이차전지 정밀금형 및 자동화 장비 전문기업 유진테크놀로지는 시뮬레이션 기술을 활용해 금형의 구조적 안정성을 확보하고 설계를 최적화하는 성과를 거뒀다.
이차전지의 고에너지밀도화와 박형화로 정밀금형에 가해지는 성형 하중이 증가하고, 구조 변형에 대한 허용 오차도 엄격해지고 있다. 특히 기존 금형 설계는 엔지니어의 경험과 반복적인 시제품 제작에 의존하면서 과잉 설계 문제가 발생했다.
유진테크놀로지는 이러한 문제를 해결하기 위해 공정혁신시뮬레이션센터의 지원을 받아 전문기업 마이다스아이티와 함께 이차전지 정밀금형의 구조해석과 설계 최적화를 추진했다.
3차원(3D) 설계 데이터를 기반으로 금형의 응력과 변형 특성을 분석하고, 정적·동적 구조해석 및 피로해석을 통해 재료 변경 전후의 안전성을 검증했다.
초기 해석에서는 기존 금형의 구조 안전율이 25배 이상으로 나타나 필요 이상의 강도를 확보한 과잉 설계 상태임을 확인했다. 이에 금형의 구조적 안정성을 유지하는 방향으로 설계를 최적화했다.
재료 변경 이후에도 구조 안전율 25.28배를 확보해 목표치인 1.5배를 크게 웃돌았다. 공정 하중 변화에 대한 안정성 검증에서도 모든 해석 조건을 충족해 목표 달성률 100%를 기록했다.
유진테크놀로지는 이번 기술지원을 통해 기존 설비와 생산공정을 변경하지 않고도 설계 최적화가 가능한 점을 확인했다. 향후 신규 금형 개발 초기 단계부터 구조해석을 적용해 과잉 설계 요소를 사전에 검토하고 시제품 제작에 따른 시행착오를 줄일 계획이다.
여현국 대표는 “이차전지 정밀금형은 높은 정밀도와 구조적 안정성을 확보하는 것이 중요하다”며 “이번 시뮬레이션 기술지원을 통해 설계 최적화의 효과를 확인한 만큼 앞으로도 신규 금형 개발에 첨단 해석기술을 적극 활용해 제품 경쟁력을 강화하겠다”고 말했다.
충북=이인희 기자 leeih@etnews.com
