다이 캐스팅

다이캐스팅 기술의 발전으로 복잡한 대량 생산이 가능해졌습니다.

11월 18, 2024

이 기사에서는 자동화 발전, 재료 발전, 표면 마감 발전, 시뮬레이션 소프트웨어 발전 등 다이캐스팅 기술 프로세스의 다양한 새로운 발전에 초점을 맞출 것입니다. 또한 이러한 기술 발전이 자동차, 항공우주, 전자 등의 산업에서 다이캐스팅의 효율성을 높이고 환경을 오염시키지 않으면서 복잡한 부품을 생산함으로써 다이캐스팅의 영역을 어떻게 확장했는지 설명합니다.

내구성 향상을 위한 고압 다이캐스팅 기술의 새로운 트렌드

고압 다이캐스팅 기술은 다이캐스팅 생산 공정의 효율성, 자동화, 지속 가능성 등 놀라운 개선을 가져왔습니다. 이 글에서는 새로운 트렌드에 대해 알아볼 것입니다. 고압 다이캐스팅를 사용하여 내구성을 향상시킵니다:

자동화 개선 사항

인건비를 절감하고 생산성과 일관성을 개선하기 위해 다이캐스팅 기계 및 주변 장비의 자동화가 시간이 지남에 따라 증가하고 있습니다. 최신 기계에는 수동 개입 없이 금형을 빠르게 교체할 수 있는 자동화된 금형 교체 시스템이 탑재되어 있는 경우가 많습니다. 이를 통해 부품 실행 간에 더 빠르게 전환할 수 있습니다. 또한 로봇은 일반적으로 금형에 뜨거운 금속을 주입하고 완성된 주물을 제거하는 데 사용됩니다.

로봇을 통합하면 작업자의 인체공학적 위험이 줄어들고 수동 작업에 비해 더 높은 처리량을 달성할 수 있습니다. 일부 다이캐스팅 기술 시설에서는 사람의 개입이 거의 또는 전혀 없이 주조, 트리밍, 세척, 조립 스테이션 간에 주조 부품을 자동으로 운반하는 완전 자동화된 자재 취급 및 조립 라인을 사용하고 있습니다.

친환경 이니셔티브

다이캐스팅 업체들은 다양한 친환경 이니셔티브를 통해 작업 과정에서 환경에 미치는 영향을 줄일 수 있는 방법을 모색하고 있습니다. 트리밍 작업에서 발생하는 알루미늄 합금 스크랩은 다이캐스팅 기계에 사용되는 메탈 샷으로 효율적으로 재활용됩니다. 이를 통해 재료 루프를 닫고 원자재의 필요성을 줄입니다. 일부 다이캐스팅 기술에서는 태양열 패널과 같은 재생 에너지원을 도입하여 시설에 부분적으로 전력을 공급하고 탄소 배출을 줄이기도 합니다. 다이 윤활 시스템용 수성 윤활제는 유성 윤활제를 대체하여 주조 공정 중 오염을 최소화합니다. 전반적으로 다이 캐스팅 생산은 환경 보호 노력과 재활용 스크랩의 사용을 통해 더욱 지속 가능해졌습니다.

재료 발전

새로운 알루미늄 합금은 기존 합금에 비해 강도를 유지하거나 향상시키면서 더 가벼운 부품을 만들기 위해 지속적으로 개발되고 있습니다. 마그네슘이나 리튬이 첨가된 합금은 기존의 알루미늄-실리콘 합금에 비해 밀도를 크게 낮출 수 있어 인기를 끌고 있습니다. 탄소 섬유 및 기타 복합 보강재도 강성과 무게를 최적화하기 위한 방법으로 테스트되고 있습니다.

이러한 소재의 발전으로 다이캐스팅 기술 부품은 차량이 구조적 기능을 수행하면서 더 엄격한 연비 기준을 충족할 수 있도록 지원합니다. 합금의 지속적인 발전으로 다음을 통해 달성 가능한 캐비티 크기와 벽 두께의 가능성도 높아졌습니다. 다이캐스팅 재료를 사용하여 부품 통합을 간소화하고 부품 수를 줄일 수 있습니다.

결론적으로 고압 다이캐스팅은 자동화 기술의 발전, 환경 문제, 재료 개선 등을 통해 역동적으로 발전해 온 공정입니다. 이러한 변화는 운영, 지속 가능성 및 재설계 측면에서 제조 공정으로서 다이캐스팅의 사용을 향상시켰습니다. 향후 추가적인 기술 구현을 통해 다이캐스팅은 더욱 증가할 것으로 예상됩니다.

주조 재료 개발에서 볼 수 있는 새로운 트렌드

알루미늄 합금의 발전

경량화와 같은 측면이 여전히 중요해짐에 따라 무게 대비 강도를 더욱 높이기 위한 새로운 알루미늄 다이캐스팅 기술 합금이 개발되고 있습니다. 구리 및 니켈 알루미늄 합금은 기존 알루미늄에 비해 약 5%-8%의 밀도 감소를 제공하면서 동등한 기계적 특성을 제공합니다. 이를 통해 다이캐스트 부품의 벽을 더 얇으면서도 견고하게 만들 수 있습니다. 또한 새로운 열처리 가능 합금은 무결성이 높은 안전 부품에 더 큰 설계 유연성을 제공합니다.

지속 가능하고 재활용 가능한 소재 연구

보다 지속 가능하고 재활용이 가능한 주조용 소재에 대한 연구가 진행되고 있습니다. 석유 유래 제조 재료에 대한 의존도를 줄이기 위해 재생 가능한 바이오 기반 플럭스를 포함하는 바이오 기반 알루미늄 합금이 연구되고 있습니다. 1차 알루미늄 대신 재활용 알루미늄 함량이 더 높은 합금도 개발 중입니다.

이를 통해 다이캐스팅 기술 생산에 필요한 에너지와 배출량을 줄일 수 있습니다. 연구자들은 알루미늄보다 생산 에너지 효율이 훨씬 높은 마그네슘과 아연 합금을 대안으로 연구하고 있습니다. 재활용 가능하거나 농업 폐기물 기반 보강재를 사용하는 새로운 복합 주조 재료는 새로운 기회를 열어줄 수 있습니다. 전반적으로 성능 저하 없이 반복적으로 녹여 재사용할 수 있는 주조 합금이 주목받고 있습니다.

새로운 다이캐스팅 기술 소재의 트렌드는 에너지 사용량을 줄이고 수명 주기에 미치는 영향을 줄이며 폐쇄 루프 재활용 모델을 가능하게 하는 합금 설계를 통해 지속 가능성에 초점을 맞추고 있습니다. 동시에, 재료 혁신은 설계 복잡성을 높이고 기계적 특성을 최적화하기 위해 첨단 야금 기술을 통해 경량 솔루션을 지속적으로 제공하고 있습니다. 이러한 발전을 통해 주조 공정은 제조 경쟁력을 유지할 수 있습니다.

복잡한 부품 설계 기능

컴퓨터 지원 엔지니어링 도구의 발전과 다이 캐스팅의 역할 시뮬레이션 소프트웨어는 다이캐스팅 부품의 설계 가능성을 크게 확장했습니다. 다이캐스터는 이제 컨포멀 냉각 채널, 자동화된 금형 충진 분석, 최적화된 게이트 및 라이징 설계와 같은 기술을 통해 고도로 맞춤화된 부품을 위한 맞춤형 솔루션을 제공할 수 있습니다. 움직이는 금형 요소를 사용한 3차원 다이캐스팅 기술 설계를 통해 이전에는 불가능했던 언더컷과 내부 기능까지 구현할 수 있습니다. 따라서 다이캐스팅을 통해 이전에는 더 많은 비용이 드는 기계 가공이나 여러 개의 부품으로 구성해야 했던 부품을 생산할 수 있습니다.

복잡한 형상 제작

정밀한 주입과 제어된 냉각으로 달성할 수 있는 더 엄격한 공차 덕분에 다이캐스팅은 정밀한 공차와 미세한 벽면을 가진 더 복잡한 3차원 형상을 처리할 수 있습니다. 내부 캐비티, 클립, 스냅 기능을 추가 조립 없이 통합할 수 있습니다. 다른 방법으로 생산할 경우 비용이 많이 드는 가전제품 하우징, 산업용 커넥터 하우징, 복잡한 자동차 내장 부품 등을 예로 들 수 있습니다. 이러한 다이캐스팅 기술 설계 엔지니어링의 발전으로 다이캐스팅으로 효과적으로 제조할 수 있는 부품의 복잡성이 크게 확대되었습니다.

표면 마감 개선

다이 윤활, 게이팅 전략 및 샷 제어의 발전으로 다이 캐스트 부품의 표면 마감이 크게 향상되었습니다. 최적화된 윤활을 통해 다이 캐비티에서 부품을 원활하게 추출할 수 있으며, 고압 사출로 난류를 최소화하면서 좁은 게이트 디테일을 채울 수 있습니다. 정밀한 차단 위치와 속도는 표면을 손상시킬 수 있는 공기 유입과 제트를 최소화합니다.

향상된 표면 마감은 특히 언더후드 애플리케이션에서 중요한 긴 서비스 수명을 위해 향상된 내식성을 제공합니다. 또한 다이캐스팅 기술을 통해 과거에는 도장을 통해서만 구현할 수 있었던 외관 부품의 미적 요건을 충족할 수 있게 되었습니다. 다이캐스팅 부품은 2차 마감 처리가 덜 필요하므로 비용이 절감됩니다. 예를 들어 알루미늄 브레이크 캘리퍼는 이전에는 광범위한 가공이 필요했지만 이제는 다이캐스팅으로 세밀한 디테일을 구현할 수 있습니다.

산업 애플리케이션 확장

자동차 부문 혁신

자동차 산업에서 다이캐스팅 기술은 경량 구조 및 안전 부품에 대한 활용도가 계속 증가하고 있습니다. 계기판 빔, 시트 프레임, B 필러와 같은 복잡한 부품의 다이캐스팅을 통해 고강도 강철 및 알루미늄 함량 채택이 증가하고 있습니다. 또한 엔진 블록에도 광범위하게 사용됩니다. 새로운 e-모빌리티 애플리케이션에는 열 방출을 최적화해야 하는 전기 모터, 기어박스 및 배터리 인클로저용 하우징이 포함됩니다.

항공우주 및 전자 분야의 성장

다이캐스팅 응용 분야가 자동차를 넘어 다양한 산업으로 확대되고 있습니다. 항공우주 분야에서는 항공기 날개 스파 및 기타 하중이 중요한 부품의 무게를 줄이기 위해 다이캐스팅이 평가되고 있습니다. 복잡한 얇은 벽 형상을 구현하고 기계적 특성을 개선할 수 있는 공정의 발전은 이러한 까다로운 응용 분야에 적합합니다. 전자제품의 경우, 다이캐스팅은 소형 가전제품, 전동 공구 및 모바일 기기의 하우징을 생산합니다.

치수를 엄격하게 제어하여 다양한 인터페이스를 통합할 수 있습니다. 안테나 창과 방열판과 같은 기능을 다이캐스팅 기술로 구현하여 RF 차폐 및 열 관리를 개선할 수 있습니다. 5G 네트워크 및 기타 무선 기술의 성장은 더 많은 사용을 촉진할 것입니다. 전반적으로 업계는 다음을 인식하고 있습니다. 글로벌 다이캐스팅 시장 부품 디자인, 기능성, 경량화가 우선시되는 정교한 대량 생산에 적합한 제조 공정으로 인정받고 있습니다.

지속적인 혁신을 통해 다이캐스팅 기술 제조업체는 자동차를 넘어 더 넓은 고객층과 협력하고 있습니다. 새로운 애플리케이션은 까다로운 경량 및 디자인 애플리케이션을 위한 복잡하고 무결성이 높은 부품을 그물 모양으로 생산할 때 이 공정이 제공하는 이점을 활용합니다.

압력 주조 기술 개선

진공 어시스트 개선 사항

진공 어시스트 기술을 다이캐스팅 기술 기계에 통합함으로써 부품 품질과 공정 효율을 개선할 수 있었습니다. 진공 어시스트는 사출 및 응고 중에 진공을 적용하여 다공성과 산화를 줄여 재료 특성을 개선합니다. 이를 통해 더 복잡한 캐비티와 더 얇은 벽을 채울 수 있습니다. 일부 기계는 이제 각 금형 설계에 맞게 가변 진공 수준과 타이밍을 제공합니다.

샷 제어 시스템

고급 샷 제어 시스템은 용융 금속의 양과 사출 속도를 정밀하게 측정합니다. 금형 형상에 따른 사출 제어 최적화를 통해 균일한 충진, 분사 감소, 난류 감소를 달성하여 완벽한 표면을 구현할 수 있습니다. 인몰드 센서는 폐쇄 루프 공정 제어를 위해 사출 컴퓨터에 실시간 충진 데이터를 제공합니다. 이를 통해 짧은 샷이나 공기 혼입으로 인한 불량품을 최소화하여 수율을 극대화합니다. 진공 지원과 함께 샷 컨트롤은 주조 부품 품질과 치수 반복성을 향상시킵니다.

다이캐스팅 성능 향상

자동화 통합

완전 자동화된 다이캐스팅 기술 라인은 인건비를 절감하고 처리 속도를 개선하여 생산성을 극대화합니다. 로봇 자재 취급 및 폐쇄 루프 제어를 통해 주조 기계와 트리밍 스테이션 간에 뜨거운 부품을 고속으로 이송할 수 있습니다. 컴퓨터 수치 제어(CNC) 프로그래밍을 통해 원격 모니터링을 통한 무정전 생산이 가능합니다.

부싱이나 패스너 삽입과 같은 복잡한 조립 작업을 자동화하여 인체공학적 위험을 제거합니다. 일부 시설에서는 IoT 센서, 클라우드 컴퓨팅, 머신 러닝을 활용한 사이버 물리 시스템을 도입하여 시퀀싱, 에너지 사용, 예측 유지보수를 더욱 최적화하고 있습니다.

지속 가능성 이니셔티브

제조업체들은 환경 발자국을 줄이기 위한 이니셔티브를 진행하고 있습니다. 금속 재활용 프로그램은 매립 폐기물을 최소화하면서 재용융을 위해 귀중한 스크랩을 회수합니다. 현장 태양광 어레이와 같은 재생 에너지 사용으로 탄소 배출량을 줄입니다. 저배출 조명과 에너지 효율이 높은 기계로 운영 비용을 절감합니다. 수성 금형 윤활제와 세정제는 토양과 지하수에 유해한 물질을 대체합니다. 지속 가능성 보고를 통해 연간 이익을 정량화할 수 있습니다.

품질 관리 조치

고급 공정 제어 및 품질 보증 시스템은 일관된 치수 정확도와 재료 특성을 달성하는 데 도움이 됩니다. 다이캐스팅 기술에서 센서는 충진 및 냉각에 대한 실시간 데이터를 제공하여 신속한 공정 조정을 지원합니다. X-레이 또는 초음파를 이용한 비파괴 검사로 내부 특징과 위치를 확인합니다. 통계적 공정 제어 방법을 통해 내재된 변이의 원인을 파악하여 제거할 수 있습니다. 추적성 소프트웨어는 자재 배치, 기계 설정 및 작업자 세부 정보를 추적하여 부적합 부품의 근본 원인을 파악합니다.

프로세스 최적화

다이 캐스팅 시뮬레이션 소프트웨어는 금형 충전, 응고 및 응력 패턴을 모델링하여 공구 생산 전에 게이팅, 배기 및 금형 온도 제어를 최적화합니다. 열 분석은 열처리 합금을 선택하는 데 도움이 됩니다. 공정 창은 완벽한 작동을 위한 파라미터 한계를 식별합니다. 기계 내 센서는 실시간 캐비티 조건에 따라 샷 프로파일 또는 진공을 동적으로 조정할 수 있습니다. 산업용 IoT 기술을 활용한 공정 디지털화는 예측 진단을 통해 품질을 더욱 향상시키고 폐기물을 줄이며 장비 가동 시간을 극대화할 수 있습니다.

고급 자동화 및 공정 제어와 품질 이니셔티브 및 디지털화가 결합된 오늘날 다이캐스팅 기술 운영은 전례 없는 성능과 지속 가능성을 제공합니다. 이에 따라 다양한 산업 분야의 경량화 애플리케이션에서 채택이 증가하고 있습니다.

압력 주조 효율 향상

시뮬레이션 소프트웨어 활용

다이캐스팅 시뮬레이션 프로그램은 툴링 비용이 발생하기 전에 부품 설계를 분석하고 최적의 공정 파라미터를 결정하는 데 도움이 됩니다. 충진 패턴, 에어 트랩 및 응력을 예측하여 결함을 방지할 수 있습니다. 열 분석은 합금 선택에 도움을 줍니다. 시뮬레이션은 공정 데이터 캡처와 결합하여 지속적인 공정 최적화를 위한 디지털 트윈을 제공합니다. 이를 통해 물리적 프로토타이핑 반복을 크게 줄일 수 있습니다.

린 제조 원칙

다이캐스팅 기술에는 적시 생산, 5S 작업장 구성, 가치 흐름 매핑과 같은 린 개념이 통합되어 낭비를 제거합니다. 자동화된 자재 취급 및 폐쇄 루프 제어는 병목 현상 없이 단일 흐름을 가능하게 합니다. 칸반 보충 시스템은 과도한 재고 운반 비용을 방지합니다. 셀룰러 어셈블리는 장비를 논리적으로 배치하여 부가가치가 없는 이동을 최소화합니다. 시각적 공장 성과 보드는 주요 지표를 투명하게 추적합니다.

통합 개선 사항

리프팅 장치, 트리밍 프레스, 자동화 구성 요소와 같은 주변 장치 간의 인터페이스가 개선되어 뜨거운 부품의 원활한 이송을 보장합니다. 표준화된 인터페이스로 모듈식 재구성이 가능합니다. 엔터프라이즈 리소스 계획과의 통합 소프트웨어 자동화 일정, 재고, 배송을 관리할 수 있습니다. 어디서든 생산 데이터에 액세스할 수 있어 원격 관리와 신속한 문제 해결이 용이합니다.

시뮬레이션, 린 전략 및 향상된 통합을 채택함으로써 전반적인 장비 효율성이 크게 향상되었습니다. 전환 시간이 단축되고 처리량이 증가하며 프로세스 일관성이 개선되었습니다. 데이터 기반 의사 결정으로 다이캐스팅 기술 셀 생산량을 극대화하여 다양한 산업과 애플리케이션에서 증가하는 수요를 효율적으로 충족합니다.

결론

결론적으로 다이캐스팅 기술 산업은 지속적인 기술 발전을 통해 먼 길을 걸어왔습니다. 자동화, 시뮬레이션 도구, 린 개념 및 지속 가능성 이니셔티브의 적용으로 생산성, 품질 및 운영 효율성이 크게 향상되었습니다. 새로운 알루미늄 합금은 강도는 유지하면서 가벼운 설계 유연성을 제공합니다. 샷 제어 시스템과 진공 지원의 발전으로 정교한 디테일의 완벽한 주조 부품을 제작할 수 있습니다.

오늘날의 공정은 복잡한 그물 모양의 부품을 그 어느 때보다 비용 효율적으로 대량 생산할 수 있습니다. 디지털화와 스마트 제조의 발전은 온디맨드 다품종 생산을 더욱 강화할 것입니다. 다이캐스팅 기술은 견고한 기능성 부품을 비용 경쟁력 있게 제조해야 하는 산업을 지원하는 핵심 주조 공정으로 자리매김할 것입니다.