새로운 에너지 차량 부품의 CNC 가공에 대한 수요가 급증합니다. 가벼운 무게와 열 방출이 핵심입니다.

본 연구는 구조화된 설계 프레임워크를 따랐습니다. 배터리 하우징, 모터 브래킷, 냉각판 등 주요 NEV 서브시스템에서 구성 요소를 선택했습니다. SolidWorks를 사용하여 설계 모델을 준비하여 치수 공차 및 표면 마감의 정확한 정의를 보장했습니다.

재료 특성 데이터는 제조업체 데이터시트에서 수집되었으며 ASTM 및 ISO 표준에 따라 검증되었습니다. 가공 공정 매개변수는 이전 산업 보고서에서 파생되었으며 CNC 가공 센터에서 시험 생산을 통해 검증되었습니다.

• 가공 장비: 실시간 모니터링 기능이 있는 5축 수직 가공 센터.
• 재료: 알루미늄 합금(6061, 7075), 스테인리스강(304, 316L).
• 시뮬레이션: 부하 시 열 발산을 모델링하기 위한 유한 요소 분석(ANSYS).
• 평가 지표: 치수 정확도(±0.01 mm), 표면 거칠기(Ra ≤ 0.8 μm), 열 전달 계수.

모든 매개변수와 테스트 설정은 재현성을 보장하기 위해 문서화되었습니다.

알루미늄 합금은 동일한 강도의 스테인리스강 부품에 비해 최대45%의 무게 감소를 달성했습니다. 가공된 알루미늄 냉각판은 열전도율을 향상시켜 배터리 시스템 효율성을 지원했습니다.

표 1 테스트 재료의 기계적 및 열적 특성

시뮬레이션 결과(그림 1)에 따르면 알루미늄 판은 동일한 열 부하에서 스테인리스강에 비해20–25% 낮은 작동 온도를 달성했습니다. 이는 배터리 수명 연장 및 냉각 시스템 요구 사항 감소를 직접적으로 지원합니다.

그림 1 알루미늄 대 스테인리스강 냉각판의 온도 분포.

이전 산업 연구(Li et al., 2022; Zhang & Chen, 2023)와 비교했을 때, CNC 가공 정밀도가 경량 합금의 성능을 더욱 향상시킨다는 것을 확인했습니다. 주조 또는 스탬핑 부품과 달리 가공 부품은 NEV 조립에 중요한 우수한 공차 제어를 보여주었습니다.

관찰된 이점은 알루미늄 합금의 높은 열전도율과 CNC 가공으로 달성 가능한 정밀도에서 비롯됩니다. 스테인리스강은 안전 여유를 유지해야 하는 구조 브래킷과 같이 예외적인 내구성이 필요한 부품에 여전히 필수적입니다.

결과는 제한된 배치 생산으로 제어된 실험실 조건을 기반으로 합니다. 대규모 산업 시험에서는 대량 생산 시 공구 마모 및 비용 효율성과 같은 추가적인 과제가 나타날 수 있습니다.

제조업체의 경우 NEV 부품에 CNC 가공을 채택하면 경량화와 성능의 균형을 맞출 수 있습니다. 열 관리를 위한 알루미늄과 구조 부하를 위한 스테인리스강과 같은 하이브리드 재료의 통합은 최적화된 솔루션을 제공합니다.

결과에 따르면 CNC 가공이 NEV 부품 생산을 발전시키는 데 매우 중요합니다. 알루미늄 합금은 우수한 무게 감소 및 열 성능을 제공하는 반면, 스테인리스강은 구조적 안전을 보장합니다. 정밀 가공을 통해 두 재료를 결합하면 NEV의 진화하는 요구 사항을 지원합니다. 향후 연구에서는 설계 유연성과 비용 효율성을 더욱 향상시키기 위해 CNC와 적층 제조를 통합하는 하이브리드 공정에 초점을 맞춰야 합니다.