 헤드부분(금속)을 쥐고 휘두르는 것이 당연히 움직이기 쉽다.이것은 중심이 무겁고 중심에서 멀리 있는 부분이 가볍기 때문이다.휠에도 이런한 원리를 적용할 수 있는데,림 부분이 가벼운 것이 유리하게 된다.

이때 또 한가지 가장 중요한 사항이 있는데 손잡이가 긴 스패너와 짧은 스패너로 너트를 조일 경우,손잡이가 긴 쪽이 휠씬 큰 힘을 줄 수 있다.

너트를 드라이브샤프트(drive shaft)에 스패너를 휠에 비유한다면 직경이 작은 휠을 돌리는 것보다 직경이 큰 휠을 돌리는데 더 큰 힘이 필요하다는 사실을 알수 있다.그러므로 차종이 가볍고 순발력을 요하는 포뮬러는 직경이 작고,육중하며 힘있는 장거리용 GT-car는 직경이 크다.

림은 외주부에 걸쳐있기 때문에 두께는 무게에 큰 영향을 준다.
무엇보다도 중요시되는 부분은 두껍게,힘이 가지 않는 부분은 약하게 만드는 것이 이상적이다.

림 성형의 일반적인 방법은 주조 원피스의 경우에는 우선 틀에 주조해 넣어 대충 성형한 후,절삭 가공 과정을 거치게 된다.이때 한번 녹여서 성형하기 때문에 정밀한 금속 조직을 얻기는 어렵다.강도를 높이기 위해서는 두께를 높여야 하기 때문에 무거워지게 된다.판 림일 경우에는 판재를 스피닝롤로 틀에 밀어붙이면서 성형하게 된다.일정한 두께의 판재를 구부리면 그 부분이 늘어나고 두께가 얇아지게 되므로 강도가 떨어진다.

레이즈 엔지니어링의 단조림은 발렛이라는 금속 덩어리 상태에서 3~4회정도 형태가 바뀌게 되며,단조공정과 스피닝공정을 통해 두께가 컨트롤되면서 성형되어진다.단조 림은 간단한 스피닝 성형을 거쳐 절삭 가공되면,단류선(단소 성형시 생기는 근육이 섬유조직과 같은 금속조직)이 끊어 버리게 되어 원하는 강도를 얻을 수 없게 된다.그러므로 두께를 컨트롤하는 성형에는 판 림의 스피닝 머신과는 다른 강력한 힘을 가진 스피닝 머신이 필요하게 된다.

레이즈 엔지니어링은 냉간 스피닝과 열간스피닝법으로 제조하고 있다.
열간에서의 스피닝은 마그네슘 단조휠용으로 개발된 기술이다.마그네슘휠이 가볍다는 것은 누구나 아는 사실이다.그러나 마그네슘은 460℃이상으로 가열하면 발화되어 버리고 만다.주조 마그네슘 휠은 한번 용해된 후에 성형하는데 ,이때 발화되지 않도록 표면에 뿌린 플럭스가 불순물로 변하여 완벽한 주조품을 얻을 수 없게 된다.

마그네슘이 불순물(철,동,니켈)을 흡수하게 되면 내부 부식이 발생하기 때문이다.

레이즈 엔지니어링사는 고품질의 마그네슘 합금을 용해시키지 않고 엄격한 온도 관리를 통해 단조 프레스공정과 열간 스피닝 공정을 실시하고 있다.

따라서 불순물의 침입을 막고 최적의 온도를 유지하면서 열간에서 스피닝성형을 해줌으써 단련비율을 최대한 높여서 강하고 얇은 림 부를 성형할 수 있게 되는 것이다.단조는 흔히 여러 가지 금속을 겹쳐서 두들기고 구부려서 불속에서 여러 번 가열하는 일본도에 비유된다.

바로 해머 단조라는 것이다.

휠단조는 빌렛(단조재)을 가열해 5500t의 강력한 힘을 가진 프레스기로 늘리듯 단련하면서 성형하기 때문에 금속조직이 끊어지지 않고 섬세하게 연결된다.이것을 단류선이라고 한다.

단조기는 위 아래에서 힘을 가하기 때문에,보통 단조1피스의 휠은 디스크 부와 림부를 각각 성형한다.
우선 가공한 빌렛을 온도 관리실에서 원반형으로 늘린다.

그리고 다음공정과정에서 디스크형태로 2면,3면과 금형을 바꾸고 디스크부의 성형이 끝나면 림부의 냉간 스피닝 공정으로 넘어간다.그러나 마그네슘은 모든 공정을 열간에서 해야만 한다.

그래서 레이즈 엔지니어링은 이미 열간에서 디스크 부와 림부를 동시에 같은 단조기에서 성형하기 위한 연구에 몰두해왔다.위 아래에서 누르는 힘만으로는 금형 전면에 골고루 힘이 가기 때문에,금형을 조금씩 기울여 금형 전면에 힘이 미치지 못하게 해서 한곳에 힘을 모아 회전시킴으로써 그 힘을 계속유지하게 한다.그리고 이와 동시에 디스크 성형을 끝낸 후 좌우에서 스피닝 롤러로 림부분을 성형한다.이 작업은 열간에서 처리하게 된다.이것이 바로 레이즈 엔지니어링의 "회전단조기"방식이다.

회전단조공법은 빌렛을 즉시 디스크 디자인 성형으로 바꾸고 동시에 림 부분을 열간 스피닝처리를 함으로써 공정 과정을 대폭적으로 단축시키는 것이 목적이다.디스크와 림 부의 성형을 동시에 처리하는 것은 공정과정의 단축은 물론 디스크와 림을 접합할 수 있다.

상하 좌우 방향에서 단조가 이루어지기 때문에 스포크(spoke)타입의 접합부에서도 불필요한 부분이 생기지 않고 모든 공정을 열간에서 함으로써 단련비를 최대한 얻을 수 있게 되면 또한 가볍고 강한 원피스의 휠을 만들어 낼수 있게 되는 것이다.

JGTC용 마그네슘단조 원피스 센터 록 휠은 이러한 회전단조공법의 장점을 최대한 살린 것이다.

센터 록 시스템에는 회전방지 역할을 하는 토크 핀이 있다.대부분의 레이싱은 6개의 토크핀을 채용하므로,레이즈 엔지니어링도 브레이킹 강성이 높은 6개의 스포크디자인을 채택하고 있다.6개의 굵은 스포크는 강성이 높고 림과의 접합 면적도 넓게 성형되기 때문에 뒤틀리지 않고, 정지할 때나 핸들을 꺽을 때에도 강성이 높아진다.또한 6개의 스포크는 진원을 얻기 쉽고,마그네슘 합금은 온도에 따라 수치변화도 적기 때문에 절삭 가공도 뛰어나며 컴퓨터 제어에 의한 높은 정밀가공에 의한 진원도가 높은 레이싱 휠을 완성할 수 있게 해준다.

강성도와 진원도는 드라이브 필링에 크게 관여하여 선수나 자동차에 스트레스를 줄수도 있다.이러한 면에 있어서도 레이즈의 마그네슘 단조휠은 다른 레이싱 휠에 비해 높은 평가를 받고 있다.올해 JGCT는 ABS를 사용하지 않고 18인치 레이싱 림에 대형 로터(Rotor) 와 거대한 직경을 채택하기로 하였다.