다이캐스팅이란?

다이캐스팅은 제조 정확한 치수와 선명하고 매끄러운 표면 또는 질감의 금속 부품을 생산하기 위한 공정입니다. 이 공정은 고압으로 용융된 금속을 재사용 가능한 금속 금형에 강제로 밀어 넣는 방식으로 이루어집니다. 이 공정은 종종 원자재와 완제품 사이의 최단 거리로 설명됩니다. '다이캐스팅'이라는 용어는 완성된 부품을 설명할 때도 사용됩니다.
"중력 다이캐스팅"이라는 용어는 다음에서 제조된 주물을 의미합니다. 금속 금형 중력 헤드 아래에 있습니다. 다음과 같이 알려져 있습니다. 영구 금형 주조 미국 및 캐나다에서. '다이 캐스팅'이라고 부르는 것"를 "고압 다이캐스팅'라는 문구가 있습니다.

다이캐스팅은 어떻게 생산되나요?

고압 다이 캐스팅

먼저, 수만 개의 주물을 연속적으로 빠르게 생산할 수 있는 강철 주형은 주물을 제거할 수 있도록 최소 두 개의 섹션으로 만들어져야 합니다. 이 섹션은 기계에 단단히 장착되며 하나는 고정되어 있고(고정 다이 반쪽) 다른 하나는 움직일 수 있도록 배열됩니다(인젝터 다이 반쪽). 주조 사이클을 시작하기 위해 두 개의 다이 반쪽은 다이 캐스팅 기계에 의해 서로 단단히 고정됩니다. 용융 금속이 다이 캐비티에 주입되어 빠르게 응고됩니다. 다이 반쪽이 분리되고 주물이 배출됩니다. 다이캐스팅 다이는 주물의 복잡성에 따라 슬라이드, 코어 또는 기타 섹션을 움직일 수 있는 단순하거나 복잡한 형태가 될 수 있습니다.
다이캐스팅 공정의 전체 사이클은 정밀한 비철 금속 부품을 생산하는 데 가장 빠른 것으로 알려져 있습니다. 이는 다음과 뚜렷한 대조를 이룹니다. 모래 주조 주조할 때마다 새로운 모래 주형을 만들어야 합니다. 영구 주형 공정은 모래 대신 철 또는 강철 주형을 사용하지만, 상당히 느리고 정밀하지 않습니다. 다이 캐스팅.

다이캐스팅용 기계의 종류

사용되는 기계의 유형에 관계없이 주조 사이클 동안 다이 하프, 코어 및/또는 기타 이동 가능한 섹션을 제자리에 단단히 고정하는 것이 필수적입니다. 일반적으로 기계의 클램핑력은 (a) 주물의 투영된 표면적(다이 분할 라인에서 측정)과 (b) 다이에 금속을 주입하는 데 사용되는 압력에 의해 결정됩니다. 대부분의 기계는 유압 실린더(때로는 공기압)로 작동하는 토글형 메커니즘을 사용하여 잠금을 달성합니다. 다른 기계는 직접 작동하는 유압을 사용합니다. 안전 인터록 시스템은 주조 사이클 중에 다이가 열리는 것을 방지하기 위해 사용됩니다.
다이캐스팅 기계는 크든 작든 근본적으로 용융 금속을 다이에 주입하는 방식만 다릅니다. 이러한 기계는 핫 챔버 또는 콜드 챔버 다이캐스팅 기계로 분류되고 설명됩니다.

핫 챔버 다이캐스팅 기계

핫 챔버 기계(그림 1)는 주로 아연 및 금속 냄비, 실린더 및 플런저를 쉽게 공격하고 침식하지 않는 저융점 합금에 사용됩니다. 첨단 기술과 새로운 고온 재료의 개발로 인해 이 장비의 사용 범위가 다음과 같이 확장되었습니다. 마그네슘 합금 다이캐스팅.
그림 1: 핫 챔버 머신. 용융 금속에 잠긴 플런저 메커니즘을 설명하는 그림입니다. 최신 기계는 유압식으로 작동하며 자동 사이클링 제어 및 안전 장치가 장착되어 있습니다.
핫 챔버 기계에서는 사출 메커니즘이 기계에 부착된 용광로에서 용융 금속에 잠기게 됩니다. 플런저가 올라가면 포트가 열리고 용융 금속이 실린더를 채우게 됩니다. 플런저가 아래쪽으로 이동하여 포트를 밀봉하면 용융 금속이 구즈넥과 노즐을 통해 다이로 강제 주입됩니다. 금속이 굳으면 플런저를 빼내고 다이를 열면 주물이 배출됩니다.
핫 챔버 기계는 작동 속도가 빠릅니다. 사이클 시간은 1온스 미만의 소형 부품의 경우 1초 미만에서 수 파운드의 주조품의 경우 30초까지 다양합니다. 금형은 빠르게 채워지고(보통 5~40밀리초) 금속은 고압(1,500~4,500psi 이상)으로 주입됩니다. 그럼에도 불구하고 현대 기술은 이러한 값을 정밀하게 제어하여 세밀한 디테일과 정밀한 공차, 높은 강도를 갖춘 주물을 생산합니다.

콜드 챔버 다이캐스팅 기계

콜드 챔버 기계(그림 2)는 사출 플런저와 실린더가 용융 금속에 잠기지 않는다는 점에서 주로 핫 챔버 기계와 다릅니다. 용융 금속은 포트 또는 주입 슬롯을 통해 수동 또는 자동 래들을 통해 "콜드 챔버"로 주입됩니다. 유압으로 작동하는 플런저가 앞으로 전진하면서 포트를 밀봉하여 금속을 고압으로 잠긴 다이에 강제로 주입합니다. 사출 압력 범위는 알루미늄 및 마그네슘 합금의 경우 3,000~10,000psi 이상, 구리 베이스 합금의 경우 6,000~15,000psi 이상입니다.

그림 2: 콜드 챔버 머신. 다이어그램은 다이, 콜드 챔버 및 수평 램 또는 플런저(충전 위치)를 보여줍니다.
다이캐스팅은 다른 많은 대량 생산 공정보다 더 정밀한 공차 내에서 복잡한 형상을 제공합니다. 콜드 챔버 기계에서는 다이 캐비티를 채우는 데 필요한 더 많은 용융 금속을 챔버에 부어 넣습니다. 이렇게 하면 캐비티를 주조 합금으로 단단하게 채울 수 있는 충분한 압력을 유지할 수 있습니다. 여분의 금속은 주조물과 함께 배출되며 전체 주조물의 일부가 됩니다.
"콜드 챔버" 기계는 래들링 작업으로 인해 "핫 챔버" 기계보다 작동 속도가 약간 느립니다. 콜드 챔버 기계는 높은 융점을 위해 사용됩니다. 다이캐스팅 합금 플런저와 실린더 어셈블리는 용융 금속에 잠기지 않기 때문에 공격의 영향을 덜 받기 때문입니다.

다이 캐스팅과 그 구조

다이캐스팅 다이(그림 3)는 고정 다이 하프와 이젝터 다이 하프라고 하는 최소 두 개의 섹션으로 구성된 합금 공구강으로 만들어집니다. 고정 다이 하프는 용융 금속 사출 시스템을 향한 측면에 장착됩니다. 다이 캐스팅이 부착되고 다이가 열릴 때 배출되는 이젝터 다이 하프는 기계의 이동식 플래튼에 장착됩니다.

다이의 고정 다이 절반은 용융 금속이 다이로 들어가는 스프 루 구멍을 포함하도록 설계되었습니다. 이젝터 절반에는 일반적으로 용융 금속을 다이의 캐비티(또는 캐비티)로 라우팅하는 러너(통로)와 게이트(입구)가 포함되어 있습니다. 이젝터 하프는 또한 다이에서 주물을 배출하는 메커니즘을 수용하는 이젝터 박스에 연결됩니다. 이젝터 플레이트에 연결된 핀이 앞으로 움직여 주물을 캐비티에서 강제로 꺼낼 때 이젝션이 발생합니다. 이는 일반적으로 기계의 오프닝 스트로크의 일부로 발생합니다. 이젝터 핀의 배치는 이젝션 중에 주물에 가해지는 힘이 변형을 일으키지 않도록 주의 깊게 배치해야 합니다. 이젝터 플레이트에 부착된 리턴 핀은 다이가 닫히면 이 플레이트를 주조 위치로 되돌립니다.
금형에는 고정식 및 이동식 코어가 자주 사용됩니다. 고정된 경우 코어 축은 다음 방향과 평행해야 합니다. 다이캐스팅 금형 열립니다. 움직일 수 있는 경우 코어 슬라이드에 부착하는 경우가 많습니다. 다이 캐스팅 디자인의 측면에 홈이 필요한 경우 하나 이상의 슬라이드를 사용하여 다이 캐비티에서 주물이 배출되는 데 영향을 주지 않으면서 원하는 결과를 얻을 수 있습니다. 모든 이동식 슬라이드와 코어는 신중하게 장착되어야 하며 주조 사이클 동안 제자리에 단단히 고정될 수 있어야 합니다. 그렇지 않으면 용융된 금속이 슬라이드 쪽으로 밀려들어가 작업 중단을 초래할 수 있습니다. 슬라이드와 코어는 금형 제작의 복잡성과 비용을 증가시키지만, 다양한 구성으로 다이캐스팅을 생산할 수 있으며 일반적으로 다른 어떤 금속 가공 공정보다 경제적으로 생산할 수 있습니다.

다이캐스팅 금형 유형

금형은 단일 캐비티, 다중 캐비티, 조합 및 유닛 금형으로 분류됩니다(그림 4-A ~ 4-D).

단일 캐비티 다이에는 설명이 필요하지 않습니다. 다중 캐비티 다이는 모두 동일한 캐비티가 여러 개 있습니다. 하나의 다이에 서로 다른 모양의 캐비티가 있는 경우 이를 조합 다이 또는 패밀리 다이라고 합니다. 조합 다이는 어셈블리를 위한 여러 부품을 생산하는 데 사용됩니다. 단순한 부품의 경우 툴링 및 생산 경제성을 위해 유닛 다이를 사용할 수 있습니다. 어셈블리 또는 여러 고객을 위한 여러 부품은 유닛 다이를 사용하여 동시에 주조할 수 있습니다. 하나 이상의 유닛 다이는 공통 홀더에 조립되고 러너를 통해 공통 개구부 또는 스프 루 구멍에 연결됩니다. 이를 통해 모든 캐비티를 동시에 채울 수 있습니다.

다이캐스팅의 장점

다이캐스팅 구성 부품, 장식 트림 및/또는 완제품은 이 제조 공정을 지정하는 사람들에게 많은 기능, 장점 및 이점을 제공합니다.

다이캐스팅은 높은 생산 속도로 생산됩니다. 가공이 거의 또는 전혀 필요하지 않습니다.
다이캐스팅은 다른 주조 방법으로 얻을 수 있는 것보다 더 얇은 벽으로 생산할 수 있으며, 동일한 치수의 플라스틱 사출 성형보다 훨씬 더 강합니다.
다이캐스팅은 내구성이 뛰어나고 치수가 안정적이며 고급스러운 느낌과 외관을 가진 부품을 제공합니다.
다이 캐스팅 금형 는 추가 툴링이 필요하기 전에 지정된 공차 내에서 수천 개의 동일한 주물을 생산할 수 있습니다.
아연 다이캐스팅 는 최소한의 표면 처리로 쉽게 도금하거나 마감할 수 있습니다.
다양한 텍스처를 시뮬레이션하는 표면으로 다이 캐스팅을 제작할 수 있습니다.
다이캐스트 표면은 대부분의 다른 형태의 주조보다 매끄럽습니다.
다이 캐스팅의 구멍을 코어링하고 탭 드릴 크기에 맞게 만들 수 있습니다.
부품의 외부 나사산은 쉽게 다이캐스팅할 수 있습니다.
다이캐스팅은 보스와 스터드와 같은 일체형 고정 요소를 제공하므로 조립 경제성을 높일 수 있습니다.
다른 금속 및 일부 비금속 인서트는 다이캐스팅으로 제작할 수 있습니다.
다이캐스팅 합금의 내식성은 양호한 수준에서 높은 수준까지 다양합니다.
다이캐스팅은 모놀리식입니다. 하나의 복잡한 모양의 부품에 여러 기능이 결합되어 있습니다. 다이캐스팅은 별도의 부품으로 구성되거나 용접 또는 고정되지 않기 때문에 강도는 나사산이나 용접 등이 아닌 재료의 강도에 의해 결정됩니다.
다이캐스팅 프로세스 생산할 수 있습니다 알루미늄 다이캐스팅, 마그네슘 다이 케이스, 아연 다이 캐스팅, 황동 다이 캐스팅 납 주조 등이며, 모두 쉽게 대량 생산할 수 있습니다.

다이캐스팅은 효율적이고 경제적인 공정으로, 이를 최대한 활용하면 다양한 제조 공정에서 생산되는 다양한 부품의 어셈블리를 대체하여 비용과 인건비를 크게 절감할 수 있습니다.

다른 제품과의 비교

플라스틱 사출 성형 부품

다음과 비교 플라스틱 사출 성형 부품다이캐스팅은 더 강하고, 더 단단하고, 더 안정적인 치수, 더 내열성이 있으며, 특성/비용 면에서 플라스틱보다 훨씬 우수합니다. 또한 무선 주파수 및 전자기 방출을 방지하는 데 도움이 됩니다. 크롬 도금의 경우 다이캐스팅이 플라스틱보다 훨씬 우수합니다. 다이캐스팅은 플라스틱에 비해 하중 하에서 높은 수준의 영구성을 가지며, 자외선, 풍화, 다양한 시약의 존재에 따른 응력 균열에 완벽하게 저항합니다. 다이캐스팅을 생산하는 제조 주기는 플라스틱 사출 성형보다 훨씬 빠릅니다. 그러나 플라스틱은 단위 부피 기준으로 더 저렴할 수 있으며, 색상 고유의 특성으로 인해 마감 처리가 필요 없고 온도에 민감하며 전기 절연성이 우수합니다.

모래 주조

모래 주조와 비교, 다이 캐스팅 훨씬 적은 가공이 필요하고, 더 얇은 벽으로 만들 수 있으며, 모든 또는 거의 모든 구멍을 크기에 맞게 코어링할 수 있고, 훨씬 더 가까운 치수 제한 내에서 유지할 수 있으며, 다이캐스팅을 교체하지 않고 수천 개의 다이캐스팅을 더 빠르게 생산하고, 각 주조마다 새로운 코어가 필요하지 않으며, 인서트 다이캐스트가 쉽게 제공되고, 표면이 더 매끄럽고 주조당 인건비가 훨씬 적게 듭니다. 반면에 샌드 캐스팅은 철 금속과 다이캐스팅에 적합하지 않은 많은 비철 합금으로 만들 수 있습니다. 다이캐스팅으로 생산할 수 없는 형상을 샌드캐스팅으로 생산할 수 있으며, 최대 크기가 더 클 수 있고, 툴링 비용이 적고 소량을 더 경제적으로 생산할 수 있습니다. 자세한 내용을 확인할 수 있습니다. 모래 알루미늄 주조

영구 금형 주조

다음과 비교 영구 금형 주조다이캐스팅은 치수 제한에 더 가깝고 더 얇은 단면으로 만들 수 있으며, 구멍을 뚫을 수 있고, 적은 수작업으로 더 빠른 속도로 생산할 수 있으며, 표면이 더 매끄럽고 일반적으로 다이캐스팅 당 비용이 저렴합니다. 영구 금형 주조는 툴링 비용이 다소 낮고, 모래 코어를 사용하여 다이 주조에서는 얻을 수 없는 형상을 만들 수 있습니다.

단조품

단조품과 비교, 다이 캐스팅 단조품은 더 복잡한 모양을 만들 수 있고 단조할 수 없는 모양을 가질 수 있으며, 단면이 더 얇고, 더 가까운 치수로 유지되며, 단조품에서는 불가능한 코어링을 할 수 있습니다. 그러나 단조품은 다이캐스팅보다 밀도가 높고 강하며, 단조 합금의 특성을 가지고 있고, 철 및 기타 금속과 다이캐스팅에 적합하지 않은 크기로 생산할 수 있습니다.

스탬핑

스탬핑에 비해 다이캐스팅은 하나의 다이캐스팅으로 여러 부품을 대체할 수 있는 경우가 많습니다. 다이캐스팅은 조립 작업이 더 적게 필요하고, 더 가까운 치수 제한 내에서 유지될 수 있으며, 단면 두께에 거의 모든 원하는 변화를 줄 수 있고, 스크랩 낭비가 적으며, 더 복잡한 모양으로 생산할 수 있고 스탬핑으로는 생산할 수 없는 모양으로 만들 수 있습니다. 반면 스탬핑은 단조 금속의 특성을 가지며, 강철과 다이캐스팅에 적합하지 않은 합금으로 만들 수 있고, 더 단순한 형태로 더 빠르게 생산할 수 있으며, 다이캐스팅보다 무게가 더 적을 수 있습니다.

나사 기계 제품

스크류 머신 제품과 비교, 다이 캐스팅 는 더 빠르게 생산되고, 스크랩 폐기물이 훨씬 적으며, 바 또는 튜브형 스톡에서 생산하기 어렵거나 불가능한 모양으로 만들 수 있고, 더 적은 작업이 필요할 수 있습니다. 반면에 스크류 기계 제품은 다이캐스팅이 불가능한 강철 및 합금으로 만들 수 있으며, 단조 금속의 특성을 가지고 있고 툴링 비용이 적게 듭니다.

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