오늘날 자전거는 수년간의 개발 덕분에 이전보다 훨씬 더 개선되고 발전했습니다. 알루미늄 다이캐스팅의 사용은 제조 기술 발전의 주요 요인입니다. 이 공정을 통해 제조업체는 정밀하고 튼튼하며 가벼운 물체를 제작할 수 있습니다. 자전거 업계가 새로운 기술을 도입함에 따라 알루미늄 다이캐스팅은 생산성이 뛰어나고 우수한 자전거 부품을 만드는 데 더 많이 사용되고 있습니다. 

이 기사에서는 알루미늄 다이캐스팅과 주요 용도, 자전거 부품 제작에 일반적으로 사용되는 응용 분야, 향후 자전거에 미칠 수 있는 영향에 대해 살펴봅니다.

자전거 부품이 어떻게 변해왔는지 살펴보기

자전거는 1800년대 초에 처음 등장한 이후 많은 변화가 있었습니다. 현대 자전거의 전체 구조는 아무리 단순하거나 고급스럽더라도 상당한 변화를 겪었습니다.

1817년에서 1860년대 사이의 초기 기간에 시작됨

자전거 부품의 역사는 1817년 칼 드레이스가 '취미용 말'이라고 불렀던 드레이신을 발명한 것에서 시작됩니다. 페달이나 체인 없이 라이더의 발로 땅을 밀어서 움직이는 이 탈것에는 페달이나 체인이 없었습니다. 브레이크, 크랭크샤프트, 베어링 없이 나무로 프레임과 바퀴만 만들었습니다. 이 자전거는 실제 자전거는 아니었지만, 이후 자전거의 발전을 촉진하는 계기가 되었습니다.

1860년대부터 1880년대까지, 페달 혁명

그 후 벨로시페드의 앞바퀴에 페달이 추가되어 "본셰이커"라는 이름이 붙었습니다. 철제 프레임과 딱딱한 고무 타이어가 달린 나무 바퀴는 자전거를 타는 데 불편함을 주었습니다. 페달이 발명된 후, 페달은 최초의 크랭크의 자리를 차지하며 구동계를 개선하는 데 기여했습니다. 하지만 이 자전거의 브레이크와 기어는 그다지 효과적이지 않았기 때문에 제한된 상황에서만 빠르게 달릴 수 있었습니다.

하이 휠 시대는 1870년대와 1880년대 사이에 지속되었습니다.

이 유형의 자전거는 앞바퀴가 크고 뒷바퀴가 훨씬 작아서 페니 파싱이라고 불렀습니다. 큰 앞바퀴를 타면 페달을 밟을 때마다 속도가 빨라지지만 위험도 따릅니다. 라이더가 땅 위로 높이 올라갔기 때문에 넘어지면 부상을 입을 수 있었습니다. 1800년대 후반에는 박차 바퀴, 원시적인 브레이크 레버, 더 나은 페달 크랭크가 만들어졌습니다. 비록 타기는 어려웠지만 하이휠러는 금속과 바퀴 모두에서 자전거의 기준을 높이는 데 도움이 되었습니다.

안전 자전거의 혁신 

1885년 출시된 존 켐프 스탈리의 안전 자전거는 자전거의 제작 방식을 크게 바꿨습니다. 같은 크기의 두 바퀴, 뒷바퀴를 구동하는 체인, 저중력 중심을 갖춘 이 자전거는 현대 자전거의 첫 번째 디자인이 되었습니다. 이 설계 덕분에 지금도 체인 드라이브, 프리휠, 공기 주입식 타이어, 캘리퍼 브레이크를 사용하고 있습니다. 새로운 발명품은 자전거를 더 안전하고 편안하며 효율적으로 만들었고, 더 많은 사람들이 자전거를 즐길 수 있게 되었습니다.

20세기에는 자동차가 개선되고 대량으로 생산되었습니다.

자전거가 빠르게 발전하고 대량 생산된 것은 20세기 전쟁 중과 전쟁 직후였습니다. 1930년대에는 디레일러를 사용하여 라이더가 오르막이나 평지를 달릴 때 속도를 조절할 수 있게 되었습니다. 1950년대부터 1970년대까지 알루미늄은 강철보다 가벼우면서도 강도가 높아 림, 핸들바, 크랭크에 사용되기 시작했습니다. 퀵 릴리스 스큐어, 클립리스 페달, 더 나은 제동 시스템은 오늘날의 자전거를 만드는 데 도움을 준 최신 혁신 기술 중 하나입니다.

1980년대부터 현재까지

1980년대에는 산악 자전거, 경주용 자전거, 그리고 전기 자전거 자전거 디자인과 소재의 새로운 발전을 장려했습니다. 많은 자전거 카테고리에 서스펜션 포크, 유압 디스크 브레이크, 에어로 휠셋, 튜브리스 타이어가 사용되기 시작했습니다. 이러한 부품의 사용으로 인해 자전거 부품은 더 가볍고, 더 튼튼하고, 더 복잡하게 만들어졌습니다. 오늘날의 자전거에는 전자 기어, 자전거에 내장된 모터, CNC 가공 또는 다이캐스팅으로 생산된 다양한 부품이 함께 제공되는 경우가 많습니다. 오늘날의 자전거는 과거와 새로운 엔지니어링 원리를 모두 사용하기 때문에 매우 효율적입니다.

알루미늄 다이캐스팅에 대해 알아보기

알루미늄 다이캐스팅에서는 용융된 알루미늄을 강한 압력으로 강철 주형에 밀어 넣습니다. 금속이 경화되면 금형이 열리고 새로 형성된 물체가 배출됩니다. 이 방법을 사용하면 모든 치수가 정밀하고 매끄러운 마감 처리가 가능한 복잡한 형태를 만들 수 있습니다.

일반적으로 다이 캐스팅에는 두 가지 중요한 기술이 사용됩니다:

• 아연과 같은 저융점 금속은 핫 챔버 다이캐스팅에 사용됩니다.
• 알루미늄은 훨씬 높은 온도에서 녹여야 하므로 콜드 챔버 다이캐스팅이 사용됩니다.

일반적으로 자전거 제작에 사용되는 콜드 챔버 다이캐스팅은 적절한 특성을 가진 알루미늄 덕분에 자전거 제작에 사용됩니다. 그 결과 강도와 신뢰성이 동등하면서도 가벼운 부품을 많이 생산할 수 있습니다.

왜 알루미늄일까요?

오늘날 자전거의 많은 부품은 알루미늄으로 만들어집니다. 알루미늄이 인기 있는 이유는 알루미늄의 유익한 특성에서 찾을 수 있습니다.

• 무게 감소: 알루미늄은 가벼운 소재로 자전거의 무게를 최소화하여 레이싱과 산악 자전거 모두에 중요한 요소입니다.
• 부식 방지: 알루미늄은 시간이 지나도 녹슬지 않기 때문에 부식에 강합니다. 표면의 특수 산화물 층이 환경에 의해 손상되는 것을 방지합니다.
• 강철과 플라스틱 사이의 어딘가에 있습니다: 알루미늄은 여러 면에서 강철보다 강도가 낮지만 무게가 가볍고 쉽게 성형할 수 있습니다.
• 환경 친화적입니다: 알루미늄은 여러 번 재활용할 수 있으므로 환경 친화적인 음료 구매 방법은 알루미늄을 선택하는 것입니다.
• 비용 효율적입니다: 알루미늄은 탄소 섬유나 티타늄보다 가격이 저렴하기 때문에 알루미늄 제품을 대량으로 생산하는 것이 훨씬 쉽습니다.

앞서 언급한 장점으로 인해 알루미늄은 자전거의 더 많은 부품에 유용하며, 다이캐스팅을 통해 제작되는 제품도 많습니다.

알루미늄은 어떻게 자전거 부품으로 다이캐스팅되나요?

다이캐스팅은 최종 알루미늄 부품의 우수한 품질을 보장하기 위해 단계적으로 이루어집니다. 이것이 작동 방식입니다:

1. 금형 만들기

특수 강철 금형은 제조할 부품의 청사진을 사용하여 만들어집니다. 제조업체는 매번 금형을 빠르게 세척하고 윤활제를 도포합니다.

2. 알루미늄을 가열하여 녹이기

잉곳 알루미늄은 용광로에서 약 660°C(1220°F)의 온도까지 가열됩니다. 알루미늄의 일관성을 유지하기 위해 용융된 알루미늄은 일정한 온도를 유지합니다.

3. 금형 채우기

용융된 알루미늄은 콜드 챔버 다이캐스팅 기계에 의해 매우 높은 압력으로 금형 캐비티로 밀려 들어갑니다. 이 압력으로 인해 금속은 금형 내부에서 모든 올바른 모양을 갖습니다.

4. 냉각 및 설정

몇 초 안에 알루미늄은 금형 내부에서 굳어지고 고형화됩니다. 부품의 결함을 최소화하고 강도를 향상시키려면 적절한 냉각이 필요합니다.

5. 부품이 본체에서 배출됩니다.

금속이 완전히 단단해지면 금형이 열리고 성형된 부품이 배출됩니다. 부품 제작자는 이젝션 핀을 사용하여 제품을 안전하게 방출할 수 있습니다.

6. 다음 단계는 트리밍 및 마무리입니다.

남는 플라스틱 폐기물(플래시나 러너 등)은 모두 잘라냅니다. 더 나은 성능과 외관을 위해 부품에 필요한 처리에는 기계 가공, 연마, 표면 처리 또는 도장이 포함될 수 있습니다.

7. 품질 모니터링 및 확인

모든 부품에 빈 곳, 균열, 불규칙성 등의 결함이 있는지 확인합니다. 품질 보증에서는 생산된 모든 제품이 정확한 사양을 충족하는 경우에만 최종 단계 또는 선적에 도달하는 것이 중요합니다.

알루미늄 다이캐스팅으로 제작되는 자전거 부품

자전거에 필요한 상당수의 부품은 알루미늄 다이캐스팅으로 제조할 수 있습니다. 자전거 본체는 튼튼하고 내구성이 뛰어나며 정확해야 제대로 작동할 수 있는 많은 부품을 포함하고 있습니다. 많은 사람들이 이러한 목적을 위해 이러한 단어를 사용합니다:

1. 크랭크 암

크랭크 암의 도움으로 다리에서 나오는 에너지가 구동계 시스템으로 전달됩니다. 복잡한 형상의 경량 크랭크 암은 다이캐스팅이라는 공정을 통해 제조할 수 있습니다.

2. 페달 바디

페달은 라이더를 지지하고 발의 규칙적인 움직임을 견뎌내야 합니다. 이 카본 다이캐스트 페달은 튼튼하고 원하는 대로 모양을 만들 수 있으며 게이트와 반사판을 디자인에 통합할 수 있습니다.

3. 브레이크 레버

레버의 모양과 강도가 완벽해야 브레이크의 안전이 보장됩니다. 다이캐스팅을 통해 제조업체는 편안하고 매번 동일한 방식으로 작동하는 레버를 생산합니다.

4. 시트 클램프 및 포스트

시트를 지지하고 쉽게 올리거나 내릴 수 있습니다. 다이캐스팅으로 생산된 부품은 고정된 상태에서 많은 사용에도 견딜 수 있을 만큼 정확하고 내구성이 뛰어납니다.

5. 서스펜션 구성 요소

다이캐스팅은 일반적으로 산악 자전거와 오프로드 자전거용 샥 브래킷과 링키지를 개발하는 데 사용됩니다. 부품은 가벼우면서도 거친 지면 위를 달릴 때 발생하는 충격을 견딜 수 있어야 합니다.

6. 전기 자전거 모터용 케이스

전기 자전거의 생산량이 증가함에 따라 내열성과 내구성이 뛰어난 배터리 인클로저와 모터 커버를 제작하기 위해서는 다이캐스팅이 필요합니다.

자전거 부품에 주로 사용되는 알루미늄 합금의 종류

자전거 제조업체는 강하고 가벼우며 녹에 강하고 성형이 쉬운 알루미늄 합금을 사용합니다. 아래 목록은 자전거, 특히 다이캐스트 부품 제작에 가장 많이 사용되는 알루미늄 합금입니다:

1. A380 합금

• 요약: 이것은 가장 일반적인 주조 합금 중 하나입니다.
• 능력: 모양을 쉽게 만들 수 있고 부식이 잘 되지 않으며 비교적 튼튼합니다.

이러한 소재는 브레이크 레버, 페달 본체, 전기 모터 하우징 및 다양한 건설 부품에서 흔히 볼 수 있습니다.

2. 알루미늄 합금 6061

• 에센스: 쉽게 성형할 수 있도록 가열할 수 있는 합금의 일종으로, 추가 공정을 사용하는 다이캐스팅에 사용되기도 합니다.
• 특성: 금속은 매우 강하고 용접하기 쉬우며 부식이 잘 되지 않습니다.

많은 자전거는 프레임, 크랭크 암, 시트 포스트, 핸들바를 사용하여 제작됩니다.

3. 7075 합금

• 간단히 요약하면: 무게에 비해 매우 튼튼한 구조의 합금입니다.
• 기능: 6061보다 견고하고 훨씬 가볍지만 더 쉽게 부식됩니다.
• 용도 포함: 레이싱용 자전거 부품, 크랭크셋 및 추가적인 강도가 필요한 부분을 사용합니다.

4. 알루미늄 합금 ADC12

• 간략한 개요입니다: A380과 마찬가지로 일본 및 아시아 시장에서 일반적으로 사용됩니다.
• 기능: 유동적으로 합금되어 문제없이 주조할 수 있으며 마모와 부식에 매우 강합니다.
• 다이캐스트 부품: 다이캐스트 부품은 브레이크 암, 체인링 스파이더와 같은 품목과 드라이브 트레인의 기타 부품에 일반적으로 사용됩니다.

5. 알루미늄 합금 356

주로 모래 주조 및 정밀 주조에 사용되지만 고급 다이캐스팅에는 다양한 디자인의 이 소재가 사용됩니다.

• 품질: 열처리를 하면 매우 강하고 유연하며 쉽게 부식되지 않습니다.
• 애플리케이션: 서스펜션의 부품을 교체하고 맞춤형 또는 더 빠른 부품을 제작할 수 있습니다.

적합한 합금 선택

부품의 사용 용도, 필요한 강도, 제조 방식 및 예산에 따라 적합한 합금을 결정하는 데 도움이 됩니다. 대량 다이캐스팅의 경우 A380과 ADC12는 성능이 우수하고 주조가 간단하기 때문에 선택됩니다. 고성능 자전거에 가장 많이 사용되는 금속은 6061과 7075입니다.

올바른 자전거 부품 주조 회사 선택

자전거 부품 주조 회사가 고품질의 정밀하고 신뢰할 수 있는 부품을 제공하는지 확인하세요. 알루미늄 다이캐스팅 기술을 사용하면 생산된 부품은 튼튼하고 가벼우며 일관되고 정확한 치수를 갖습니다. 다음 서비스를 모두 제공하는 업체를 찾아보세요:

• 최고 품질의 툴링 및 금형
• 품질 관리를 위한 ISO 표준
• 자전거 또는 자동차 부품 관련 기술 및 경험
• 처음부터 디자인 제작 및 프로토타이핑 지원
• 빠른 처리 시간과 공정한 가격

신뢰할 수 있는 공급업체를 찾으면 자전거 부품이 튼튼하고 녹슬지 않으며 우수한 성능을 발휘할 것으로 기대할 수 있습니다. 올바른 서비스를 받으면 크랭크 암, 페달, 전기자전거 모터 하우징 등 제품의 품질이 향상될 뿐만 아니라 비용도 절감할 수 있습니다.

자전거에 다이캐스트 알루미늄을 사용할 때의 이점

다이캐스팅 알루미늄은 주로 자전거 부품의 제조 및 사용 과정에서 많은 유용한 이점을 제공합니다.

1. 정확하고 신뢰할 수 있는 정보

다이캐스팅 기법을 사용하면 더 짧은 금속 부품을 높은 정확도로 만들 수 있습니다. 조립과 성능을 위해서는 모든 부품이 동일해야 하며, 이것이 바로 우리가 얻는 것입니다.

2. 무게 절감

자전거의 외부 구조 덕분에 라이더는 무게를 늘리지 않고도 더 빠른 속도나 더 쉬운 움직임의 이점을 누릴 수 있습니다.

3. 생산 속도 증가

다이가 준비되면 동일한 부품을 대량으로 빠르게 만들 수 있습니다. 이러한 이유로 다이캐스팅은 대규모 생산에 자주 사용됩니다.

4. 표면 품질 

다이캐스트 부품에는 후처리가 거의 필요하지 않습니다. 잘 마감된 부품은 손상이 적고 마감 상태가 좋지 않은 부품보다 더 잘 보입니다.

5. 비용 효율성

제품의 금형을 제작하는 데는 비용이 많이 들지만 부품 수가 늘어날수록 제품당 비용은 감소합니다. 이는 대규모 자전거 제조 회사에 적합합니다.

6. 설계 유연성

단조나 기계 가공과 같은 다른 기술로는 이를 구현할 수 없으므로 다이캐스팅으로만 능선이나 로고와 같은 구조와 디자인을 주조할 수 있습니다.

도전 과제와 장벽

알루미늄 다이캐스팅은 매우 유용한 것으로 간주되지만 몇 가지 결함이 있습니다. 제조업체가 차량을 조립하기 전에 고려해야 할 제약 사항이 있습니다.

1. 높은 툴링 비용

강철 금형을 제작하려면 많은 시간과 비용이 소요됩니다. 이는 소규모 커스텀 자전거 생산업체에게는 큰 도전이 됩니다.

2. 구조의 다공성

주조 중에 가스가 갇히면 금속에 다공성이라는 작은 구멍이 생겨 지지력에 영향을 줄 뿐만 아니라 페인트가 표면에 달라붙을 수 있습니다.

3. 낮은 연성

다이캐스트 알루미늄은 갑작스러운 충격과 충격을 받으면 단조 알루미늄보다 균열이 생길 가능성이 더 높습니다. 따라서 큰 충격에 노출되는 요소에 가까이 두지 않아야 합니다.

4. 제한된 사용자 지정

다이캐스팅은 대량 주문에 가장 적합한 제조 유형이므로 소량만 필요한 경우에는 CNC 가공이나 3D 프린팅과 같은 다른 접근 방식을 사용하는 것이 좋습니다.

환경적 이점 및 효과

지속 가능성에 대한 개념은 제조업에서 서서히 중심이 되고 있습니다. 다행히 알루미늄 다이캐스팅 공정은 환경 목표를 달성하는 데 도움이 됩니다.

• 최소한의 에너지만 사용하므로 여러 번 재활용할 수 있습니다.
• 폐기물 발생이 적습니다: 부품이 거의 사용 준비가 되었기 때문에 다이캐스팅은 재료 낭비가 거의 없습니다.
• 새로운 주조 방식 덕분에 더 적은 전력이 필요하고 배출량도 적습니다.

일부 기업들은 환경에 미치는 영향을 줄이기 위해 재생 가능한 전기를 사용하고 물 순환을 줄이는 친환경 파운드리를 사용하기 시작했습니다.

향후 전망

소재와 알루미늄 다이캐스팅 생산 방식의 발전은 자전거 산업에서 알루미늄 다이캐스팅의 밝은 미래를 보장하는 데 도움이 될 것입니다. 몇 가지 새로운 트렌드가 자전거 액세서리의 다음 물결에 영향을 미치고 있습니다.

1. 전자 제품 통합

전기 자전거와 스마트 자전거의 사용이 증가하고 있습니다. 앞으로 다이캐스트 부품은 전선, 센서 및 내장 조명을 위한 기능으로 설계될 것입니다.

2. 하이브리드 구성 요소

다이캐스트 알루미늄과 함께 사용되는 섬유, 탄소 섬유 및 폴리머 인서트는 제조업체가 무게와 비용을 모두 절감할 수 있게 해줍니다.

3. 컴퓨터 지원 설계 개선

인공 지능 도구 부품 형상을 개선하고 기능을 향상하며 리소스 사용을 줄일 수 있습니다.

4. 온디맨드 프로덕션

다이캐스팅 기술의 발전으로 이제 소규모 기업도 합리적인 기간 내에 우수한 부품을 더 쉽게 구할 수 있게 되었습니다.

결론

알루미늄 다이캐스팅은 자전거 제품 생산 방식을 완전히 바꿔놓았습니다. 이 방식 덕분에 크랭크 암, 페달, 모터 부품, 브레이크 부품은 더 가볍고 튼튼하며 정확하게 맞습니다. 높은 설정 비용과 커스터마이징에 대한 적은 허용 범위와 같은 특정 문제가 존재하지만, 자전거 제조업체는 여전히 그 가치로 인해 이 방법을 필요로 합니다.

구식 자전거와 현대식 자전거 모두 자전거의 인기가 높아지면서 알루미늄 다이캐스팅의 중요성은 더욱 커질 것입니다. 최근의 디자인, 환경 고려 사항 및 기술 발전으로 인해 이러한 종류의 제조는 자전거가 미래로 발전하는 데 도움이 될 것입니다.

자주 묻는 질문

1. 알루미늄 다이캐스팅 공정은 어떻게 진행되나요?

이 과정에서 용융된 알루미늄을 금형에 첨가하여 필요한 부품의 형태를 만듭니다. 많은 자전거가 강도와 경량성을 모두 확보하기 위해 알루미늄을 사용하여 제작됩니다.

2. 다이캐스팅을 사용하여 형성되는 사이클 조각은 무엇입니까?

대부분의 자전거에는 크랭크 암, 페달, 브레이크 레버, 시트 클램프, 때로는 모터 하우징이 있습니다. 이러한 부품은 자전거의 생명과 직결되는 중요한 부품입니다.

3. 다이캐스트 알루미늄은 하중을 견딜 수 있나요?

예, 충분한 강도를 가지고 있으며 다양한 라이딩 상황에서 사용할 수 있을 만큼 가볍습니다. 하지만 일부 치명적인 무기는 강화 또는 단조 구조를 사용할 수 있습니다.

4. 자전거 부품은 다이캐스팅으로 제작하기에 적합한가요?

플라스틱으로 제품을 대량 생산하는 것은 매우 저렴합니다. 툴링을 설정하는 데는 많은 비용이 들지만 부품 수가 늘어날수록 각 부품의 가격은 낮아집니다.

5. 알루미늄 다이캐스팅은 환경에 친화적인가요?

알루미늄은 반복적으로 재활용할 수 있어 폐기물이 거의 발생하지 않습니다. 제조업체는 지속 가능한 에너지를 사용하여 제품을 더 효율적으로 생산하고 있습니다.