아연 다이캐스팅, 그 공정, 응용 분야 및 설계 팁

금속 부품 제조의 경우, 아연 다이캐스팅 부품은 수요가 많은 옵션입니다. 다양한 합금을 사용하여 복잡한 아연 금속 부품을 만듭니다. 이러한 부품은 강한 기계적 특성을 가지고 있습니다. 이러한 부품은 강도 외에도 뛰어난 기계적 특성을 가지고 있습니다. 그렇기 때문에 다양한 응용 분야에서 널리 사용됩니다. 여기에서는 이러한 응용 분야에 대해 자세히 설명합니다. 또한 전체 프로세스, 설계 팁, 장점, 단점 및 대안에 대해 자세히 논의 할 것입니다.

아연 다이캐스팅을 어떻게 정의하시겠습니까?

금속 합금 주조 공정입니다. 먼저 아연 합금을 녹여 용융 상태로 만듭니다. 그런 다음 고압으로 용융된 아연을 다이 캐비티(금속 다이캐스팅 금형)로 밀어 넣습니다. 그런 다음 아연은 주사위 모양을 갖습니다. 그런 다음 아연이 냉각되어 다이에서 배출됩니다. 따라서 이 기술은 대량의 중간 아연 합금 부품을 만드는 데 가장 적합합니다. 사람들은 종종 이 공정을 사용하여 매우 정밀한 부품을 생산합니다. 또한 다양한 아연 합금(예: 자막(zamak 3, zamak 5) 및 ZA 시리즈)을 다룰 수 있습니다.

아연 다이 케이스에는 어떤 공정이 포함되나요?

다음은 아연 다이캐스팅 구성 요소와 관련된 단계에 대한 자세한 설명입니다.

1. 디자인 및 툴링

아연 다이캐스팅은 설계 단계부터 시작됩니다. 이 단계에는 아연 합금 부품 설계와 툴링 설계가 포함될 수 있습니다. 엔지니어는 스마트 소프트웨어(예: CAD 또는 CAM)를 사용하여 부품과 도구를 설계합니다. 아연 합금 부품의 정밀도를 보장하기 위해 설계에 모든 세부 사항을 추가합니다. 이들은 부품 설계의 다음 측면을 신중하게 고려합니다:

• 초안 각도: 엔지니어는 드래프트 각도를 1~3도 사이로 설정합니다. 이는 금형에서 아연 합금 부품을 제거하는 데 도움이 됩니다.
• 벽 두께: 균일한 벽 두께를 유지합니다. 따라서 결함을 방지하고 적절한 충진을 가능하게 합니다.
• 갈비 및 필레: 엔지니어들은 리브와 필렛을 디자인에 통합합니다. 리브는 금속 합금 부품을 강화하는 데 기여합니다. 필렛은 날카로운 모서리를 피하여 스트레스를 방지하는 데 도움이 됩니다.

또한 툴링 설계에서 엔지니어는 먼저 금형 또는 금형을 제작합니다. 엔지니어는 일반적으로 H13, 8407, 1.2344와 같은 고품질 강철로 금형을 제작합니다. 따라서 이 다이는 두 개의 반쪽, 즉 커버 다이(고정 반쪽)와 이젝터 다이(이동 반쪽)로 구성됩니다. 따라서 CAD 설계와 일치하도록 다이를 적절히 설계했습니다. 이를 통해 최종 부품이 다이와 정확히 일치하도록 보장합니다.

2. 용융 및 주입

이 단계에는 아연 재료의 용융이 포함됩니다. 이 과정은 보통 용광로에서 이루어집니다. 여기서는 700°F~800°F(370°C~430°C) 사이의 온도를 조절합니다. 이 범위는 아연 금속을 용융 상태로 유지하는 데 도움이 됩니다. 그 후 용융된 아연을 다이캐스팅 기계에 주입할 수 있습니다. 이 기계는 펀치, 다이 캐비티, 냉각 챔버로 구성됩니다. 용융 합금을 기계에 주입한 후 펀치는 높은 압력을 가해 다이 캐비티로 밀어 넣습니다. 그러면 용융된 아연이 금형의 모양을 갖추고 모든 치수가 완성됩니다.

3. 냉각 및 응고

사출 공정이 끝나면 용융 아연은 냉각 시스템에 의해 냉각됩니다. 강철 주형은 용융 아연을 빠르게 냉각하기 시작합니다. 그러나 이 냉각에는 일정한 한계가 있습니다. 따라서 일반적으로 냉각 채널을 사용하여 고정합니다. 냉각수 또는 물이 이 채널을 통과할 수 있습니다. 냉각수는 아연을 냉각시키는 데 도움이 됩니다. 냉각 후 아연이 굳기 시작합니다. 이 단계에서 금형 치수가 결정됩니다. 이 외에도 빠른 냉각은 강도가 높은 세밀한 구조를 얻는 데 도움이 됩니다. 또한 이 냉각 시간은 부품 크기와 복잡성에 따라 달라집니다. 단순한 디자인은 더 빨리 냉각됩니다.

4. 배출 및 트리밍

아연 다이캐스팅 공정의 마지막 단계는 아연 부품의 배출 및 트리밍입니다. 응고 후 다이가 열립니다. 그런 다음 이젝터 핀이 부품을 금형 밖으로 밀어내기 시작합니다. 이 금형은 스마트하게 설계되었습니다. 부품이 손상 없이 금형 캐비티에서 쉽게 빠져나올 수 있습니다. 또한 과도한 재료(예: 플래시)가 있으면 아연 부품의 가장자리에 부착됩니다. 이를 제거하는 것이 중요합니다. 트리밍 프로세스가 이를 수행합니다. 이 공정에는 절단, 연삭 또는 파일링과 같은 다양한 기계 작업이 사용될 수 있습니다. 이러한 모든 공정을 통해 미세한 부품을 생산할 수 있습니다.

5. 보조 프로세스

일부 부품은 트리밍 후 마무리됩니다. 그러나 일부는 추가 프로세스가 필요합니다. 더 나은 외관과 특정 치수를 얻을 수 있습니다. 예를 들어 구멍을 뚫거나 나사산을 넣거나 표면을 다듬을 수 있습니다. 일부 부품은 더 나은 외관과 내식성 및 기능과 같은 추가 특성이 필요할 수 있지만 도장 공정을 거칠 수 있습니다. 또한 일부 아연 부품은 내구성 있는 마감 처리가 필요할 수 있습니다. 혹독한 환경 조건을 견딜 수 있는 아연 부품은 분말 코팅 공정을 거칠 수 있습니다.

다이캐스팅에 일반적으로 사용되는 아연 합금

아연의 다양한 합금은 다음과 같습니다. 아연은 여러 분야에서 다양한 용도로 사용됩니다. 아연의 특성, 구성 및 용도에 대해 자세히 알아보겠습니다.

아연 합금	구성	속성	일반적인 애플리케이션
자막 3	아연 96%, 알루미늄 4%, 마그네슘 0.03%	강도, 연성 및 주조성의 균형이 우수합니다.	자동차 부품, 하드웨어, 전기 하우징
자막 5	Zn 95%, Al 4%, Cu 1%	높은 강도와 경도, 우수한 크리프 저항성	기어, 레버, 소형 기계 부품
자막 7	Zn 99.99%, Al 0.05%, Mg 0.01%	뛰어난 연성 및 유동성, 고순도	전자 커넥터, 정밀 부품
자막 2	Zn 94%, Al 4%, Cu 3%	자막 합금 중 가장 높은 강도와 경도	고강도 기계 부품, 도구
ZA-8	Zn 92%, Al 8%, Cu 1%	높은 강도와 경도, 우수한 베어링 특성	베어링, 부싱, 소형 기계 부품
ZA-12	Zn 88%, Al 12%, Cu 1%	높은 강도, 경도, 우수한 주조성	구조 부품, 고하중 부품
ZA-27	Zn 73%, Al 27%, Cu 2%	최고의 강도와 경도, 낮은 밀도	고강도 애플리케이션, 대형 기계 부품

 

아연 다이캐스팅을 위한 기본 설계 팁

다음은 아연 다이캐스팅을 보다 효과적이고 효율적으로 만드는 데 사용할 수 있는 몇 가지 중요한 팁입니다.

디자인 측면	기본 팁	단순화된 도면
초안 각도	드래프트 각도(일반적으로 1~3도)를 통합합니다.
벽 두께	균일한 벽 두께를 유지합니다(아연의 경우 0.040~0.120인치).
갈비	갈비뼈를 추가하여 전체 두께를 늘리지 않고도 부위를 강화할 수 있습니다.
필렛	날카로운 모서리 대신 필렛을 사용합니다(반경 0.020인치 이상).
언더컷	언더컷을 최소화하거나 필요한 경우 슬라이드 코어를 사용합니다.
보스	적절한 높이와 지름(1:1 ~ 3:1 비율)으로 보스를 디자인합니다.
구멍 및 슬롯	크기와 간격이 일정한 디자인(최소 직경 0.040인치).
텍스처링	평평한 표면에 텍스처를 추가하여 미관을 개선합니다.
허용 오차	현실적인 허용 오차(±0.002~±0.005인치)를 사용합니다.
이별 라인	분할선을 전략적으로 배치합니다.

아연 다이캐스팅의 응용 분야

다른 공정과 마찬가지로 아연 다이캐스팅도 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 그 응용 분야에 대해 자세히 알아보겠습니다.

 

1. 자동차 산업

아연 다이캐스팅은 자동차 분야에서 다양한 용도로 사용됩니다. 정밀하고 내구성이 뛰어난 부품을 만드는 데 사용됩니다. 여기에는 기화기가 포함될 수 있습니다. 이러한 기화기는 높은 치수 정확도와 표면 마감이 필요합니다. 아연 다이캐스팅이 가장 적합한 옵션입니다. 이 외에도 일부 브레이크 부품은 높은 강도와 신뢰성이 필요합니다. 따라서 이 경우 아연 다이캐스트가 좋은 옵션입니다. 또한 아연 다이캐스팅은 응력과 마모를 관리 할 수있는 부품을 만드는 데 많은 응용 분야가 있습니다.

2. 전자 산업

아연 다이캐스팅은 전자 산업에서 응용 분야를 찾았습니다. 복잡하고 섬세한 부품을 만드는 데 도움이 됩니다. 이러한 부품은 뛰어난 전기 전도성과 차폐 특성을 보여줍니다. 이 외에도 아연 다이캐스트는 무게가 가볍습니다. 따라서 강도와 내구성이 뛰어납니다. 또한 전기 커넥터는 정밀하고 일관된 모양을 요구합니다. 여기에 아연 다이캐스팅은 매우 적합합니다. 또한 전자 부품의 열을 발산하는 데 도움이 됩니다. 전반적으로 부품의 성능과 수명을 향상시킵니다.

3. 소비재

이 분야에서 아연 다이캐스팅은 비교적 비용 효율적인 솔루션입니다. 기능적인 부품에 미적 감각을 더할 수 있습니다. 또한 내구성이 뛰어나고 작동하기 쉽습니다. 따라서 맞춤형 모양과 치수로 대량으로 제작하는 데 널리 사용됩니다. 다양한 제품을 만드는 데 사용됩니다. 일반적으로 수하물, 문 및 가전 제품이 포함됩니다. 강도와 미적 마감 때문입니다.

4. 산업 장비

아연 다이캐스팅은 다른 분야 외에도 산업 분야에서 많은 응용 분야를 가지고 있습니다. 다양한 부품을 만드는 데 사용됩니다. 이러한 부품은 일반적으로 높은 정밀도와 강도를 필요로 합니다. 또한 열악한 환경 조건에 대한 저항력이 높습니다. 가장 좋은 예는 펌프 부품입니다. 아연 다이캐스팅은 이러한 부품을 만드는 데 도움이 됩니다. 일반적으로 하우징과 임펠러가 여기에 해당합니다. 또한 이 공정은 밸브, 기계 및 장비를 만드는 데도 널리 사용됩니다.

아연 다이캐스팅의 장점은 무엇인가요?

다른 방법과 마찬가지로 아연 다이캐스팅도 다양한 이점을 제공합니다. 이에 대해 자세히 알아보겠습니다.

1. 정밀도

이 기술은 고차원적인 정확도를 제공합니다. 복잡한 디테일을 제작할 수 있습니다. 이 외에도 아연 다이캐스팅은 엄격한 공차가 필요한 부품을 만드는 데 이상적입니다. 정밀도 자체가 최종 제품이 설계 사양을 확실히 충족한다는 것을 증명합니다. 이는 광범위한 주조 후 공정과 기계 가공을 줄이는 데 도움이 됩니다. 이 외에도 마감 처리의 필요성도 최소화합니다.

2. 강도 및 내구성

아연 다이캐스팅은 다양한 합금 사용을 가능하게 합니다. 이러한 합금은 우수한 기계적 특성이 필요합니다. 여기에는 우수한 내충격성과 인장 강도가 포함될 수 있습니다. 이 외에도 아연 다이캐스트 부품은 강하고 내구성이 뛰어납니다. 따라서 부품은 상당한 기계적 응력과 마모를 견딜 수 있습니다. 이것이 아연 다이캐스팅이 자동차 및 산업 장비와 같은 응용 분야에서 광범위하게 사용되는 이유입니다.

3. 표면 마감

아연 다이캐스팅은 표면이 매끄러운 부품을 만드는 데 도움이 됩니다. 따라서 도금 및 마감 처리가 매우 쉽습니다. 이와 함께 고유의 표면 품질을 가지고 있습니다. 따라서 다양한 주조 후 공정이 가능합니다. 여기에는 페인팅, 파우더 코팅 및 전기 도금이 포함될 수 있습니다. 따라서 아연 다이캐스트는 미적 매력과 내식성을 보장합니다. 이 외에도 매우 정밀한 최종 제품을 생산할 수 있습니다.

4. 효율성

아연 다이캐스팅은 금속 부품을 만드는 효율적이고 신뢰할 수 있는 방법입니다. 최소한의 기계 가공으로 높은 생산 속도를 자랑합니다. 또한 대량 생산이 가능합니다. 따라서 대량 생산에 적합합니다. 따라서 제조 시간과 비용이 절감됩니다.

5. 비용 효율적

이 기술은 다른 다이캐스팅 방식에 비해 매우 경제적입니다. 자체적으로 매끄러운 마감을 제공합니다. 따라서 2차 작업이 필요하지 않습니다. 하지만 아연 다이캐스팅의 초기 비용, 즉 툴링 설계 비용이 상당히 높습니다. 그러나 대량 생산의 경우 비용이 감소하고 일관된 결과를 얻을 수 있습니다.

아연 다이캐스팅의 단점은 무엇인가요?

장점과 마찬가지로 아연 다이캐스팅에는 몇 가지 단점도 있습니다. 여기서 이에 대해 논의해 보겠습니다.

1. 크기 제약

아연 다이캐스팅은 중소형 제작에 적합합니다. 대형 부품을 만들려고 하면 이 공정에는 한계가 있습니다. 일반적으로 다이캐스팅 기계와 금형 크기 때문에 발생합니다. 따라서 대형 부품을 만들기 위한 다른 대안을 찾을 수 있습니다.

2. 높은 초기 비용

앞서 설명했듯이 아연 다이캐스팅 방식은 특정 설계와 툴링이 필요합니다. 따라서 다른 기술보다 비용이 더 많이 드는 것은 분명합니다. 따라서 소량 생산에는 유용하지 않습니다. 그러나 일관된 디자인으로 대량 생산할 때는 이 방법을 사용할 수 있습니다.

3. 열 전도성

아연 합금은 다른 금속보다 열 전도성이 우수합니다. 따라서 공정 중에 열을 처리하기가 어려워집니다. 따라서 금형을 신중하게 설계해야 합니다. 이 외에도 결함을 방지하기 위해 적절한 냉각 전략을 추가해야 합니다.

아연 다이캐스팅에 사용할 수 있는 대안에는 어떤 것이 있나요?

아연 다이캐스팅의 장점과 단점을 모두 비교하여 원하는 부품을 얻기 위해 다양한 대안을 사용해 볼 수 있습니다. 이에 대한 설명은 아래 표에 나와 있습니다.

대안	재료	장점	단점	애플리케이션
알루미늄 다이 캐스팅	알루미늄 합금	가볍고 부식에 강한	더 높은 융점	자동차 부품, 항공우주 부품
마그네슘 다이 캐스팅	마그네슘 합금	매우 가볍고 우수한 중량 대비 강도 비율	더 비싼 재료	소비자 가전, 자동차 부품
플라스틱 사출 성형	열가소성 플라스틱	가볍고 다양한 활용성	낮은 강도 및 내구성	소비재, 의료 기기
모래 주조	다양한 금속	대형 부품에 적합, 툴링 비용 절감	거친 표면 마감, 낮은 정확도	엔진 블록, 대형 기계 부품
투자 캐스팅	다양한 금속	높은 정밀도, 뛰어난 표면 마감	높은 비용, 긴 제작 시간	터빈 블레이드, 의료용 임플란트
분말 야금	금속 및 합금	높은 정밀도, 낭비 최소화	더 작은 부품, 높은 툴링 비용	기어, 베어링, 구조 부품
스탬핑	금속	고속 생산, 저렴한 비용	평평하거나 단순한 형상, 높은 초기 툴링 비용	자동차 패널, 전자 부품
단조	금속	높은 강도, 뛰어난 내구성	더 단순한 형태, 더 높은 재료 낭비	자동차, 항공우주 부품

결론

결론적으로 아연 다이캐스팅은 금속 부품을 만드는 스마트한 기술입니다. 여러 산업 분야에서 다양하게 활용되고 있습니다. 여기서 아연 금속은 용융 상태로 변하여 용광로에 주입됩니다. 그 후 고압을 받아 다이 캐비티에 삽입됩니다. 그런 다음 금형 모양을 얻기 시작하고 냉각됩니다. 응고 후 아연 부품이 다이 캐비티 밖으로 배출되고 트리밍 또는 표면 마감이 필요한지 확인합니다. 따라서 이것은 매우 간단한 단계입니다. 이것은 작은 부품을 만들고 대량 생산을 충족시키는 데 크게 사용됩니다. 따라서 많은 산업 분야에서 널리 사용됩니다.

자주 묻는 질문

Q1. 아연 다이캐스팅과 알루미늄 다이캐스팅을 어떻게 비교할 수 있나요?

글쎄, 둘 다 아연 다이캐스팅 알루미늄 다이캐스팅 부품은 금속을 녹이는 것부터 시작하여 금형 모양을 완성합니다. 그러나 아연 다이캐스트는 정밀도와 표면 마감이 뛰어납니다. 반면 알루미늄 다이캐스트는 내식성이 우수하고 가벼운 부품에 유용합니다.

Q2. 아연 다이캐스트 부품을 재활용할 수 있나요?

네, 아연 다이캐스트 부품은 열전도체입니다. 따라서 특정 온도에서 쉽게 녹아내릴 수 있습니다. 따라서 완전히 재활용할 수 있으며 환경에 매우 좋습니다.

Q3. 아연 다이캐스트 부품을 제작할 때 일반적으로 어떤 후처리 기술이 사용되나요?

여러 가지가 있습니다. 따라서 가장 일반적인 후처리 기술은 기계 가공, 도금, 도장, 파우더 코팅입니다.

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