다이캐스팅이란 무엇인가요? 금속 주조에 대해 알아야 할 모든 것

다이캐스팅은 압력을 사용하여 용융 금속을 강제로 주형 캐비티에 채우는 제조 공정으로 다이캐스팅이라고도 합니다. 금형은 일반적으로 고품질 강철로 만들어지기 때문에 부품을 대량으로 생산할 수 있으므로 이 용어는 많은 부품을 제조한다는 의미로 사용됩니다. 그런 다음 용융 금속이 냉각되어 고체 층을 형성한 후 금형을 열어 완성된 부품을 생산합니다. 이러한 종류의 공정은 주로 높은 정확도의 측정과 광택 있는 표면이 필요한 다양한 부품 생산에 사용되는 복잡한 금속을 만드는 데 적용됩니다. 다이캐스팅은 알루미늄, 아연, 마그네슘으로 할 수 있지만 용도 및 기타 요구 사항에 따라 다른 금속도 케이스에 사용할 수 있습니다. 다이 캐스팅 은 금속으로 중소형 부품을 대량 생산할 수 있는 전문 제조 기술 중 하나로 꼽힙니다. 내구성이 뛰어난 경량의 복잡한 맞춤형 부품을 생산할 수 있기 때문에 자동차, 항공우주, 전자, 산업 기계 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 그러나 이 공정은 기존 기술로는 제작하기 매우 어려운 복잡한 형상의 제품을 제조할 수 있는 능력으로 널리 인정받고 있습니다.

다이 캐스팅 작동 방식

몰딩은 다이캐스팅 공정의 첫 번째 단계입니다. 금형의 한쪽에는 최종 제품과 같은 모양의 금형을 만들기 위한 특정 디자인의 절반이 있습니다. 캐비티와 코어는 일반적으로 부품을 최대한 가깝게 복제할 수 있도록 맞춤 제작되는 금형에 맞게 설계됩니다.

1. 용융 금속 주입:

그런 다음 용융 금속을 고압으로 금형 캐비티에 주입하여 원하는 모양을 만듭니다. 금속은 일반적으로 용융 변형률보다 1도 높은 온도까지 가열하여 유동적으로 만듭니다. 다이캐스팅에서 용융 금속이 금형 내부로 밀려 들어가는 압력은 수천에서 수만 psi(평방인치당 파운드)로, 용융 금속이 금형의 모든 세부 사항에 들어갈 수 있도록 합니다.

2. 고형화:

이는 금속이 케이싱 캐비티에 주입되어 냉각되고 금속이 경화될 때 발생합니다. 주조의 품질은 냉각 속도에 따라 달라집니다. 이 경우 추가적인 고장 모드(전단, 상승, 활공)가 작용하여 냉각 속도가 빠를수록 강도가 높고 표면 마감이 좋으며, 냉각 속도가 느릴수록 내부 결함이 많아지고 기계적 특성이 낮아질 수 있습니다. 일반적으로 냉각 과정을 돕기 위해 금형에 내장된 수냉 시스템이 사용됩니다.

3. 배출:

그 후 금속이 식고 굳으면 더 큰 주물에서 금형을 쉽게 제거하고 부품을 꺼낼 수 있습니다. 그런 다음 대부분의 경우 기계식 이젝터 시스템을 사용하여 금형에서 부품을 밀어내는 데 사용됩니다. 이는 최종 모양과 치수를 제공하기 위해 트리밍 및 가공과 같은 다른 추가 단계가 필요한 부품의 복잡성에 따라 달라집니다.

4. 품질 관리:

그런 다음 배출 후 부품에 대한 품질 검사를 수행합니다. 여기에는 치수 확인, 육안 검사 및 기계적 테스트를 통해 부품이 요구 사항과 같거나 더 나은지 확인하는 작업이 포함될 수 있습니다. 다이캐스팅에서는 이론적으로 높은 정밀도와 반복성을 달성할 수 있습니다.

다이 캐스팅의 유형

다이캐스팅에는 핫 챔버 다이캐스팅과 콜드 챔버 다이캐스팅의 두 가지 유형이 있습니다. 이들은 모두 훌륭하며 장점, 한계 및 이상적인 응용 분야가 있습니다.

1. 핫 챔버 다이 캐스팅

아연, 마그네슘, 납과 같은 금속에 가장 적합한 공정은 고온과 융점에서 공정이 이루어지기 때문에 핫 챔버 다이캐스팅입니다. 사출 시스템은 이러한 방식으로 용해로 내부에 설치되며, 금속은 항상 챔버와 접촉합니다.

장점:

• 용융 금속이 사출 챔버에 있기 때문에 금형에 주입되도록 배열되어 있기 때문에 핫 챔버 다이캐스팅은 콜드 챔버 다이캐스팅보다 시간이 더 짧습니다.
• 단일 단계: 구성 요소의 수와 설정 시간이 적기 때문에 특히 대량 작업에서 경제적인 것으로 간주됩니다.
• 특정 금속의 경우; 핫 챔버 다이 캐스팅은 사용하려는 금속의 용융 온도가 낮아 금속 오염이 거의 또는 전혀 발생하지 않는 상황에서 가장 적합합니다.

단점:

• 챔버를 녹이는 금속의 온도가 높기 때문에 알루미늄 및 황동과 같이 녹는점이 높은 금속 가공에는 사용할 수 없습니다.
• 모든 구성품은 용융 금속에 노출되어 있으므로 시간이 지남에 따라 마모 수준이 높습니다.

2. 콜드 챔버 다이 캐스팅

알루미늄, 황동, 구리처럼 녹는점이 높은 금속은 저온 챔버 다이캐스팅으로 주조합니다. 이 경우 두 번째 용광로에서 용융 금속을 두드려서 콜드 챔버에 주입한 다음 금형 캐비티로 주입합니다.

장점:

• 재료 선택의 다양성 측면에서 콜드 챔버 다이캐스팅은 융점이 높은 재료를 사용할 수 있는 재료 사용의 다양성을 제공합니다.
• 금속 품질에 대한 통제력 향상: 용융 금속 실린더를 챔버에 별도로 부어 넣기 때문에 금속의 품질을 잘 제어하여 오염을 방지할 수 있습니다.
• 공구 수명 증가: 사출 공정 내내 더 이상 금속과 접촉하지 않기 때문에 공구 수명이 늘어납니다.

단점:

• 느린 사이클 시간: 금속을 챔버에 수동으로 부으면 사이클이 길어집니다.
• 더 복잡한 장비를 사용하는 추가 절차이기 때문에 비용이 더 많이 듭니다.

다이 캐스팅 방법의 비교: 핫 챔버와 콜드 챔버

다음은 가장 일반적인 두 가지 다이캐스팅 방법의 유형을 비교한 것입니다,

다이캐스팅의 장점

다이캐스팅은 금속 합금으로 제품을 대량 생산하는 데 가장 선호되는 방법 중 하나라는 것이 가장 큰 장점 중 하나입니다.

1. 높은 정밀도와 정확성

다이캐스팅에는 높은 다이 정밀도를 제공하는 데 편리한 많은 장점이 있습니다. 이 생산 방법은 특정 작업에 필요한 허용 오차 수준을 정의하기 때문에 매우 중요한 우수한 치수 정확도가 필요한 부품 생산에도 널리 사용됩니다. 다이캐스팅은 복잡한 형상과 같은 극도로 복잡한 부품을 생산할 수 있는 유일한 제조 기술이라는 점에 유의해야 합니다. 

2. 높은 생산 속도

대량 생산의 경우 다이캐스팅은 매우 효율적입니다. 첫 번째 금형을 만들면 노동력을 거의 들이지 않고도 부품을 빠르고 저렴하게 생산할 수 있습니다. 시뮬레이션 파우더에 대한 수요는 특히 동일한 부품을 대량으로 생산해야 하는 자동차 및 전자 제품과 같은 산업에서 높습니다.

3. 복잡한 설계와 얇은 벽

다이캐스팅을 통해 기존 제조 방식으로는 달성하기 어렵거나 불가능한 복잡한 디자인을 구현할 수 있습니다. 이 공정은 벽이 얇고 내부 구조가 복잡한 부품을 만들 수 있으며 언더컷을 수용할 수 있으므로 공간이 제한된 경우에 가장 적합한 응용 분야입니다.

4. 재료 효율성

다이캐스팅은 재료 낭비를 최소화합니다. 용융 금속을 주입하는 데 사용되는 압력으로 금형 캐비티의 모든 부분을 채우므로 스크랩이 덜 생성됩니다. 또한 많은 다이캐스트 부품을 재활용할 수 있어 공정의 지속 가능성도 높습니다.

5. 뛰어난 표면 마감

다이캐스팅으로 생산된 부품의 표면 마감은 매끄럽고 심미적입니다. 연마나 코팅과 같은 2차 마감 공정이 덜 필요하므로 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.

다이캐스팅 공정에서 적용할 수 있는 것은 무엇인가요?

비철금속은 우수한 주조 특성으로 인해 다이캐스팅에 주로 사용됩니다. 알루미늄 합금은 다이캐스팅을 통해 일반적으로 사용되는 재료로 다음과 같은 재료가 있습니다.

1. 알루미늄 합금

알루미늄은 무게가 가볍고 부식에 강하며 열과 전기의 전도성이 뛰어나 다이캐스팅에 가장 널리 사용되는 소재입니다. 목록을 계속 진행하면서, 특히 자동차, 항공우주 및 전기 산업에서 무게 대비 강도를 고려할 때 특수 등급의 알루미늄 합금이 사용됩니다. 마지막으로, 치수적으로도 안정적이어서 고정밀 부품 생산에 적합합니다.

2. 아연 합금

아연 다이캐스팅 합금은 낮은 융점 및 높은 유동성과 같은 특성으로 인해 얇은 단면과 날카로운 디테일이 있는 복잡한 디자인을 쉽고 효율적으로 만들 수 있어 선호될 수 있습니다. 이러한 아연 부품은 높은 인성을 지니고 있어 부식에 대한 저항성이 뛰어나고 광택이 우수합니다. 아연 합금의 또 다른 응용 분야는 자동차 및 기타 차량 예비 부품 제조, 하드웨어 및 전자 제품입니다.

3. 마그네슘 합금

마그네슘은 구조용 금속 중 가장 가볍기 때문에 자동차나 비행기용 부품에서 상당한 무게를 자랑합니다. 마그네슘 합금은 강하면서도 가능한 한 가벼워야 하는 부품에 사용되기 때문입니다. 그러나 금속은 반응성이 매우 높기 때문에 다이캐스팅 공정을 진행할 때 합금을 잘 관리해야 합니다.

4. 구리 합금

알루미늄과 아연 외에도 구리 기반 합금, 황동 및 청동도 다이캐스팅에 사용되지만 알루미늄과 아연만큼 자주 사용되지는 않습니다. 동은 마모에 대한 강도가 우수하며 전기 및 배관 용도에 유용한 경우가 많습니다.

가장 중요한 점은 다양한 형태의 기본 재료가 다양한 용도에 적합하며, 이러한 형태에 따라 비용이 달라지고 최종 제품 특성도 달라진다는 점입니다.

다이 캐스팅과 다른 캐스팅 방법

이 섹션은 모래 주조, 인베스트먼트 주조, 영구 주형 주조와 같은 주조 방법과 다이캐스팅을 비교하는 섹션이 될 수 있습니다. 이렇게 할 때는 각 방법의 장단점을 강조하여 독자에게 다른 대안보다 다이캐스팅을 선택해야 할 때를 알려주는 것이 현명합니다. 따라서 부품의 재질, 복잡성 및 생산량에 따라 최적의 주조 방법을 결정하는 데 도움이 되는 비교 개요가 될 수 있습니다.

다이캐스팅과 사출 성형의 생산 공정을 비교합니다.

복잡한 모양의 세밀한 부품을 만드는 데 사용되는 두 가지 일반적인 기술은 다이캐스팅과 사출 성형입니다. 두 기술 모두 최종 제품을 생산하기 위해 디테일을 형성하는 재료를 사용하지만, 재료의 유형, 형성되는 제품, 특히 각 공정의 이점 측면에서 차이가 있습니다.

1. 사용된 재료

다이 캐스팅: 다이캐스팅은 철 금속 그룹을 제외한 다른 금속, 특히 알루미늄, 아연, 기술 및 구리 합금에 주로 선호됩니다. 금속을 가열한 다음 유압을 사용하여 금형에 부어 넣습니다. 따라서 다이캐스팅은 강하고 내구성이 뛰어나며 고온을 견딜 수 있는 부품을 제조하는 데 가장 적합한 방법입니다.

사출 성형: 사출 성형은 일반적으로 플라스틱 소재 사이에 사용되며 금속과 유리에는 거의 사용할 수 없습니다. 이러한 폴리머에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리스티렌이 자주 사용되는 폴리머 목록에 포함됩니다. 제품의 형성 재료도 가볍고 유연하며 비용이 저렴하고 모양이 다소 복잡하기 때문에 사출 성형이 이러한 종류의 제품에 적합하다는 것을 알 수 있습니다.

2. 프로세스 차이점

다이 캐스팅: 이름에서 알 수 있듯이 용융 금속을 고압으로 금형에 주입하는 공정입니다. 금속이 매우 빠른 속도로 냉각되고 응고된 후 미세한 공차와 우수한 표면 마감으로 나오며 추가 작업이 필요하지 않습니다.

사출 성형: 사출 성형은 압력을 가하여 용융된 플라스틱 재료를 금형 캐비티에 주입하는 것이므로 사출 성형입니다. 용융된 플라스틱의 온도가 낮아지면 금형이 열리고 제품이 플라스틱의 틀이 됩니다. 사출 성형은 다이캐스팅에 비해 상대적으로 작고 가벼운 부품을 생산하는 데 일반적으로 사용되지만 높은 정확도를 보장할 수 있습니다.

3. 애플리케이션

다이 캐스팅: 다이캐스팅은 내열성이 뛰어나 자동차 제조, 항공기 및 기타 전자 제품에 사용되는 단단하고 튼튼한 부품을 만드는 데 유용합니다.

사출 성형: 유연성, 디자인 용이성, 저비용 생산이 중요한 소비재, 포장, 의료 기기 및 장난감 생산에 사용할 수 있습니다.

다이캐스팅의 응용 분야

다이캐스팅이 많은 산업 분야에서 인기 있는 제조 공정이 된 요인 중 하나는 다소 복잡한 형상의 고품질, 내구성 있는 부품을 생산할 수 있다는 점입니다. 몇 가지 응용 분야는 다음과 같습니다:

1. 자동차 산업

일반적으로 엔진 부품, 변속기 하우징 및 기타 중요한 자동차 부품은 다이캐스팅으로 제작됩니다. 다이캐스트 부품은 자동차 산업의 까다로운 애플리케이션에 설치할 수 있는 정밀도와 강도를 갖추고 있습니다.

2. 전자 산업

전자 분야의 다이캐스팅은 휴대폰, 노트북, 텔레비전과 같은 전자 장비의 하우징을 제작하는 데 사용됩니다. 이 기술을 사용하면 섬세한 부품을 보호하는 가볍지만 튼튼한 인클로저를 제작할 수 있습니다.

3. 항공우주 산업

다이캐스팅은 항공기 및 우주선에 필요한 고강도 경량 부품을 생산할 수 있기 때문에 항공우주 제조 회사에 큰 도움이 됩니다. 다이캐스트 부품은 성능과 안전이 중요한 애플리케이션에 사용할 수 있는 정밀도와 재료 특성을 갖추고 있습니다.

4. 산업 장비

기계, 공구 및 기타 산업 장비의 부품도 다이캐스팅으로 주조됩니다. 복잡한 디테일과 우수한 기계적 특성을 가진 형상을 가진 부품을 생산할 수 있기 때문에 이러한 응용 분야에 적합한 도구입니다.

결론

다이캐스팅은 다양한 산업 분야에서 사용되는 다목적의 비용 효율적이고 효율적인 제조 공정입니다. 부품 공차, 표면 마감 및 높은 생산 속도 측면에서 생산 품질이 매우 우수하여 오늘날의 현대 제조 관행에 탁월한 제조 도구입니다. 그럼에도 불구하고 다이캐스팅은 자동차부터 항공우주, 전자, 산업 장비에 이르기까지 부품의 강도, 정확성, 효율성을 요구하는 많은 산업의 요구에 부응하고 있습니다.
기술은 빠르게 성장하고 있으며 아마도 엄청난 규모의 우수한 금속 부품의 원천으로 계속 사용될 것입니다. 다이 캐스팅. 다이캐스팅의 기본 사항을 더 잘 이해하면 엔지니어링, 제조 및 설계 전문가가 원하는 결과를 위해 다이캐스팅 공정을 활용하는 방법에 대해 정보에 입각한 결정을 내리는 데 도움이 될 수 있습니다.

다이캐스팅에 대한 FAQ 

1. 다이캐스팅 및 사출 성형의 시간 주기는 어떻게 되나요?

주어진 부품의 사이클 시간 범위는 다이캐스팅의 경우 15~5분, 사출 성형의 경우 10~60초입니다.

2. 플라스틱 부품에 다이캐스팅을 사용할 수 있나요?

다이캐스팅은 비금속에는 사용되지 않습니다. 일반적으로 플라스틱 부품을 생산하기 위해 사출 성형이라는 기술을 사용합니다.

3. 다이캐스팅 제조 공정에 가장 적합한 제품은 무엇인가요?

다이캐스팅은 금속으로 만들어진 높은 정밀도의 소형 및 평균 크기의 복잡한 부품을 제조하는 데 가장 적합합니다. 생산되는 기계 제품에는 자동차 및 자동차 부품 및 액세서리, 전기 제품 케이스 및 케이스, 전자 부품 및 장비 케이스 등이 있습니다.

4. 다이캐스팅과 샌드캐스팅의 차이점.

그래도 두 가지를 비교해보면: 다이캐스팅은 샌드캐스팅보다 더 정확하고 시간이 덜 소요되는 공정입니다. 샌드 캐스팅은 규모가 크고 덜 복잡한 방식에 선호되는 반면, AL 캐스팅은 표면이 더 매끄럽고 대량 생산에 일반적으로 사용되는 허용 오차에 더 근접할 수 있기 때문에 작고 복잡한 방식에 선호됩니다.

5. 다이 캐스팅 비용은 어떻게 결정되나요?

다이 캐스팅 비용에 영향을 미칠 수 있는 몇 가지 고려 사항은 재료 유형, 부품의 복잡성, 다이의 디자인 및 주문 수량입니다. 경량 툴링은 수량에 따라 달라지는데, 수량이 많으면 단위당 비용이 낮게 유지되지만 초기 툴링 비용은 높습니다.