소량 다이캐스팅은 소규모 생산에 적합한 경제적인 솔루션입니다. 프로토타입 및 5,000개 미만의 배치에 이상적입니다. 이 공정은 일반적으로 2~4주 이내에 더 빠른 처리 시간을 제공합니다. 고품질의 정확한 치수의 금속 부품을 생산합니다. 알루미늄, 마그네슘, 아연과 같은 다양한 합금을 사용할 수 있습니다. 이를 통해 소재 맞춤화가 가능합니다. 소량 다이캐스팅은 낭비를 줄이고 설계 유연성을 향상시킵니다.

이 가이드는 초보자에게 가장 기본적인 개념을 전달하기 위해 직접 경험한 지식을 바탕으로 작성되었습니다. 다양한 캐스팅 기법, 재료 및 응용 분야를 배우게 됩니다.

저용량 다이 캐스팅 정의

소량 다이캐스팅 솔루션은 소규모 산업에 유용합니다. 이 방법을 사용하면 정확하고 견고한 부품을 만들 수 있습니다. 또한 전체 생산 비용도 절감할 수 있습니다. 이 프로세스는 프로토타입, 맞춤형 제품에 사용할 수 있습니다.

소량 생산의 이점

소량 주조는 소규모 부문에서 많은 운영상의 이점을 제공합니다. 여기에는 아래에서 자세히 설명하는 것처럼 낭비 감소, 생산 시간 최소화, 맞춤화 증가 등이 포함됩니다.

비용 및 폐기물 감소

소량 생산의 진정한 장점은 재료 낭비를 최소화할 수 있다는 점입니다. 스크랩을 최대 30%까지 줄일 수 있습니다. 이렇게 하면 과도한 재고와 높은 보관 비용을 피할 수 있습니다. 그 결과 상당한 비용을 절감할 수 있습니다. 또한 품질에는 영향을 주지 않으면서 전체 운영 비용을 낮출 수 있습니다.

더 빠른 프로덕션 및 유연성

제조업체는 보통 2~4주 이내에 주문을 완료하므로 시장 출시 기간을 단축할 수 있습니다. 운영자는 비용이 많이 드는 지연을 요구하지 않고 여러 가지 편차 옵션을 제공합니다. 1,000~5,000대를 생산하는 산업에 가장 적합합니다. 예를 들어 자동차 또는 항공 우주 산업이 여기에 해당합니다.

향상된 품질 관리

모든 단계에서 소량 생산을 면밀히 모니터링해야 합니다. 이러한 고려 사항은 95%+의 품질 일관성을 보장합니다. 또한 확장하기 전에 부품을 테스트하고 개선하여 비용이 많이 드는 오류의 위험을 최소화할 수 있습니다.

사용자 지정 및 혁신

유연하게 아이템을 제작하고 세부 요소를 추가할 수 있습니다. 또한 소량 다이캐스팅은 혁신을 촉진합니다. 100~500개 단위의 시제품이나 독특한 디자인을 저렴한 가격으로 제작할 수 있습니다. 예를 들어 의료 분야에서는 특정 애플리케이션에 맞는 맞춤형 부품의 생산을 요청할 수 있습니다. 제조업체는 이러한 부품의 개발 시간을 30~40% 단축할 수 있습니다.

소량 다이캐스팅에 사용되는 일반적인 합금

다이 재료

금형 제작에는 공구강이 일반적으로 사용됩니다. H13 강철은 고열에 잘 견딥니다. P20 강은 대형 금형에 적합합니다. D2 강철은 마모에 더 잘 견딥니다. 크롬 도금은 금형 표면을 보호합니다. 베릴륨 구리는 열을 빠르게 제거하는 데 도움이 됩니다. 다이 강철 경도는 48-52 HRC여야 합니다. 열처리는 다이 수명을 향상시킵니다. 정기적인 유지보수로 다이 손상을 방지합니다.

알루미늄 다이 캐스팅

알루미늄은 다음과 같은 경량 부품에 선호되는 옵션입니다. 저용량 다이캐스팅. A380 합금을 사용하여 부품을 더욱 튼튼하게 만들 수 있습니다. 이는 극도로 높은 온도에 견딜 수 있고 구부러지거나 부러지지 않습니다.

A380의 구성 요소에는 8.5-11.5% 실리콘, 2.5-3.5% 구리 및 철, 마그네슘 등과 같은 기타 원소가 포함되어 있습니다. 이 때문에 녹는점이 1030~1100°F(554~593°C)입니다. 이 합금은 운송 및 전자 제품에 사용하기에 가장 적합합니다. 또한, 알루미늄 다이캐스팅 는 비교적 저렴합니다.

마그네슘 다이 캐스팅

마그네슘 AZ91D는 부품에 필요한 강도를 제공하고 무게를 최소한으로 유지합니다. 8.5-9.5% 알루미늄과 0.5-1.5% 아연이 함유되어 있습니다. 이 조합은 상당한 스트레스와 진동을 처리하는 능력을 향상시킵니다.

녹는점이 1090~1160°F(588~627°C)인 마그네슘은 탁월한 선택입니다. 길고 광범위한 디자인을 만드는 데 사용할 수 있기 때문입니다. 예를 들어 자동차 및 항공우주 부품이 이에 해당합니다.

아연 다이 캐스팅

특히 아연 ZA-8은 충격을 흡수하는 능력이 뛰어납니다. 작동 중에 부품이 파손되거나 변형되지 않습니다. 이 합금은 일반적으로 8-10% 알루미늄과 0.5-1.5% 구리로 구성됩니다. 따라서 융점이 787°F(420°C)로 상당히 낮습니다.

이 소재는 정확하고 세밀한 부품에 사용할 수 있습니다. 예를 들어 가전제품, 자물쇠, 하드웨어 등이 이에 해당합니다. 또한 제조업체는 아연의 신뢰성과 마감 품질 덕분에 얇은 벽이나 복잡한 형상을 만들 수 있습니다.

다이 디자인

게이트는 플라스틱이 금형에 들어가는 방식을 제어합니다. 팬 게이트는 평면 부품에 적합합니다. 핀 게이트는 소형 부품에 적합합니다. 사이드 게이트는 기본 형상에 일반적입니다. 게이트 크기는 충진 압력에 영향을 줍니다. 큰 게이트는 더 느리게 냉각됩니다. 작은 게이트는 일찍 얼어붙을 수 있습니다. 여러 개의 게이트를 사용하면 큰 부품을 채우는 데 도움이 됩니다. 게이트 위치는 용접 라인에 영향을 줍니다.

환기 시스템

통풍구는 다이에 갇힌 공기를 제거합니다. 통풍이 제대로 되지 않으면 화상 자국이 생깁니다. 통풍구 깊이는 일반적으로 0.025~0.076mm입니다. 통풍구 폭은 3~6mm입니다. 통풍구가 많을수록 더 빨리 채울 수 있습니다. 진공 통풍구는 거친 충진에 효과적입니다. 파팅 라인 통풍구가 가장 일반적입니다. 이젝터 핀이 통풍구 역할을 할 수 있습니다. 적절한 통풍은 결함을 줄입니다.

냉각 채널

냉각 라인이 금형 온도를 제어합니다. 채널 직경은 10-14mm입니다. 채널은 부드러운 굴곡이 필요합니다. 간격은 냉각 속도에 영향을 미칩니다. 배플은 물의 흐름을 직접 제어합니다. 버블러 튜브는 깊은 부분을 냉각합니다. 온도 센서가 냉각을 모니터링합니다. 균일한 냉각으로 뒤틀림을 방지합니다. 냉각 레이아웃이 부품 모양과 일치합니다.

저용량 다이 캐스팅 기술

1. 고압 다이 캐스팅

고압 다이캐스팅 시 다이캐스터는 용융된 재료(Al, Zn 또는 Mg)를 다이 캐비티에 붓습니다. 다이캐스터는 약 10,000~15,000psi의 고압을 가하여 용융 금속을 금형에 강제로 주입합니다.

복잡하고 정교한 부품도 1회당 최대 5000개의 생산 단위를 달성할 수 있습니다. 고압 다이캐스팅은 일반적으로 자동차 및 전자 산업에 적합합니다. 부품의 정확성과 임계 속도를 높여줍니다.

사출 속도

사출 속도는 플라스틱이 금형을 채우는 방식을 제어합니다. 일반 속도 범위는 20-150mm/s입니다. 속도가 빠를수록 플라스틱 두께가 줄어듭니다. 따라서 1mm 미만의 얇은 벽을 채우는 데 도움이 됩니다. 매우 빠른 속도는 재료를 태울 수 있습니다. 두꺼운 부품은 20~50mm/s의 느린 속도가 필요합니다. 이렇게 하면 결함을 방지할 수 있습니다. 최신 기계는 충진하는 동안 다양한 속도를 사용합니다. 잘못된 속도로 인한 일반적인 문제는 짧은 샷과 번 마크입니다.

다이 온도

금형 온도는 플라스틱의 흐름에 영향을 미칩니다. 대부분의 폴리머는 180-300°C 사이에서 가공됩니다. 다이에는 별도의 온도 영역이 있습니다. 스프 루는 캐비티보다 10~15°C 더 뜨겁게 작동합니다. 온도가 높을수록 표면 마감이 더 좋습니다. 온도가 낮을수록 사이클 시간이 단축됩니다. 온도는 목표 온도에서 5°C 이내로 유지되어야 합니다. 핫 러너는 2°C 범위에서 더욱 엄격한 제어가 필요합니다. 이렇게 하면 좋은 부품을 얻을 수 있습니다.

냉각 속도

냉각 속도는 최종 부품 품질을 결정합니다. 대부분의 부품은 5-30초 사이에 냉각됩니다. 수로는 10~40°C를 유지합니다. 빠른 냉각은 비정질 부품을 만듭니다. 느리게 냉각하면 플라스틱에 결정이 생성됩니다. 이는 부품이 수축하는 정도에 영향을 미칩니다. 결정이 형성되는 플라스틱은 제어된 냉각이 필요합니다. 냉각이 잘 되려면 물의 흐름이 난류여야 합니다. 레이놀즈 수치는 4000을 초과해야 합니다. 이렇게 하면 열 전달이 가장 잘됩니다.

2. 저압 다이 캐스팅

저압 다이캐스팅은 견고하고 일관된 품질의 부품을 제작하는 데 도움이 됩니다. 제조업체는 5-15psi의 공기압을 사용하여 다이 몰드에 알루미늄, 구리, 아연과 같은 용융 재료를 채웁니다.

중간 복잡도 부품(바퀴 및 구조 부품)을 실행당 500~2,000개 수량으로 생산하는 것이 이상적입니다.

3. 중력 다이 캐스팅

중력 다이캐스팅은 지구의 중력(9.8m/s²)을 사용하여 용융 금속(Al, Cu, Zn)을 금형에 충전하는 방식이라는 것을 알고 있어야 합니다. 다른 방식에 비해 20-30%를 절약할 수 있습니다. 이는 장비가 간단하고 에너지 소비량이 적기 때문입니다.

중력 공정을 사용하면 제조업체는 한 번에 500~1,000개의 부품을 생산할 수 있습니다. 하지만 항상 선호되는 것은 아닙니다. 생산 속도가 느리고 부품 복잡성이 제한적이기 때문입니다.

4. 스퀴즈 캐스팅

제조업체는 밀도가 높고 강도가 높은 부품을 얻기 위해 주조 공정과 단조를 결합합니다. 예를 들어 자동차 및 항공우주 분야의 서스펜션 부품이 이에 해당합니다. 이 기술은 스퀴즈 주조라는 이름으로 불립니다.

용융 금속을 금형에 붓고 고압(최대 15,000psi)을 가합니다. 재료(알루미늄, 마그네슘, 구리)를 주입한 후 단조력을 가합니다(최대 50톤). 이 힘은 프로파일 형상을 가진 부품에 밀도를 부여합니다.

스퀴즈 다이캐스팅을 통해 제조업체는 한 번에 1,000~3,000개를 생산할 수 있습니다. 또한 이러한 고품질 부품을 생산하려면 온도(1,000~1,200°F 또는 538~649°C)와 사이클 시간(30~60초)을 정밀하게 제어할 수 있어야 합니다.

5. 신속한 툴링

신속한 툴링 방법을 사용하면 단축된 생산 주기를 가속화할 수 있습니다. 이는 제조업체가 이 기술에서 빠른 금형 제작을 사용하기 때문입니다.

이 제작에는 3D 프린팅 또는 기계 가공 단계를 거쳐 단 몇 시간 만에 제품 프로파일 몰드를 제작할 수 있습니다.

이 기술을 사용하면 Al, Cu 또는 Zn과 같은 재료를 사용하여 1000개 미만의 수량 단위를 얻을 수 있습니다.

저용량 다이캐스팅으로 프로토타입 제작하기

신속한 프로토타이핑의 역할

이제 신속한 프로토타이핑을 통해 실제 오류 영역을 파악하고 대량 생산 전에 설계를 테스트할 수 있습니다. 이 과정에서 제조업체는 다이캐스트 프로토타입을 사용하여 결함을 파악하고 작동을 개선합니다.

프로토타이핑으로 부품을 제작하려면 1~2주가 소요됩니다. 또한 이 기술을 사용하여 자동차 및 항공우주 애플리케이션의 정확한 샘플을 얻을 수 있습니다. 또한 업계에서는 설계를 개선하고 비용을 20%에서 30%까지 절감하는 이점을 누릴 수 있습니다.

갈비뼈 디자인

리브는 플라스틱 부품에 강도를 더합니다. 리브 두께는 벽 두께의 50-75%입니다. 최대 리브 높이는 벽 두께의 3배입니다. 리브가 두꺼우면 싱크 자국이 생깁니다. 점진적인 리브 베이스는 응력을 방지합니다. 리브 사이의 공간은 벽 두께의 2-3배가 되어야 합니다. 리브의 드래프트 각도는 1-2도입니다. 둥근 모서리는 스트레스를 줄여줍니다. 교차 리브보다 평행 리브가 더 효과적입니다.

보스 디자인

보스는 나사와 핀을 지지합니다. 보스 직경은 나사 크기와 일치합니다. 벽 두께는 공칭 벽의 60%입니다. 코어링은 싱크 자국을 줄여줍니다. 지지 리브는 키가 큰 보스를 돕습니다. 보스 높이는 직경의 2.5배를 초과하지 않아야 합니다. 구배 각도는 0.5-1도가 필요합니다. 거셋은 무거운 하중을 지지합니다. 베이스 반경은 스트레스를 방지합니다.

이별 라인

파팅 라인은 금형을 반으로 나눕니다. 올바른 배치는 부품 배출에 도움이 됩니다. 직선 파팅 라인이 더 간단합니다. 복잡한 형상에는 계단식 파팅이 필요합니다. 선은 시각적 결함을 숨겨야 합니다. 파팅 라인에서 플래시가 발생합니다. 날카로운 모서리는 특별한 주의가 필요합니다. 적절한 배기에는 이별선 간격이 필요합니다. 마지막 부분에 증인 선이 표시됩니다.

허용 오차

표준 허용 오차는 25mm당 ±0.2mm입니다. 좁은 영역은 ±0.05mm에 달할 수 있습니다. 벽 두께는 ±10%까지 다양합니다. 평탄도는 부품 크기에 따라 다릅니다. 구배 각도는 최소 0.5-1도가 필요합니다. 구멍 직경 공차는 ±0.1mm입니다. 나사 공차는 2H/2G 등급입니다. 게이트 근처의 피처는 공차가 더 적습니다. 휨은 최종 공차에 영향을 미칩니다.

3D 프린팅 통합

3D 프린팅은 최신 기술입니다. 격자 구조와 얇은 벽을 포함한 다각적인 패턴을 2~5일 이내에 처리할 수 있습니다. 이 고급 도구를 사용하면 리드 타임을 50%에서 70%까지 크게 단축할 수 있습니다.

또한 벽 두께(0.5mm에서 2mm까지)나 복잡한 모양을 조정하는 데 도움이 됩니다. 따라서 이러한 유연성은 자동차, 전자, 의료 등의 산업에서 신속한 프로토타입 제작을 지원합니다.

소량 다이캐스팅의 혜택을 받는 산업 분야

자동차 부문

소량 다이캐스팅 솔루션은 최소한의 무게로 소규모 생산을 위한 비용 효율적인 옵션을 제공합니다. 이를 통해 컴프레서 하우징, 필터 하우징, 밸브 바디 및 파워 스티어링 하우징을 효율적으로 제작할 수 있습니다.

또한 부품 기능에 대한 명확한 예측을 제공합니다. 대규모 생산 전에 설계를 테스트하고 개선할 수 있습니다. 따라서 재료 사용량을 최대 30%까지 절감할 수 있습니다.

항공우주 애플리케이션

제조업체는 항공우주 부품의 일관된 품질을 보장합니다. 예를 들어 기어박스와 모터 하우징이 있습니다. 이러한 부품은 일반적으로 소량으로 요구됩니다.

소량 다이캐스팅 솔루션은 재료 사용량을 약 20% 절약할 수 있습니다. 이 기술은 엄격한 산업 표준을 더욱 충족합니다.

소비자 가전

소량 다이캐스팅 공정을 통해 소비자 부품을 더욱 정밀하게 제작할 수 있습니다. 매우 섬세한 부품을 쉽게 디자인할 수 있습니다.

예를 들어 LED 하우징, 가로등 하우징, 잔디 램프 하우징, 실내 조명기구 등이 이에 해당합니다. 또한 이 프로세스를 통해 리드 타임을 최대 40%까지 단축하여 시장에 빠르게 진입할 수 있습니다.

소량 다이 캐스팅 대 대량 다이 캐스팅

주요 차이점

• 5000개 이하의 소규모 설비를 갖춘 경우 소량 다이캐스팅은 15-30%의 비용이 더 저렴합니다. 그러나 때로는 초기 툴링이 여전히 중요할 수 있습니다. 반면에 제조업체는 10,000개 이상을 처리하기 위해 초기 툴이 필요합니다. 이 비용은 일반적으로 약 $20,000에서 $50,000입니다.
• 제조업체는 일반적으로 소량 설정의 경우 2~4주가 소요되지만 대량 설정의 경우 8~12주가 소요될 수 있습니다.
• 또한 대규모 설정에 비해 소규모 설정에서는 더 적은 수의 작업자(5~10명)가 필요합니다. 또한 이 프로세스는 툴링 복잡성을 25~40%까지 줄이고 더 다양한 활용성을 제공합니다.

저용량 솔루션 선택 요소

스타트업 기업으로서 소량 다이캐스팅에 투자하려면 $5,000 ~ $15,000이 있어야 합니다. 이 예산은 최대 5,000개의 툴링 및 제조에 충분합니다.

이 설정에는 다이 몰드($3,000-$7,000), 용해로($2,000-$5,000), 마감 도구($1,000-$3,000) 등의 다른 파라미터도 포함됩니다.

유지보수 비용에 대해 말하자면, 연간 약 $500이 소요될 수 있습니다. 또한 테스트 및 정제 절차를 통합하면 재료 비용을 절감할 수 있습니다.

많은 스타트업이 시장 실패에 대해 걱정합니다. 따라서 시장에서 디자인을 테스트한 후 금형을 재사용하거나 디자인을 변경할 수 있습니다. 이는 위험을 최소화하고 리소스 활용을 보장하기 위한 최선의 제안입니다.

소량 다이캐스팅 기능

정밀도를 위한 CNC 가공

소량 다이캐스팅 부품에 CNC를 통합하면 성능이 향상됩니다. 최대 ±0.01mm의 엄격한 공차와 0.4~1.6μm의 매끄러운 마감 Ra로 고급 수준의 디테일을 추가할 수 있습니다. 생산에 더 많은 노력을 기울일수록 재료를 최대 15%까지 줄일 수 있습니다.

계약 조립 및 표면 마감

계약 조립 및 표면 마감은 주조 부품에 주목할 만한 기능을 추가합니다. 예를 들어 부품의 코팅과 아노다이징은 부품의 수명을 늘리고 마모를 최대 30%까지 줄여줍니다. 다른 단계에는 용접, 조립, 도금, 기계 가공 및 연삭이 포함됩니다.

원스톱 제조 솔루션

소량 다이캐스팅은 원스톱 제조 솔루션을 제공합니다. 이 서비스에서는 주조, 기계 가공 및 마감 서비스를 결합하여 제공합니다. 또한 다양한 산업 분야에서 더 저렴한 옵션입니다.

결론

소량 다이캐스팅 솔루션은 특히 스타트업 비즈니스에 유용합니다. 이들은 비용 효율적이고 정밀한 옵션을 찾고 있습니다. 이 기술은 자동차, 항공우주, 가전제품 등 다양한 산업을 지원합니다.

또한 소량 다이캐스팅은 고품질 부품 제작, 신속한 프로토타이핑 및 다양한 디자인에 도움이 됩니다. 또한 대량 생산에 비해 적은 양을 투자하여 특정 부품을 샘플로 시장에 출시할 수 있습니다.