중력 다이캐스팅의 동작방식

중력 다이캐스팅 공정은 높은 수준의 정확도를 가진 내구성 있는 부품의 생산으로 인해 제조에 오랜 역사를 가지고 있습니다. 알루미늄이 가장 일반적인 비철 재료에 적합합니다.

 

중력 다이캐스팅 공정의 사용을 둘러싼 프로세스는 간단하지만 프로젝트에 사용하기 전에 이 방법이 어떻게 작동하는지 이해하는 것이 중요합니다. 

 

1. 중력 다이캐스팅이란?

중력 다이캐스팅 공정은 금형을 사용하여 부품을 생산하는 일반적인 다이캐스팅 기술입니다. 용융 금속은 외부 압력이나 힘을 사용하지 않고 중력 하에서 자유롭게 금형으로 흐릅니다.

중력 다이캐스팅 제조업체는 주로 알루미늄 합금에 이 기술을 사용합니다. 따라서 알루미늄 중력 다이캐스팅이라는 용어가 있습니다. 그럼에도 불구하고 강철, 황동, 아연 및 기타 비철금속에도 적합합니다.

 

알루미늄 중력 다이캐스팅은 수동 또는 자동일 수 있습니다. 자동 주조 공정이 더 빠릅니다. 금형은 강철 또는 주철을 사용하여 만들어졌다는 것이  중요합니다. 이 재료는 강하고 주조와 함께 제공되는 온도와 열을 견딜 수 있습니다.

 

 

 

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2. 중력 다이캐스팅에 사용되는 툴링 및 장비

다양한 도구와 장비가 중력 다이캐스팅 공정을 구성합니다. 각각은 중요한 역할을 하며 부재 중에는 시스템이 작동하지 않습니다. 가장 중요한 중력 다이캐스팅 도구 및 장비를 살펴보겠습니다.

 

1) 다이(금형)

다이는 중력 다이 캐스팅의 핵심입니다. 마지막 부분은 금형의 모양을 취합니다. 따라서 흠잡을 데가 없어야 합니다. 일반적으로 CNC 가공의 제품인 다이는 재사용이 가능하고 영구적입니다.

 

2) 중력 다이 캐스팅 기계

다이의 개폐 움직임을 제어하고 주조 작업 전반에 걸쳐 다이를 단단히 고정합니다. 중력 다이캐스팅 기계는 견고하고 전체를 만들기 위해 더 작은 부품이 있습니다.

 

중력 다이캐스팅 기계의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다

• 프레임
• 냉각 시스템
• 주입 시스템
• 제어판

 

3) 용광로

용광로는 주조할 금속을 액화시키는 용융 오븐입니다. 금속을 수용하기 위해 도가니를 사용하여 기능을 수행합니다. 이 가열 챔버는 제목이 있거나 제목이 없을 수 있습니다. 제목 유형을 사용하면 전체 용광로가 기울어져 용융 금속이 빠른 속도로 부품을 생산하도록 지시합니다.

 

4) 트리밍 도구

직접적인 중력 다이캐스팅 구성 요소는 아니지만 중요합니다. 중력 다이캐스팅 제조업체는 트리밍 도구를 사용하여 주조 부품에서 과도한 재료를 잘라냅니다.

 

 

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3. 중력 다이캐스팅의 동작방식

중력 다이캐스팅 공정은 다른 다이캐스팅 방법과 유사하지만 용융 금속을 다이에 주입하는 메커니즘이 다릅니다.

 

아래에 설명된 대로 6가지 단계가 있습니다.

 

1) 다이 준비

CNC 가공과 같은 공정을 사용하여 금형을 제조한 후에는 준비를 거쳐야 합니다. 

• 다이를 미리 결정된 온도로 가열하면 다이의 수명을 늘리는 데 도움이 되는 열 균형이 생성됩니다.
• 최종 부품의 품질에 영향을 줄 수 있는 불순물을 제거하기 위해 다이를 청소합니다.
• 최종 부품을 더 쉽게 제거할 수 있도록 금형에 윤활유 또는 내화물을 사용합니다.

 

2) 용융 금속 준비

다음 단계는 금속 펠릿을 준비하는 것입니다. 금속을 도가니에 넣기 전에 먼지와 부스러기가 없는지 확인하십시오. 이제 금속 재료가 액화될 때까지 녹는점보다 약간 높게 가열합니다.

 

3) 주사

용융 후 용융 금속을 다이 캐비티로 조심스럽게 옮깁니다. 다이가 채워질 때까지 중력 하에서 수직으로 붓습니다. 다이를 사용할 때 원활한 작동을 위해 드래프트 각도가 1-2도 이내인지 확인하십시오.

 

4) 냉각 및 응고

붓는 단계에 따라 식히십시오. 금속이 금형의 모양을 정확하게 취하므로 응고될 수 있는 충분한 시간을 주십시오. 조기 냉각은 합금의 입자 크기에 영향을 미치고 주조 결함으로 이어질 수 있습니다.

 

5) 방출

그 후, 작업자는 이젝터 핀을 사용하여 다이 반쪽을 열고 최종 부품을 조심스럽게 제거합니다. 이 핀은 주조 설정에 부착되어 다이에서 부품을 단단히 밀어냅니다.

 

6) 트리밍 및 마무리

때때로 중력 다이캐스트 부품에는 잘라내야 하는 과도한 재료가 함께 제공됩니다. 완벽한 마감을 위해 제조된 부품에서 플래시, 러너 또는 스프루를 조심스럽게 제거하십시오. 마지막으로 적절한 표면 마감 옵션을 청소하고 사용하여 외관을 개선하십시오.

 

 

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4. 중력 다이캐스팅의 장점과 단점

제조를 위해 중력 다이캐스팅 공정을 사용하면 무한한 이점이 있습니다. 이것은 품질과 정확성이 결정 요인일 때 사용하는 기술입니다. 다음은 중력 다이캐스팅의 장점 중 일부입니다.

 

1) 고품질 주물

중력 다이캐스팅은 고품질의 내구성 있는 부품을 생산합니다. 다른 유형의 주물과 비교할 때 부품은 더 미세한 입자 구조를 가지며 다공성이 적습니다. 또한 철 또는 강철 주형을 사용하면 경도와 강도를 포함한 부품의 기계적 특성이 향상됩니다.

 

2) 좋은 표면 마감

이 제조 방법으로 만든 부품은 표면 마감이 우수합니다. 주물은 어떤 형태의 압력도 포함하지 않기 때문에 균일하게 응고됩니다. 결과적으로 표면은 요철 없이 매끄럽고 일관성이 있습니다.

 

3) 치수 정확도

중력 다이캐스팅의 가장 중요한 장점 중 하나는 치수가 정확한 부품을 생산한다는 것입니다. 따라서 복잡한 모양의 부품이 있는 까다로운 산업에 적합합니다.

 

4) 낮은 생산 비용

중력 다이캐스팅은 금속 부품을 제조하는 비용 효율적인 방법입니다. 막 시작하는 경우 장비와 툴링을 설정하는 데 비용이 많이 들 수 있습니다. 그러나 이러한 비용은 전체 생산을 시작하면서 감소합니다.

 

5) 다양한 재료에 적합

중력 다이캐스팅 공정은 많은 재료와 호환됩니다. 이 생산 공정은 알루미늄, 아연 및 마그네슘을 완벽하게 성형할 수 있습니다. 이러한 재료는 고유한 특성을 가지며 용융 시간 및 온도와 같은 다른 요구 사항이 필요할 수 있습니다.

 

수많은 장점에도 불구하고 중력 다이캐스팅에는 다음과 같은 제한 사항이 있습니다.

 

1) 느린 프로세스

압력을 사용하는 다른 주조 공정과 달리 중력 다이캐스팅은 더 느립니다. 금형은 중력의 힘으로 천천히 채워집니다. 그러나 이 느린 속도는 다이 내부의 난류를 방지하여 더 강한 부품을 생산합니다.

 

2) 제한된 부품 크기

중력 다이캐스팅에는 크기 제한이 있습니다. 이 제조 방법은 소형 부품에 가장 적합합니다. 그 외에도 공작물은 사출 공정 중에 압력을 사용하지 않기 때문에 일반적으로 5mm 이상의 두꺼운 벽을 가져야 합니다.

 

 

 

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5. 중력 다이캐스팅의 재료

알루미늄은 중력 다이캐스팅 공정과 호환되는 가장 일반적인 재료입니다. 다음은 우선 순위 없이 공정에 사용되는 몇 가지 일반적인 알루미늄 합금입니다.

 

1) A356

A356은 중력 다이캐스팅에 가장 일반적으로 사용되는 알루미늄 합금 중 하나입니다. 그것은 90% 이상의 알루미늄과 규소, 철, 아연, 구리, 마그네슘 및 망간과 같은 기타 원소를 소량 함유하고 있습니다. 이 알루미늄 합금은 가볍고 강도가 높습니다. 또한 유동성이 우수하고 주조성이 우수하여 중력 다이캐스팅에 적합합니다.

 

2) AlSi7Mg

이 합금은 알루미늄, 실리콘 및 마그네슘의 완벽한 조화입니다. AlSi7Mg의 높은 강도 대 중량 비율은 내구성이 뛰어나면서도 가벼운 부품을 주조하는 데 적합합니다. 마그네슘 함량은 이 합금의 유동성을 증가시키는 동시에 다공성을 줄입니다. 반면에 실리콘은 녹는점이 낮고 사이클 시간이 짧습니다.

 

3) A380

알루미늄 중력 다이캐스팅 공급업체는 많은 이점 때문에 A380을 광범위하게 사용합니다. 그것은 주로 알루미늄과 많은 지지 금속을 포함합니다. 그것은 열적 및 기계적 특성의 우수한 조합을 가지고 있습니다. 또한 높은 실리콘 조성은 최종 부품의 높은 강도에 기여합니다.

 

4) LM25

LM25는 복잡한 형상의 주조에 이상적입니다. 구리, 실리콘, 망간, 니켈 및 마그네슘을 포함하며 알루미늄을 기본 금속으로 사용합니다. 이러한 추가 요소는 경도, 강도 및 유동성을 증가시킵니다. 유동성이 높다는 것은 액화 상태에서 더 오래 유지된다는 것을 의미합니다. 따라서. LM25는 응고가 시작되기 전에 다이의 모든 부분을 채웁니다.

 

5) LM6

LM6은 중력 다이캐스팅과 관련하여 인기가 있습니다. 이 합금은 용융 및 냉각 후에도 강도를 유지합니다. 또한, 높은 비율의 실리콘이 존재하면 주조성 특성이 향상됩니다. 실리콘을 사용하면 다이 캐비티의 모든 말단을 더 쉽게 채울 수 있습니다.

 

 

 

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6. 중력 다이 캐스팅과 다른 주조 기술 차이점

1) 중력 다이 캐스팅 대 고압 다이 캐스팅

중력을 사용하는 것과는 대조적으로, 고압 다이캐스팅은 수백 PSI에서 수천 PSI의 고압 하에서 용융 금속을 다이로 밀어 넣습니다. 또한, 중력 다이캐스팅 공정은 압력을 사용하는 HPDC와 달리 중력에 의존하기 때문에 속도가 느립니다.

용융 금속의 느린 유속으로 인해 중력 다이캐스팅을 사용하여 만든 부품은 표면 품질이 더 좋고 마감 기술이 덜 필요합니다. 그러나 고압 다이캐스팅은 복잡한 모양과 디자인, 대량 생산이 가능한 부품에 더 적합합니다 

 

2) 중력 다이캐스팅 대 저압 다이캐스팅

저압 다이캐스팅은 중력 다이캐스팅 공정과 달리 낮은 기압을 사용하여 금속 부품을 주조합니다. 결과적으로 중력 다이캐스팅 공정으로 만든 부품은 다공성이 적고 강합니다.

비용에 관해서는 균형이 중요합니다. 초기 투자는 중력 다이캐스팅에서 더 낮습니다. 반면에 저압 다이캐스팅은 생산량이 증가함에 따라 더욱 경제적입니다.

 

3) 중력 다이 캐스팅 대 모래 주조

모래 주조는 모래 혼합물을 금형의 재료로 사용하며 복잡한 디자인으로 더 복잡한 모양의 부품을 생산할 수 있습니다. 모래 주조 된 부품은 중력 다이 캐스팅과 비교할 때 더 두꺼운 벽을 가지고 있습니다. 또한, 부품은 모래 곰팡이로 인해 더 거친 마감 처리가 되어 있습니다. 결과적으로 일반적으로 표면 처리가 필요합니다.

 

 

 

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7. 중력 다이캐스팅의 응용

중력 다이캐스팅 공정은 환경 친화적이고 많은 산업의 엄격한 허용 오차를 충족할 수 있는 능력으로 인해 많은 산업 분야에서 일반적인 제조 공정입니다. 이 프로세스를 사용하는 일반적인 산업은 다음과 같습니다.

 

1) 자동차 산업

자동차 부품 제조업체는 높은 치수 정확도로 인해 중력 다이캐스팅을 광범위하게 사용합니다. 따라서 변속기 부품 및 엔진 부품과 같은 부품과 실린더 헤드 및 엔진 블록과 같은 엔진 부품을 만드는 데 적용할 수 있습니다.

 

2) 의료 기기 산업

알루미늄은 생체 적합성이 있기 때문에 의료 산업에서 흔히 사용되는 금속입니다. 우수한 열전도율과 강도도 눈에 띕니다. 결과적으로 알루미늄 중력 다이캐스팅은 수술 장치, 케이스 및 이미징 기구를 제조하는 데 일반적입니다.

 

3) 항공우주 산업

알루미늄 중력 다이캐스팅을 통해 항공 우주 산업은 중량 대비 강도가 높은 부품을 만들 수 있습니다. 또한, 이러한 부품의 대부분은 우수한 내식성 특성을 가지고 있습니다. 전체적으로 알루미늄 및 중력 다이캐스팅을 통해 항공 우주 산업은 비용을 절감하고 연료 효율성을 높일 수 있습니다.

 

4) 건설 및 건축 구성 요소

많은 건설 구성 요소는 알루미늄 중력 다이캐스팅을 사용하여 만들어집니다. 고품질 표면 마감은 기능성과 미학이 중요한 건축 요소를 제조하는 데 이상적입니다. 이 주조 방법은 문 및 창 하드웨어를 생산할 때 유용합니다.

 

5) 전기 산업

다이 중력 주조는 전기 부품을 제조 할 때 많은 용도로 사용됩니다. 알루미늄은 우수한 전기 전도체이기 때문에 다이 중력 주조는 전자 장치에 적용됩니다. 또한 가볍기 때문에 실외 LED 조명 하우징에도 유용합니다.

 

6) 조리기구 구성 요소

알루미늄 중력 다이캐스팅은 주방용품 제조에도 적용됩니다. 대부분의 오븐, 달라붙지 않는 팬 및 손잡이와 같은 부착물은 이 주조 기술의 제품입니다. 이 조리기구 조각은 가볍고 내구성이 있으며 열을 고르게 분산시켜 조리 시간을 줄입니다.

 

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