핵심적인 차이점은 용융된 알루미늄이 금형에 주입되는 방식에 있습니다. 고압 다이캐스팅(HPDC)은 10~175MPa의 사출 압력을 사용하여 밀리초 내에 캐비티를 채웁니다. , 저압 동안 다이캐스팅 (LPDC)는 0.02-0.1MPa의 제어된 가스 압력에 의존하고, 중력 다이캐스팅(GDC)은 외부 압력을 전혀 사용하지 않고 금속의 무게만 사용합니다. 프로세스 기본 사항의 이러한 차이는 속도, 부품 복잡성, 기계적 특성 및 비용에 대한 뚜렷한 결과로 이어집니다.
물리적 역학을 이해하면 각 방법이 다양한 응용 분야에 적합한 이유를 설명합니다.
용융된 알루미늄은 경화된 강철 다이에 주입됩니다. 30~100m/s의 속도 유압 피스톤으로. 금속은 10~100밀리초 안에 공동을 채우고 지속적인 압력 하에서 응고됩니다. 핫 챔버(저융점 합금용)와 콜드 챔버(알루미늄 표준)의 두 가지 변형이 있습니다. 사이클 시간은 다음과 같이 빠르게 진행됩니다. 파트당 15~60초 .
밀봉된 용광로가 다이 아래에 위치합니다. 가압된 가스(일반적으로 0.02~0.1MPa)는 라이저 튜브를 통해 금속을 금형 캐비티 안으로 밀어 올립니다. 느리고 제어된 채우기는 난류를 최소화하여 기공률이 낮고 내부 건전성이 우수함 . 사이클 시간은 더 길어집니다(일반적으로 부품당 3~8분).
영구 주형 주조라고도 불리는 GDC는 압력을 가하지 않고 중력에 의해 용융된 알루미늄을 재사용 가능한 금속 주형에 직접 붓습니다. 충전은 느리고 완만하므로 벽이 두껍고 구조적으로 중요한 부품에 이상적인 공정입니다. 가장 간단한 설정입니다. 툴링 비용은 HPDC보다 30~50% 저렴합니다. 비슷한 부품 크기용.
아래 표에는 세 가지 방법 모두에서 의사결정과 가장 관련이 있는 측정항목이 나와 있습니다.
| 매개변수 | 고압(HPDC) | 저압(LPDC) | 중력(GDC) |
|---|---|---|---|
| 사출압력 | 10~175MPa | 0.02~0.1MPa | 없음(중력만 해당) |
| 사이클 시간 | 15~60초 | 3~8분 | 3~10분 |
| 최소 벽 두께 | 0.5~1.0mm | 2~3mm | 3~5mm |
| 표면 마감(Ra) | 0.8~1.6μm | 1.6~3.2μm | 3.2~6.3μm |
| 다공성 수준 | 높음(가스 포집) | 낮음 | 낮음~중간 |
| 용접성 / 열처리 | 제한적(다공성) | 예 | 예 |
| 툴링 비용(상대) | 높음($50,000~$250,000) | 중간 | 낮음est |
| 최적의 생산량 | 부품 50,000~100만 개 | 부품 5,000~100,000개 | 부품 500~50,000개 |
| 치수공차(IT등급) | IT8~IT10 | IT10~IT12 | IT12~IT14 |
HPDC의 높은 주입 속도로 벽 두께가 얇은 복잡한 공동을 채울 수 있습니다. 0.5mm — 다른 두 가지 방법과 비교할 수 없는 기능입니다. 자동차 변속기 하우징, EV 배터리 트레이 및 스마트폰 프레임은 모두 얇고 복잡한 형상을 대규모로 생성하는 이 기능에 의존합니다.
복잡성은 보통이지만 내부 무결성이 중요한 경우에는 LPDC가 선호됩니다. 가장 많은 양의 LPDC 애플리케이션 중 하나인 자동차 알루미늄 휠에는 다음이 필요합니다. 낮은 다공성 및 일관된 미세 구조 일반적으로 3mm 이상 두꺼운 벽과 결합하여 제어된 충전 속도를 제공합니다.
GDC는 가장 두꺼운 단면을 잘 처리합니다. 엔진 실린더 헤드와 흡기 매니폴드는 일반적인 GDC 부품으로, 벽 두께는 5~10mm가 일반적이고 느린 응고는 실제로 입자 구조와 가공성에 도움이 됩니다.
HPDC 부품은 빠른 응고로 인해 표면 근처에 미세한 입자 구조를 갖고 있어 인장 강도가 우수합니다. 240~310MPa UTS A380과 같은 일반적인 합금의 경우. 그러나 난류 충진으로 인한 내부 가스 다공성은 연성을 제한하고 열처리를 위험하게 만듭니다(기포가 형성될 수 있음).
LPDC와 GDC 모두 T6 열처리(용체화열처리 인공시효)가 가능하여 인장강도를 280~330MPa(신율 5~12%) A356-T6과 같은 합금. 이로 인해 서스펜션 시스템, 스티어링 너클 및 항공우주 브래킷의 구조적으로 하중을 받는 부품에 선호되는 경로가 됩니다.
| 프로세스 | 일반적인 합금 | UTS(MPa) | 항복강도(MPa) | 신장률(%) |
|---|---|---|---|---|
| HPDC | A380 | 240~310 | 160~170 | 1~3.5 |
| LPDC(T6) | A356-T6 | 280~310 | 200~240 | 6~12 |
| GDC(T6) | A356-T6 | 275~310 | 195~235 | 5~10 |
HPDC 툴링은 비용이 많이 듭니다. 중간 정도의 복잡성을 지닌 자동차 부품의 생산 다이는 일반적으로 비용이 많이 듭니다. $80,000~$200,000 100,000~500,000장의 샷으로 평가됩니다. 이러한 초기 비용은 대량으로 분할 상환될 때만 경제적으로 의미가 있습니다. 부품이 500,000개이면 부품당 툴링 비용이 $0.16~$0.40 정도로 낮아집니다.
종종 주철이나 연강으로 제작되는 GDC 금형은 비용이 많이 듭니다. 30~50% 감소 동급의 HPDC 다이보다 프로토타입이나 500~10,000개 부품의 소량 생산에 매우 적합합니다. LPDC 툴링은 일반적으로 그 사이에 속합니다. $30,000~$100,000 , 연간 20,000~80,000개의 배치를 실행하는 휠 및 구조 부품 산업에 의해 정당화됩니다.
각 방법은 이러한 장단점을 기반으로 고유한 애플리케이션 틈새 시장을 개척했습니다.
애플리케이션 요구 사항이 정의되면 의사 결정 프레임워크는 간단해집니다.
진공 보조 HPDC는 점점 더 격차를 해소하고 있습니다. 주입 전에 다이 캐비티를 비우면 가스 다공성이 크게 떨어지고 고압 주조 부품에 대한 T5 또는 T6 처리가 가능해집니다. 이 변형은 이제 얇은 벽과 열처리가 동시에 필요한 쇼크 타워 및 Body-in-White 노드와 같은 구조용 자동차 부품에 널리 사용됩니다.
