저압 다이캐스팅의 동작방식

저압 다이캐스팅은 저압을 사용하여 상세하고 정확한 조각을 제조하는 압력 다이캐스팅 공정입니다. 결과적으로 많은 산업 분야에 널리 적용할 수 있습니다.

 

1. 저압 다이캐스팅이란?

LPDC는 고압 다이캐스팅과 정반대이며 알루미늄 및 구리 부품에 일반적으로 사용되는 금속 가공에 적용할 수 있습니다. 일반적으로 더 낮은 압력(</= 0.8bar)에서 용융 금속을 주입하는 작업이 포함되며, 응고 시 기계적 특성이 강한 부품을 생산합니다.

 

 

 

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2. 저압 다이캐스팅 동작방식

저압 다이캐스팅은 주조 슬래그와 주물의 다공성을 줄이는 독특한 설정이 특징입니다. 또한 LPDC 부품은 치수가 매우 정확합니다.

 

 

 

제조 공정의 작동 메커니즘은 다음과 같습니다.

 

1) 금형 설계 및 제조

첫 번째 단계는 강철에서 CNC 가공을 사용하여 만든 부품인 금형을 만드는 것입니다. 금형 설계 및 제조 공정은 LPDC 부품의 품질과 기능을 보장하기 위해 실수나 결함이 없어야 합니다. 또한 금형과 액체 금속 사이의 온도 차이로 인해 발생하는 균열과 같은 열 결함을 방지하기 위해 금형을 세척하고 예열합니다.

 

2) 금속 용융

알루미늄과 같이 주조할 금속 합금을 도가니로에 넣고 완전히 액화될 때까지 가열합니다. 그런 다음 작업자는 액체 금속을 저장소 역할을 하고 금속을 용융 상태로 유지하는 다이 아래에 위치한 유지로로 이송합니다. 유지로의 위치와 용융 금속이 배출되는 공정은 슬래그가 금형에 주입되지 않도록 합니다.

 

 

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3) 주조

용융 금속은 라이저 튜브를 통해 약 0.8bar의 압력 하에서 다이 캐비티로 주입됩니다. 압력의 결과로 프로세스는 느리지만 부드럽고 제어됩니다. 또한, 고압 다이캐스팅 공정에 비해 공기 포착이 적습니다.

 

4) 냉각 및 응고

낮은 압력에서 용융 금속은 냉각되고 응고되어 최종 부품을 형성합니다. 낮은 압력은 용융 금속이 금형의 모든 부분을 채울 수 있도록 하기 때문에 중요합니다. 이것은 또한 유지로가 다이에 용융 금속을 계속 공급하고 공정 중 수축을 보충하기 때문에 가능합니다.

 

5) 방출

냉각 및 완전한 응고 후 작업자는 이젝터 핀을 사용하여 최종 부품을 배출합니다. 그 후, 다이를 냉각시키고 압력을 차단하여 나머지 용융 금속 재료가 유지로로 다시 흐를 수 있도록 해야 합니다.

 

6) 제조 후 마감

저압 다이캐스팅은 표면 조도가 좋은 부품을 생산합니다. 그럼에도 불구하고 트리밍과 같은 제조 후 공정은 오버플로로 인해 발생할 수 있는 과도한 금속을 제거하는 데 적용할 수 있습니다. 또한 최종 부품의 표면 품질을 개선하기 위해 부품을 가공할 수 있습니다.

 

 

 

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3. 저압 다이캐스팅의 재료

저압 다이캐스팅은 일반적으로 알루미늄 합금에 사용되므로 알루미늄 저압 주조라는 이름이 붙습니다. 그럼에도 불구하고 다른 재료에 적합합니다. 공정에 일반적으로 사용되는 재료는 다음과 같습니다.

 

1) 알루미늄

알루미늄은 용융 형태가 점도가 낮아 다이캐스팅 공정 중에 자유롭게 흐를 수 있는 일반적인 LPDC 재료입니다. 그 외에도 벽 두께가 5mm 이상인 얇은 벽 주물을 만드는 데 적합합니다. 그러나 경량 및 강도와 같은 알루미늄의 고유한 특성은 응용 분야와 산업 제휴를 결정합니다.

 

2) 구리

저압 다이캐스팅은 인장 강도가 높기 때문에 구리 합금과 호환됩니다. 또한, 합금은 빠르게 응고되고 냉각되어 미세한 입자 구조를 생성하므로 균열이 발생하지 않습니다.

내구성, 열전도율 등과 같은 다른 고유한 특성은 산업에 따라 다릅니다. 구리는 낮은 다이캐스팅 공정에 적합하지만 융점이 높아 에너지 집약적인 공정으로 인해 높은 비용이 발생합니다.

 

3) 마그네슘

마그네슘의 높은 주조성과 유동성은 저압 주조에 적합합니다. 다공성 주조로 이어지지 않고 다이를 매끄럽게 채울 수 있습니다. 다른 고유한 특성으로는 높은 강도 대 중량 비율과 내식성이 있습니다.

 

4) 아연

아연의 우수한 캐스터블, 낮은 융점 및 높은 응고 속도는 최고의 저압 다이캐스팅 재료입니다. HPDC 공정과 달리 저압에서 아연을 주조하면 사이클 속도가 증가하고 비용이 절감됩니다. 게다가, 그것은 마모를 줄이고 공구 수명을 증가시키는 다이에 대한 마모 효과가 적습니다. 아연은 또한 높은 인장 강도 및 내식성과 같은 우수한 기계적 특성을 결합하여 용도를 결정합니다.

 

 

 

 

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4. 저압 다이캐스팅의 장점

다른 다이캐스팅 공정과 함께 저압 다이캐스팅은 금속 부품 제조 산업에서 매우 중요합니다. 그러나 이 프로세스에는 다른 프로세스와 차별화되는 몇 가지 장점이 있습니다.

 

1) 높은 정확도

저압 다이캐스팅을 사용하여 제조된 부품은 정확하고 정밀합니다. 이는 일정한 온도와 압력에서 다이가 천천히 채워지기 때문입니다. 공정과 관련된 이러한 높은 치수 정확도는 제조 후 조립이 필요한 소형 주물 제조에 중요합니다.

 

2) 순수한 주물 형성

이 공정은 낮은 압력에서 발생하고 천천히 다이를 채우기 때문에 슬래그 형성이 없기 때문에 매우 순수한 주조가 형성됩니다. 액체 금속 표면의 슬래그 형성은 다른 다이캐스팅 공정, 특히 고압 다이캐스팅에서 일반적입니다. 그러나 주물이 상향 이동을 사용하기 때문에 슬래그는 금속을 펌핑할 때 유지로를 떠나지 않습니다.

 

3) 성형성 우수성

저압 다이캐스팅은 균열이나 변형 없이 금속 부품을 생산하기 때문에 성형성이 우수합니다. 결과적으로 복잡한 모양과 디자인의 부품 제조에 적합합니다.

 

4) 결정화

응고 중 적절한 열 분포와 압력 공급은 최종 부품의 결정화로 이어집니다. 결정화는 더 미세한 입자 크기를 가진 더 강한 조각을 생성합니다. 결과적으로 저압 다이캐스팅은 충격 및 응력 저항이 필수적인 응용 분야에 적합합니다.

 

5) 환경 친화적 

저압 다이캐스팅은 환경 친화적인 공정입니다. 다른 주조 공정과 비교할 때 에너지 효율이 더 높습니다. 또한 재활용할 수 있는 폐기물을 최소화합니다. 환경 친화적임으로써 저압 다이캐스팅은 운영 비용을 절감합니다.

 

 

 

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5. 저압 다이캐스팅의 단점

다른 다이캐스팅 공정과 마찬가지로 저압 다이캐스팅에도 금속 부품 제조에서의 사용을 결정할 수 있는 몇 가지 단점이 있습니다. 

 

1) 느린 주조 주기

저압 다이캐스팅의 한계는 사용되는 낮은 압력으로 인해 주조 주기가 느려진다는 것입니다. 이로 인해 리드 타임이 길어집니다.

 

2) 다이 내구성

다이는 용융 금속과의 지속적인 접촉으로 인해 기능을 잃을 수 있으며 이는 점진적인 침식을 유발할 수 있습니다. 속도 및 압력과 같은 주조 매개변수의 적절한 유지 관리 및 제어를 통해 이러한 침식을 최소화할 수 있습니다.

 

3) 얇은 부품 제작 부적절

주조 공정에 사용되는 낮은 압력으로 인해 부품의 벽 두께가 5mm 이상이어야 하기 때문에 벽이 얇은 부품을 제조하는 데 적합하지 않습니다. 5mm 미만의 벽 두께를 얻으려면 고압 다이캐스팅이 바람직합니다.

 

4) 높은 초기 투자 비용

주조 공정은 다이캐스팅 기계, 금형 설계 및 제조 비용을 포함한 높은 초기 투자가 발생합니다. 비용 효율적인 편에 있다는 것은 다이캐스팅 서비스를 아웃소싱하려고 한다는 것을 의미합니다.

 

 

 

 

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6. 저압 다이캐스팅의 응용

주물의 다공성 감소와 같은 저압 다이캐스팅 이점은 다음 산업에서 중요한 부분을 차지합니다.

 

1) 자동차 산업

자동차 산업은 휠, 실린더 헤드, 엔진 블록 및 서스펜션 부품과 같은 중소형 자동차 부품을 만드는 공정을 사용하기 때문에 저압 다이캐스팅의 이점을 크게 누릴 수 있습니다. 이 공정은 강력하고 견고하며 고품질의 주조 생산을 보장하기 때문에 여기에서 매우 중요합니다. 또한 LPDC 주물은 자동차 산업의 미적 요구 사항을 충족하는 미세한 표면 마감 처리가 되어 있습니다.

 

2) 의료 장비

의료 부품 제조 산업은 또한 저압 다이캐스팅을 사용하여 수술 도구, X선 및 진단 기계를 포함한 여러 부품을 생산합니다. 주물에는 다공성이 없으므로 의료 산업에서 흔히 볼 수 있는 열과 화학적 살균에 취약합니다.

 

3) 항공우주 산업

항공 우주 산업의 저압 다이캐스팅을 사용하면 산업의 엄격한 허용 오차를 충족하는 고품질 금속 부품을 제조할 수 있습니다. 여기에는 랜딩 기어 구성 요소, 엔진 블록 등이 포함됩니다. 저압 다이캐스팅에 사용되는 최소 압력은 이러한 부품이 정확하고 정밀하여 기능을 보장하도록 합니다.

 

4) 가전 제품

저압 다이캐스팅은 조리 도구, 푸드 프로세서, 세탁기 믹서 및 진공 청소기를 만드는 데 사용되는 부품을 만드는 데에도 적합합니다. 이러한 가전 제품의 대부분은 아연으로 만들어집니다. 아연 저압 주조는 다양한 크기의 복잡한 모양의 가정용 부품을 만드는 데 도움이 됩니다.

 

5) 전기 산업

전기 산업은 또한 매우 상세하고 일관된 전기 부품을 생산하기 위해 저압 다이캐스팅을 사용합니다. 여기에는 모터 케이스, 인클로저, 케이블 글랜드 및 기타 섬세한 구성 요소가 포함됩니다.

 

6) 조선 해양 및 조선

저압 다이캐스팅은 펌프, 엔진 및 밸브를 만드는 데 사용되는 해양 부품을 만드는 데 적용할 수 있습니다. 이 주물은 내구성이 뛰어나고 부식에 강합니다(재료에 따라 다름)

 

 

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