복잡한 자동차 부품을 어떻게 제작하는지 궁금했던 적 있으신가요? 예를 들어 엔진 블록, 변속기, 서스펜션 같은 부품 말입니다. 고압 다이캐스팅은 일반적인 제조 공정입니다. 대형 자동차 부품이든 의료 분야에 사용되는 경량 공구든 고압 다이캐스팅을 사용하여 제작할 수 있습니다.
이 글을 통해 공정에 대한 자세한 정보를 얻을 수 있습니다. 고압 다이캐스팅 공법의 작동 원리와 장점에 대해 소개합니다. 이를 통해 이 공정이 귀사의 제조 요구에 적합한지 직접 확인해 보실 수 있습니다.
고압 다이캐스팅이란?
고압 다이캐스팅은 용융 금속을 경화된 강철 다이에 고속 고압으로 주입하는 공정입니다. 다이는 금속이 응고될 때까지 닫혀 있습니다. 기존의 "주입 후 대기" 주조와 달리, HPDC는 가압 주입 시스템(숏 시스템)과 클램핑 시스템을 사용하여 얇은 부분을 빠르고 균일하게 채웁니다.
일반적인 사이클에서 용융 금속은 샷 챔버(또는 구즈넥 시스템)에 들어가 다이 캐비티로 주입되어 몇 초 만에 응고된 후 배출됩니다. 두 개의 강철 반쪽(고정형 및 이동형)으로 구성된 다이는 최종 부품 형상을 형성합니다.
고압 다이캐스팅은 어떻게 작동하나요?
HPDC는 빠른 충진, 제어된 압력, 그리고 강력한 클램핑을 결합하여 금속이 응고되기 전에 캐비티를 완전히 채우도록 합니다. 이 시스템은 사출/샷 메커니즘, 다이 캐비티 및 러너, 배기/오버플로우 기능, 그리고 압력 하에서 다이를 닫아두는 클램핑 장치로 구성됩니다.
HPDC 프로세스의 4가지 주요 단계에 대한 세부 내용은 다음과 같습니다.
1단계: 다이 준비
금형 준비는 매 사출 전에 일관된 품질을 보장합니다. 금형을 세척하여 결함을 유발할 수 있는 먼지, 기름, 잔여물을 제거합니다. 이형제를 도포하고 금형 온도를 조절하여 원활한 부품 배출과 일관된 치수를 보장합니다.
2단계: 주사 및 강화
용융 금속이 1초도 채 되지 않는 짧은 시간 안에 캐비티에 주입됩니다. 다이가 밀봉되고 플런저가 금속을 러너 시스템을 통해 밀어냅니다. 압력은 완전히 충전되고 수축으로 인한 결함을 최소화하기 위해 강화됩니다.
사출 압력은 일반적으로 공정에 따라 1,500~25,000psi입니다. 클램핑력은 이 하중 하에서 다이를 닫아둘 수 있을 만큼 강해야 합니다.
3단계: 응고 및 배출
캐비티가 채워지면 금속은 제어된 조건 하에서 빠르게 응고됩니다. 응고가 충분히 진행되면 다이가 열리고 이젝터 핀이 부품을 배출합니다. 적절한 배출 타이밍은 매우 중요합니다. 너무 일찍 배출하면 얇은 벽이 변형될 수 있고, 지연되면 사이클 시간이 길어지고 고착이 발생할 수 있습니다.
4단계: 트리밍 및 2차 작업
게이트, 러너, 플래시와 같은 과도한 금속은 트리밍 과정에서 제거됩니다. 부품의 형상 및 공차에 따라 트리밍 다이, 톱 또는 기계 가공이 필요할 수 있습니다. 고철은 합금 및 품질 관리 지침에 따라 공정에 다시 재활용되는 경우가 많습니다.
HPDC 기계의 주요 유형
HPDC 기계에는 핫 챔버와 콜드 챔버의 두 가지 주요 유형이 있습니다. 합금, 부품 크기 및 생산 목표에 따라 선택이 달라집니다.
핫 챔버 HPDC: 핫 챔버 기계는 용융 금속에 잠긴 사출 시스템을 사용합니다. 이러한 구성은 높은 생산성과 안정적인 사출량 공급을 가능하게 하여 아연, 마그네슘, 납 기반 합금에 이상적입니다. 작고 복잡한 부품에 가장 적합하지만, 사출량이 제한되어 대형 주물에는 적합하지 않습니다.
콜드 챔버 HPDC: 콜드 챔버 기계는 외부 용광로를 사용하여 용융 금속을 샷 슬리브에 주입합니다. 그런 다음 유압 플런저가 금속을 다이에 주입합니다. 이 방법은 알루미늄 및 더 많은 샷량이 필요한 대형 부품에 널리 사용됩니다. 콜드 챔버 기계는 일반적으로 수평 사출을 사용하지만, 수직 사출도 가능합니다.
| 목 | 핫 챔버 HPDC | 콜드 챔버 HPDC |
|---|---|---|
| 일반적인 합금 | 아연, 마그네슘, 납 | 알루미늄, 황동, 마그네슘 |
| 부품 크기 | 중소 규모, 복잡한 | 중형에서 대형, 구조적 |
| 사이클 속도 | 매우 빠름 | 빠르지만 핫 챔버보다 느림 |
| 주요 제약 조건 | 샷 시스템 크기/온도 한계 | 금속 전달/샷 슬리브 취급 |
간단한 선택 체크리스트:
- 알루미늄의 경우 콜드 챔버 HPDC로 시작하세요.
- 빠른 사이클을 가진 소형 아연 부품의 경우 핫 챔버 HPDC를 고려하세요.
- 대형 주조물이나 구조적 주조물의 경우, 일반적으로 콜드 챔버가 더 나은 옵션입니다.
고압 다이캐스팅의 주요 이점
HPDC는 대량 생산 시 반복 가능하고 거의 최종 형상에 가까운 부품을 생산할 수 있어 인기가 높습니다. 고속, 고압 충진 방식으로 얇은 두께, 미세한 디테일, 매끄러운 표면을 구현할 수 있어 다른 여러 주조 방식보다 성능이 뛰어납니다.
- 높은 생산율 짧은 사이클 타임으로.
- 차원적 일관성 그리고 반복성.
- 매끄러운 표면 마감 도금이나 마감에 적합합니다.
- 얇은 벽 기능, 종종 1밀리미터 이하 수준까지 낮아집니다(합금, 기하학, 도구에 따라 다름).
- 복잡한 기하학 한 번의 촬영으로 조립 및 용접 필요성이 줄어듭니다.
- 긴 공구 수명 대량 생산 프로그램에서는 시간이 지남에 따라 부품당 툴링 비용이 낮아집니다.
고압 다이캐스팅의 일반적인 응용 분야
HPDC는 일관성과 효율성이 중요한 경합금 부품의 대량 생산에 적합합니다. 일반적인 적용 분야는 다음과 같습니다.
- 자동차: 엔진 블록, 기어박스 하우징, 오일 섬프, 엔진 마운트, 크로스 멤버 및 기타 구조적 구성 요소(대개 알루미늄이나 마그네슘).
- 의료: 가벼운 수술 도구, 장치 하우징, 대량 생산 장비 구성 요소.
- 항공우주: 자동화와 반복성이 요구되는 복잡한 경합금 부품(설계 및 자격 기준에 따라 다름).
요약하자면
제품에 적합한 제조 공정을 선택하는 것은 매우 중요합니다. Yonglihao Machinery는 업계를 선도하는 프로토타입 제조 회사, 우리는 전문 분야입니다 다이캐스팅 서비스 풍부한 경험을 바탕으로 한 전문 엔지니어 팀과 함께합니다. 저희 전문가들은 고객님께 맞춤 조언을 제공하고 궁금한 점을 해결해 드립니다.
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자주 묻는 질문
HPDC를 설명하는 가장 간단한 방법은 무엇입니까?
HPDC는 용융 금속을 고속, 고압으로 강철 다이에 주입하여 금속이 응고될 때까지 금형을 닫아 둡니다. 대량 생산을 위해 이 공정을 빠르게 반복합니다.
핫 챔버 HPDC와 콜드 챔버 HPDC 중 어떻게 선택해야 하나요?
합금 및 부품 크기에 따라 선택하세요. 핫 챔버는 빠른 사이클을 필요로 하는 아연 및 소형 마그네슘 부품에 적합합니다. 콜드 챔버는 알루미늄 및 대형 주물 가공에 적합합니다.
HPDC에서 내부 다공성 위험이 종종 발생하는 이유는 무엇입니까?
배기, 사출 프로파일 또는 다이 설계가 최적화되지 않으면 빠른 충전으로 인해 가스가 갇힐 수 있습니다. 이러한 문제에 대한 해결책으로는 진공 보조, 향상된 배기, 그리고 제어된 사출 프로파일 등이 있습니다.
HPDC는 얇은 벽의 부품을 안정적으로 생산할 수 있나요?
네, HPDC는 고속 충진으로 인해 얇은 벽 성형에 탁월합니다. 하지만 합금, 유동 길이, 게이트 설계 및 다이 온도 제어에 따라 성능이 제한될 수 있습니다.
HPDC는 소규모 배치에 적합합니까?
일반적으로 그렇지 않습니다. HPDC는 기계 및 툴 투자로 인해 대량 생산 시 비용 효율적입니다. 소량 생산의 경우 다른 방법이 더 경제적일 수 있습니다.
