산업기술
산업 제조
다이캐스팅 공정은 아연, 알루미늄 등 낮은 녹는점의 용융 금속을 다이캐스팅 금형에 주입하고 냉각시키는 과정입니다. 녹는점에 따라 두 가지 다른 메커니즘(핫 챔버 및 콜드 챔버 주조)으로 진행되며, 단순하고 복잡한 판금 부품 제작에 적합합니다.
이 공정은 독특한 접근 방식을 가지며 소비자 및 산업 제품 제작에 사용되는 많은 금속 부품 제조를 담당합니다. 하지만 공정을 사용하거나 그런 서비스를 제공하는 회사에 아웃소싱하기 전에 이에 대한 정교한 지식을 얻어야 합니다. 따라서 이 글에서는 다이캐스팅의 역사, 메커니즘, 장단점을 소개합니다.
다이캐스팅은 낮은 녹는점의 금속을 녹여 다이캐스팅 금형으로 알려진 이미 만들어진 금형에 주입하는 공정입니다. 금형 또는 툴은 CNC 가공 같은 제조 공정을 사용해 단일 프로젝트용으로 강철로 제작됩니다. 결과적으로 다이캐스팅으로 제작된 판금 부품은 높은 정밀도, 정확도, 반복성을 가집니다.
다이캐스팅은 1800년대까지 거슬러 올라가 인쇄 산업에서 중요한 기술이었습니다. 1849년 스터지스(Sturges)는 인쇄용 수동 다이캐스팅 기계를 만들어 다양한 복잡한 형상 제작 시 더 정확하고 창의적이며 지속 가능하게 만들었습니다. 1855년 오토 머겐탈러(Otto Mergenthaler)는 출판 산업의 중요한 부분인 더 효율적인 라이노타입 기계를 만들었습니다.
19세기 이점들로 다이캐스팅 기계 수요가 증가했습니다. 결과적으로 다이캐스팅은 많은 산업에서 대중화되었습니다. 이 기간 동안 기술 발전이 있었습니다. 예를 들어 알루미늄이 더 높은 품질로 주석과 납을 대체했습니다. 또한 원래의 저압 주입 다이캐스팅 공정이 고압 주조 방식으로 변경되었습니다.
Grand View Research에 따르면 다이캐스팅 산업은 2016년 기준 저비용 생산률과 일관성으로 전 세계 점유율 49.7%를 차지합니다.
산업적으로 사용되는 두 가지 다이캐스팅 공정은 핫 챔버와 콜드 챔버 다이캐스팅입니다. 각기 고유한 특성이 있으며 다른 시나리오에 적용됩니다. 두 공정의 내용은 다음과 같습니다.
핫 챔버 다이캐스팅 공정은 아연, 주석, 납, 마그네슘 합금 등 낮은 녹는점 소재 작업에 완벽한 방법입니다. 펌프가 직접 금속과 접촉하므로 높은 녹는점 합금에는 적합하지 않습니다(펌프 손상 우려). 금속을 녹여 유압 시스템의 압력으로 다이 주입합니다.
콜드 챔버 다이캐스팅은 알루미늄 등 높은 녹는점 소재 작업에 완벽한 방법입니다. 소재를 녹이는 데 필요한 고온이 펌핑 시스템을 손상시킬 수 있기 때문입니다.
공정은 녹은 소재를 콜드 챔버에 퍼 담아 다이 주입 전 단계로 거칩니다. 콜드 챔버 공정의 유압 시스템은 핫 챔버 공정과 유사합니다. 하지만 2,000~20,000 psi 범위의 더 큰 압력이 필요할 수 있습니다.
핫 챔버든 콜드 챔버든 표준 공정은 용융 금속을 고압 하에 다이 금형에 주입하는 것입니다. 복잡한 다이캐스팅 공정 단계는 다음과 같습니다.
다이캐스팅의 첫 단계는 클램핑입니다. 하지만 그 전에 다이를 세척해 불순물을 제거하고 더 나은 주입과 고체화 제품 제거를 위해 윤활합니다. 세척과 윤활 후 고압으로 다이를 클램핑하고 닫습니다.
주입할 금속을 녹여 샷 챔버에 붓습니다. 절차는 사용하는 공정에 따라 다릅니다. 예를 들어 콜드 챔버 다이캐스팅에서는 샷 챔버가 차갑고, 핫 챔버 다이캐스팅에서는 뜨겁습니다. 그 후 유압 시스템이 생성한 고압으로 금속을 다이 주입합니다.
클램핑된 상태에서 금속이 응고되도록 냉각시킵니다. 고체화된 소재는 금형 설계와 유사한 형상을 가집니다.
다이 금형 클램핑을 해제한 후 이젝션 메커니즘이 고체 주조품을 다이 밖으로 밀어냅니다. 최종 제품 배출 전 완전한 고체화 확인 필수입니다.
최종 단계로, 완성품의 스프루와 러너에 있는 여분 금속을 제거합니다. 트리밍은 트림 다이, 톱, 기타 절차로 가능합니다. 제거된 금속 부품은 공정에서 재활용 및 재사용 가능합니다.
다이캐스팅에 사용되는 대부분의 합금은 강한 기계적 특성을 가진 비철금속입니다. 비철 금속 특성이 강한 기계적 특성과 일치하는 낮은 녹는점을 담당합니다. 필요한 특성 유형은 작업 중인 소재에 따라 다릅니다. 따라서 소재 선택에 제한은 없습니다. 하지만 몇 가지 인기 합금은 다음과 같습니다.
알루미늄 합금은 다양한 제품 제작에 적용 가능한 독특한 특성을 가집니다. 알루미늄 합금 380.0은 독특한 특성으로 다이캐스팅에서 가장 흔한 소재입니다. 다른 합금으로는 알루미늄 합금 360, 390, 413이 있습니다. 알루미늄 합금을 사용하는 이유:
아연 합금은 놀라운 강도, 인성, 견고함, 성능, 비용 효율성을 가집니다. 결과적으로 다이캐스팅 공정의 중요한 부분으로, 알루미늄, 마그네슘, 청동 같은 다른 합금과 경쟁하거나 능가하는 특성을 가집니다.
사용할 수 있는 아연 합금이 많습니다. 하지만 일반적인 다이캐스팅 아연 소재는 Zamak #2, #3, #5, #7, ZA8, ZA27로 다음 특성으로 알려져 있습니다:
마그네슘은 다이캐스팅에 사용되는 또 다른 소재입니다. 많은 합금이 있지만 가장 흔한 것은 AZ91D로 인성, 내구성, 경량, 좋은 주조성으로 알려져 있습니다. 강철보다 75% 가볍고 알루미늄보다 33% 가벼우면서 강도 손실이 없습니다. 대부분 마니아들은 복잡한 주조에 엄격한 공차가 필요하고 내식성이 더 좋아 마그네슘을 선호합니다.
다이캐스팅 부품 제작에 적합한 기타 합금으로는 청동, 황동, 납, 주석이 있습니다.
다이캐스트는 내구성, 보호, 미적 효과를 증진하는 좋은 표면 마감이 필요합니다. 다이캐스팅 부품에 사용할 수 있는 다양한 마감 옵션이 있습니다. 하지만 선택은 주조 부품 크기와 사용 중인 합금에 기반합니다.
도장은 많은 소재에 이상적인 가장 일반적인 표면 마감 기술입니다. 추가 보호나 미적 목적일 수 있습니다.
공정은 금속에 사용되는 특수 고려사항으로 래커, 페인트, 에나멜을 도포하는 것입니다. 추가 전 금속 표면을 세척해 오일 등 불순물 제거(접착력에도 도움), 하도(프라이머), 상도 도장합니다.
분체 도장은 다이캐스팅 부품에 사용할 수 있는 또 다른 일반적인 장식 마감입니다. 대전된 입자를 다이캐스팅 부품 표면에 도포합니다. 이 공정은 다이캐스트 표면의 미세한 결함을 숨기고, 두께 제어가 더 좋으며 균일합니다. 결과적으로 공정 완료 시 제품이 내구성, 경도, 높은 내식성, 내스크래치성을 갖게 됩니다. 분체 도장은 유해 독성 물질을 생성하지 않아 환경 친화적입니다.
이 표면 마감 기술은 주조품에 앤티크 룩을 주며 주로 아연 주조에 적용됩니다. 주조품을 구리나 기타 합금으로 전기도금한 후 황화구리 등 유색 성분으로 덮습니다. 그런 다음 릴리브(일부 유색 층 제거로 하부 구리 층 노출)하고 변색 방지 처리를 합니다.
세라믹 코팅은 장식 공정으로 세라믹을 용액 형태로 부품 외부에 첨가합니다. 양극산화와 유사한 얇은 층을 생성합니다. 결과적으로 적용 전 표면 준비 절차가 중요합니다.
도금은 무전해 또는 전기도금 공정일 수 있으며 다이캐스트 마감에 적합하고 저렴한 방법입니다. 세라믹 코팅 옵션처럼 마감 층이 얇으므로 사용 전 표면 준비 절차가 필요합니다.
무전해 도금은 전기 대신 화학물질을 사용해 다이캐스트 부품을 도금합니다. 다이캐스트 부품을 환원성 화학물질에 담그고 다른 광물로 촉매화하면 화학물질이 다이캐스트에 증착됩니다. 전기도금은 유사하지만 광물이 아닌 전류를 전해질에 통과시켜 촉매화합니다. 두 방법 모두 미적 목적에 이상적입니다. 일부 판금 마니아들은 부품 전도성 개선에도 사용합니다.
다이캐스팅 공정은 진정으로 독특하고 고기능적인 다양한 부품과 컴포넌트 제작에 적용 가능합니다. 몇 가지 용도는 다음과 같습니다:
소비자 및 산업 제품 제조
싱크 수도꼭지, 컴프레서 피스톤, 커넥터 로드, 히트싱크 등 소비자 제품 제작에 적합합니다.
자동차 제품 제조
기어, 실린더, 소형 엔진, 글래드핸드, 트랜스퍼 케이스 등 차량에 적용되는 더 구체적인 부품 제작에 사용됩니다.
항공우주 부품 제조
다이캐스팅은 항공우주 산업의 높은 품질 기준을 충족하는 가볍지만 우수한 금속 컴포넌트 생산을 위한 비용 효율적 솔루션입니다.
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다이캐스팅은 저비용 생산과 쉬운 조작으로 중요한 금속 가공 방법입니다. 하지만 공정 사용의 다른 이점도 있습니다. 다이캐스팅 공정의 장점:
일반적으로 다이캐스팅은 저비용 생산입니다. 하지만 비용은 여러 요소에 따라 달라집니다. 다이캐스트 프로젝트 비용 측면에서 최적화를 위해 고려할 몇 가지 요소:
선택하는 소재 유형이 다이캐스팅 비용에 큰 역할을 합니다. 일부 소재는 가치가 비쌉니다. 또한 다이캐스팅 소재 가격은 변덕스러워 보이지만 일반적으로 상승 추세입니다.
생산 비용은 툴링 비용과 다이캐스팅 비용 세 가지 중요한 요소에 의존합니다. 사용하는 생산 공정, 기술적 접근, 금형 제조 공정, 유지보수에 따라 툴링 비용이 높을 수 있습니다.
금형 비용은 사용된 제조 공정에 따라 달라집니다. 예를 들어 CNC 가공 사용 시 공정의 능력과 이점이 높은 금형 비용에 기여합니다.
트리밍 같은 2차 작업도 다이캐스팅 비용에 영향을 줍니다. 따라서 2차 작업 비용의 범위, 효율성, 효과성이 비용에 중요합니다.
마감 비용도 사용하는 마감 방법에 따라 달라집니다. 예를 들어 전기도금 같은 방법은 도장에 비해 더 높은 마감 비용이 듭니다.
다이캐스팅은 저비용 생산과 효율성으로 알려진 중요한 판금 가공 공정입니다. 공정은 단순하지만 약간의 지식과 경험이 필요할 수 있어, 우리 같은 올바른 서비스에 아웃소싱하는 것이 더 나은 접근입니다.
RapidDirect에서는 다이캐스팅 서비스 분야의 숙련된 엔지니어 팀에 접근할 수 있습니다. 우리 팀의 경험은 귀하 프로젝트에 적합한 다이캐스팅 공정 조언에 더 나은 위치를 제공합니다.
우리는 수많은 제조 공장과 첨단 설비를 갖춘 ISO 9001:2015 인증 기업으로 고품질 부품을 제조합니다. 빠른 리드타임을 가지며, 설계 파일 업로드 시 12시간 내 견적과 DFM 분석을 제공합니다.
왜 다이캐스팅이라고 부르나요?
다이를 사용하기 때문에 다이캐스팅이라고 부릅니다. 다이는 주로 CNC 가공으로 만든 강철 금형으로 액체 금속을 주입합니다. 두 부분으로 나뉩니다: 주조기에 고정된 고정부와 이동 가능한 이젝터부.
샌드캐스팅과 다이캐스팅의 차이점은?
샌드캐스팅과 다이캐스팅 모두 중요한 금속 가공 공정입니다. 두 공정의 차이는 금형 형성에 사용되는 소재입니다. 한편 다이캐스팅 공정은 금속 금형이 필요합니다. 다른 한편 샌드캐스팅은 모래로 만든 금형을 사용합니다. 또한 다이캐스팅은 비철 저녹는점 금속에만 적합한 반면 샌드캐스팅은 더 넓은 범위를 지원합니다.
사출 성형과 주조의 차이점은?
다이캐스팅과 사출 성형은 같은 메커니즘, 즉 용융 소재를 다이에 주입하고 냉각시키는 방식을 가집니다. 하지만 사출 성형은 ABS, 폴리프로필렌, TPU, 폴리에틸렌 등을 사용하는 반면 다이캐스팅은 낮은 녹는점 금속을 사용합니다.
산업기술
다이캐스팅은 금형 캐비티를 이용해 용융 금속에 고압을 가하는 방식으로, 가장 다재다능하고 생산적인 금속 주조 공정 중 하나입니다. 다이캐스팅 공정의 특성은 다이캐스팅 공정 요구사항을 충족하는 다이캐스팅 부품 설계에 기여합니다. 이제 다이캐스팅의 장단점과 다른 제조 공정으로 가공한 부품과의 비교를 살펴보겠습니다. 1. 다이캐스팅의 장점 높은 생산 효율 – 생산 공정이 기계화와 자동화하기 쉽습니다. 일반적으로 콜드 챔버 다이캐스팅 머신은 시간당 50~90회, 핫 챔버 다이캐스팅 머신은 시간당 400~900회 다이캐스팅합니다.
로봇은 용융 금속을 재사용 가능한 금형에 빠르고 효율적으로 부어 다이캐스트 공정을 자동화할 수 있습니다. 다이캐스팅 기계는 다양한 산업에서 사용되며, 자재 핸들링은 자연스러운 애플리케이션이지만 주조 및 파운드리 애플리케이션은 도전적일 수 있습니다. 다이캐스트 기술 센터의 솔루션 다이캐스트 기술 센터는 시리즈 시동과 개발 작업이 실제 생산을 위한 가용성 대신 기계 용량을 차지하는 문제를 해결했습니다. 이 회사는 다이캐스트 부품이 생산 준비가 되도록 아웃소싱 작업을 맡습니다. 3대의 쿠카 KR 125 로봇을 사용하여 일반적인 다이캐스팅