금속 다이캐스팅은 어떻게 작동하나요?

Yonglihao Machinery에서는 정밀 금속 부품에 대한 다이캐스팅 서비스를 제공합니다. 이 가이드는 금속 다이캐스팅 공정의 작동 방식을 단계별로 설명하여 각 단계를 부품 품질, 결함 및 반복성과 연결하는 데 도움을 드립니다.

금속 다이캐스팅이란?

금속 다이캐스팅은 용융된 금속을 강철 다이에 주입하는 과정입니다. 이 과정은 고압 하에서 이루어집니다. 이 공정을 통해 정확하고 반복 가능한 부품이 생성됩니다. 여기서 중요한 것은 "고압"입니다. 이는 금속을 빠르게 충전하고 냉각하면서 압축하는 힘입니다. 이를 통해 정밀한 공차를 달성할 수 있습니다.

대부분의 다이캐스팅은 알루미늄, 아연, 마그네슘 등의 비철 합금을 사용합니다. 그 결과, 거의 정형에 가까운 형상의 부품이 만들어지며, 표면 조도가 우수하고 일관성이 높습니다.

다이캐스팅 설정 내부의 핵심 요소

다이캐스팅 시스템에는 여러 가지 "숨겨진" 기능이 있습니다. 도구. 이러한 특징은 금속 흐름을 유도하고 갇힌 가스를 제어합니다. 금형의 바깥쪽 절반만 보면 품질이 결정되는 부분을 놓치게 됩니다.

• 다이 캐비티 및 분리선: 이는 부품의 모양을 정의합니다. 분리선은 금속이 새는 것을 막아야 합니다.
• 러너/게이트/스프루: 이 시스템은 제어된 속도로 금속을 캐비티로 보냅니다.
• 오버플로 및 통풍구(또는 진공 포트): 이것은 공기와 산화물이 이동할 수 있는 공간을 제공합니다.
• 냉각 채널: 열을 제거하여 응고와 사이클 시간을 조절합니다.
• 이젝터 핀 + 슬라이드/코어: 이것은 응고된 후 손상 없이 부품을 분리합니다.

실제로 게이팅, 벤팅, 냉각은 하나의 시스템으로 작동합니다. 이들은 공동이 어떻게 채워지고, 공기가 어떻게 빠져나가며, 수축이 어떻게 공급되는지를 결정합니다.

단계별: 다이캐스팅 사이클 작동 방식

다이캐스팅 사이클은 금형을 닫고 고정합니다. 그런 다음 캐비티를 빠르게 채웁니다. 금속이 얼면서 압력이 증가합니다. 그런 다음 냉각되어 열리고, 배출되고, 트리밍됩니다. 각 단계는 명확한 목적을 가지고 있습니다. 여기서 제어가 생략될 때 결함이 발생합니다.

다이 준비

금형 준비에는 세척, 예열, 윤활제 도포가 포함됩니다. 이를 통해 금형 표면에서 부품이 이형되고 열 안정성이 유지됩니다. 안정적인 금형 온도는 콜드 셧이나 납땜과 같은 문제를 방지합니다. 또한 일관된 치수를 유지하는 데에도 도움이 됩니다.

윤활제는 다이 표면을 보호하고, 일관된 사출을 지원합니다. 그러나 윤활제가 너무 많으면 가스가 증가하고 기공이 발생할 수 있습니다.

클램핑

클램핑은 금속이 주입되는 동안 다이 반쪽을 밀봉합니다. 클램핑력이 너무 낮으면 용융 금속이 플래시를 생성할 수 있습니다. 다이 정렬 불량도 플래시의 원인이 될 수 있습니다.

이것이 다이 맞춤과 타이바 상태가 매우 중요한 이유입니다. 사출 압력만큼이나 중요합니다.

채우기(샷)

충전은 용융 금속을 샷 시스템을 통해 주입하는 과정입니다. 용융 금속은 러너와 게이트를 거쳐 캐비티로 유입됩니다. 목표는 금속이 응고되기 전에 캐비티를 완전히 채우는 것입니다. 이 과정은 공기가 갇히는 과도한 난류 없이 이루어져야 합니다.

많은 기계가 속도 프로파일을 사용합니다. 즉, 제어된 시작 후 게이트 근처에서 빠르게 충전하는 방식입니다. 이러한 방식은 완전한 충전과 가스 갇힘 위험 사이의 균형을 유지합니다.

강화 및 유지

캐비티가 가득 차면 압력이 증가하고 유지됩니다. 이렇게 금속이 "압축"됩니다. 이러한 강화 단계는 금속이 경화되면서 발생하는 수축을 보완합니다. 또한 밀도도 향상됩니다.

강화가 너무 낮거나 짧으면 문제가 발생할 수 있습니다. 두꺼운 부분에 수축 기공이나 약한 부분이 나타날 수 있습니다.

냉각

냉각은 금형과 냉각 채널을 통해 열을 제거합니다. 이 과정은 부품이 충분히 강해져 이형될 때까지 계속됩니다. 균일한 냉각은 휨과 크기 변화를 줄입니다. 과열점은 두꺼운 부분에서 수축 결함으로 이어질 수 있습니다.

냉각 시간은 합금과 벽 두께에 따라 달라집니다. 또한 금형의 열 평형과도 관련이 있습니다. 과냉각은 출력을 저하시키고 부품이 달라붙게 할 수 있습니다.

다이 개방 및 배출

금형이 단단해지면 열립니다. 이젝터 핀이 부품을 이젝터 쪽에서 밀어냅니다. 구배 각도, 필렛, 그리고 이젝터 설계는 모두 이형에 영향을 미칩니다. 이러한 요소들이 이형이 매끄럽게 이루어지는지, 아니면 손상이 발생하는지를 결정합니다.

슬라이드와 코어가 뒤로 당겨져 언더컷을 제거합니다. 타이밍이 좋지 않거나 드래프트가 부족하면 드래그 마크와 손상이 발생할 수 있습니다.

트리밍 및 기본 마무리

트리밍은 러너, 게이트, 그리고 모든 플래시를 제거합니다. 이 단계는 공정 루프의 일부입니다. 스크랩은 종종 재용해되어 재사용됩니다. 이는 용융 공정과 그 청결에 영향을 미칩니다.

부품에 구멍이나 나사산 가공을 위한 후가공이 필요할 수 있습니다. 하지만 많은 다이캐스트 부품은 트리밍과 가벼운 버 제거만 필요합니다.

핫챔버 vs 콜드챔버

핫챔버 및 콜드챔버 다이캐스팅 금속이 녹는 위치도 다르고, 사출 시스템에 들어가는 방식도 다릅니다. 이로 인해 사이클 시간과 사용 가능한 합금이 달라집니다.

핫챔버

핫챔버 다이캐스팅 용융 금속을 기계 내부에 유지합니다. 용융 금속에 잠긴 구즈넥을 통해 금속을 주입합니다. 이러한 설계는 빠른 사이클 시간과 안정적인 공급을 가능하게 합니다.

아연처럼 녹는점이 낮은 합금에 가장 효과적입니다. 열과 부식 문제로 인해 많은 알루미늄 합금에는 적합하지 않습니다.

콜드 챔버

콜드 챔버 다이캐스팅은 별도의 용광로에서 금속을 녹입니다. 그런 다음 금속을 레이들(Ladle)을 사용하여 샷 슬리브(Shot Sleeve)로 옮깁니다. 플런저(Plunger)를 사용하여 고압으로 금속을 다이(Die)에 주입합니다.

이 설정은 알루미늄 합금 및 고온 소재에 적합합니다. 이송 단계는 일반적으로 사이클 속도를 느리게 만듭니다. 이 설정은 대형 부품 및 알루미늄 하우징에 자주 사용됩니다.

부품 품질을 결정하는 몇 가지 프로세스 변수

부품 품질은 몇 가지 핵심 요소에 따라 달라집니다. 온도 제어, 충진 거동, 그리고 패킹 압력입니다. 배기 및 냉각 균형 또한 중요합니다. 이 다섯 가지 요소를 설명할 수 있다면 대부분의 다이캐스팅 결과를 설명할 수 있습니다.

금속 온도 및 다이 온도

금속의 온도가 높을수록 흐름성이 좋습니다. 하지만 너무 높으면 납땜과 산화가 심해질 수 있습니다. 다이 온도는 안정적이어야 합니다. 너무 낮으면 미스런이 발생하고, 너무 높으면 플래시와 스티킹이 증가합니다.

모범 사례는 "열적 창"을 목표로 합니다. 이는 금속이 완전히 채워지고 예측 가능한 방식으로 응고되는 시점을 의미합니다.

샷 속도 프로필

사출 속도는 동결 전 캐비티가 채워지는 방식에 영향을 미칩니다. 또한 포집되는 공기의 양에도 영향을 미칩니다. 난류가 너무 심하면 가스 포집 및 기공률이 증가합니다. 특히 배기가 제대로 되지 않을 때 더욱 그렇습니다. 제어된 속도 프로파일이 단순히 "최대 속도"를 유지하는 것보다 더 나은 경우가 많습니다.“

강화 압력 및 유지 시간

강도를 높이면 밀도가 향상될 수 있습니다. 하지만 클램핑이 완벽하지 않으면 플래시 발생 위험이 높아집니다. 유지 시간은 게이트에서의 동결 시간과 일치해야 합니다. 그렇지 않으면 압력이 수축을 감당할 수 없습니다. 이는 두 공장에서 동일한 합금을 사용하여 서로 다른 결과를 얻는 일반적인 이유입니다.

환기/진공

금속이 통풍구를 막기 전에 공기가 공동에서 빠져나가야 합니다. 통풍구가 너무 작거나 막혀 있거나 잘못된 위치에 있으면 가스가 내부에 남게 됩니다. 이로 인해 기공이 형성됩니다.

진공 다이캐스팅은 갇힌 가스를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 하지만 여전히 깨끗한 배기 경로와 정확한 타이밍이 필요합니다.

냉각 밸런스

불균일한 냉각은 열 차이를 발생시킵니다. 이는 뒤틀림과 크기 변화를 초래합니다. 또한, 열점은 두꺼운 부분에 수축 기공이 발생할 위험을 증가시킵니다.

반복성 문제를 해결하려면 먼저 냉각 밸런스를 확인하세요. 냉각 밸런스는 종종 "조용한" 문제의 원인입니다.

빠른 품질 관리 체크리스트 :

• 다이 온도가 샷마다 안정적입니까?
• 통풍구와 오버플로가 깨끗하고 열려 있나요?
• 샷 프로필은 단순히 "빠르게" 제어되는 것이 아니라 제어됩니까?
• 강화는 게이트가 얼어붙을 때까지 지속되나요?
• 냉각이 균형 잡혀 있고, 지속적인 핫스팟이 없나요?

빠른 문제 해결

대부분의 다이캐스팅 결함은 미스터리가 아닙니다. 이는 공기 관리, 밀봉, 수축 공급, 그리고 온도 조절의 결과입니다.

다공성

다공성 두 가지 주요 원인이 있습니다. 충전 중 가스가 갇히거나, 금속이 경화될 때 수축이 공급되지 않는 것입니다. 가스 기공은 종종 난류 및 배출 불량과 관련이 있습니다. 수축 기공은 낮은 충전 압력 또는 불량한 공급 경로와 관련이 있습니다.

고정 방향: 배기 또는 진공을 개선합니다. 샷 프로파일을 통해 난류를 완화합니다. 강화 및 유지 시간이 게이트 동결과 일치하도록 합니다.

플래시

플래시는 용융 금속이 누출될 때 발생합니다. 압력 하에서 분리선이나 인서트 주변을 통해 누출됩니다. 일반적으로 처음에는 밀봉 문제이고, 그 다음에는 압력 문제입니다.

고정 방향: 금형 맞춤 및 정렬을 점검하십시오. 클램핑력과 파팅 라인 지지력을 점검하십시오. 그런 다음 사출 압력과 증압 압력을 조정하십시오.

콜드 셧 / 미스런

콜드 셧 또는 미런은 금속 전선이 부분적으로 동결된 후 서로 만날 때 발생합니다. 또한 캐비티가 완전히 채워지지 않을 때도 발생합니다. 이는 종종 금속이나 다이 온도가 낮을 때 발생합니다. 또한, 충전 속도가 느리거나 게이트가 제한적일 때도 발생할 수 있습니다.

고정 방향: 금형 온도를 안정화합니다. 금속 온도를 조정합니다. 게이팅과 유동 경로를 개선합니다. 사출 속도 프로파일을 미세 조정합니다.

결론

제조업이 끊임없이 발전함에 따라 다이캐스팅 기술 또한 발전하고 있습니다. 지능형 제조 및 자동화 혁신은 다이캐스팅 산업에 새로운 가능성을 열어주고 있습니다. 최신 다이캐스팅 기계는 지능형 센서와 AI 기반 제어 시스템을 점점 더 통합하여 생산 매개변수를 실시간으로 모니터링하고 조정함으로써 정밀도와 효율성을 향상시킵니다. 또한, 고강도 합금 및 복합재와 같은 신소재의 개발은 다이캐스팅 적용 분야를 확대하여 더 높은 성능 요건을 충족할 수 있도록 지원합니다.

~에 Yonglihao Machinery, 저희는 다이캐스팅 기술 발전에 전념하고 있습니다. 최첨단 장비와 기술에 적극적으로 투자하여 압력 다이캐스팅 프로세스는 업계를 선도하는 수준을 유지하고 있습니다. 동시에, 저희는 고객에게 최고 품질의 서비스를 제공하기 위해 팀의 전문성을 끊임없이 향상시키고 있습니다.

자주 묻는 질문

금속 다이캐스팅의 핵심 작동 원리는 무엇입니까?

용융 금속을 고속, 고압으로 금형에 주입합니다. 금속은 동결되면서 충진됩니다. 이러한 압력 구동 방식의 충진은 얇은 두께, 정밀성, 그리고 반복성을 가능하게 합니다.

왜 고압은 치수 일관성을 개선하는가?

고압은 불완전 충전을 줄이는 데 도움이 됩니다. 또한 응고 과정에서 발생하는 수축을 보상합니다. 안정적인 금형 온도와 적절한 보압 시간을 통해 부품은 더욱 제어되고 반복 가능한 방식으로 응고됩니다.

핫챔버 다이캐스팅과 콜드챔버 다이캐스팅은 언제 사용해야 합니까?

아연과 같은 저융점 합금의 경우 빠른 사이클이 필요할 때 핫 챔버를 사용하고, 알루미늄 및 고온 합금의 경우 콜드 챔버를 사용하십시오. 재료 선택과 부품 크기가 중요할 때 콜드 챔버가 가장 적합합니다.

다이캐스트 부품에 기공이 생기는 가장 흔한 원인은 무엇입니까?

기공은 수축 중 가스가 갇히거나 공급이 원활하지 않아 발생하는 경우가 많습니다. 먼저 통풍구 청결도, 사출 난류, 그리고 증압 시기를 점검하십시오.

어떤 프로세스 설정이 일반적으로 가장 빠른 품질 향상을 가져오나요?

다이 온도를 안정화하고 벤트를 청소하면 가장 빠른 결과를 얻을 수 있습니다. 그 후, 게이트 동결에 맞춰 사출 속도 프로파일과 강화 타이밍을 조정합니다.