다이캐스팅 플래시: 주요 원인 및 예방 방법

TL;DR

다이 캐스팅 플래시는 주조 공정 중 몰드 캐비티에서 과도하게 새어나온 용융 금속이 만들어내는 얇고 원치 않는 불필요한 잔여층으로, 일반적인 제조 결함입니다. 이는 주로 제품의 분할선, 이음새 또는 이젝터 핀 주변에 형성됩니다. 이 문제는 주로 마모된 금형, 성형기의 클램핑 힘이 부족한 경우, 다이의 밀봉 불량, 과도한 사출 압력과 같은 비최적의 공정 조건 등에서 기인합니다.

다이 캐스팅 플래시 이해하기: 상세 정의

다이 캐스팅의 고압 환경에서 용융된 금속이 다이(die)라고 알려진 강철 몰드에 주입되어 정밀한 부품을 형성한다. 다이 캐스팅 플래시(flash)란 의도된 몰드 캐비티를 따라 존재하는 미세한 틈새로 인해 새어나온 과잉 재료를 말한다. 이 누출된 물질은 주조 부품 표면 위에 얇고 지느러미처럼 돌출된 형태로 응고된다. 막대한 압력 하에서 용융 금속이 가지는 자연스러운 유동성 때문에, 다이 조립 시 가장 사소한 결함이나 틈이라도 금속이 빠져나가는 통로가 될 수 있다.

이 결함은 부품의 최종 치수를 변화시키며 종종 추가적인 노동 집약적 제거 공정을 필요로 하므로 문제가 되며, 이로 인해 생산 시간과 비용이 모두 증가하게 된다. 플래시의 발생은 일관된 품질과 부품 완전성을 보장하기 위해 해결되어야 할 제조 공정 내 잠재적 문제를 나타낸다. 그 외형은 틈의 크기와 주입 압력에 따라 매우 얇은 웨이퍼 수준의 층부터 더 두꺼운 플랜지 형태까지 다양할 수 있다.

플래시는 금형의 서로 다른 부분이 맞물리는 주조의 특정 부위에서 흔히 발생합니다. 이러한 위치에는 다음이 포함됩니다:

• 분할선: 다이의 두 반쪽이 만나는 주요 이음 부위는 플래시가 가장 흔히 발생하는 장소입니다.
• 이젝터 핀: 응고된 제품을 금형에서 밀어내기 위해 사용되는 핀 주변의 작은 틈새로 금속이 새어 나갈 수 있습니다.
• 슬라이드 및 코어: 복잡한 내부 형상을 만들기 위해 움직이는 부품(슬라이드 또는 코어)이 사용되는 부위에서도 밀봉 문제가 발생할 수 있습니다.
• 환기구: 공기를 배출하기 위한 벤트가 너무 크거나 마모된 경우, 용융 금속이 그 사이로 통과할 수 있습니다.

플래시를 주조 공정의 다른 필수 구성 요소들과 구분하는 것이 중요합니다. 스프루(sprues), 러너(runners), 게이트(gates)는 용융 금속을 몰드 캐비티로 유도하기 위해 의도적으로 설계된 통로입니다. 이 부분들도 과잉 재료로서 제거되어야 하지만, 이는 계획된 공정의 일부입니다. 반면 플래시는 용융 금속을 완전히 밀봉하지 못해 발생하는 계획되지 않은 바람직하지 않은 결함입니다.

플래시 형성의 주요 원인

다이캐스팅 플래시의 발생은 단일 문제로 인한 경우보다는 일반적으로 금형, 기계 및 공정 조건과 관련된 여러 요인이 복합적으로 작용하여 발생합니다. 근본 원인을 파악하는 것은 효과적인 해결책을 마련하기 위해 필수적입니다. 가장 흔한 원인으로는 금형 관련 문제와 부적절한 기계 또는 공정 설정이 있습니다.

가장 흔한 원인 중 하나는 다이 자체의 열화 또는 부적절한 설계이다. 시간이 지남에 따라 끊임없는 가열과 냉각 사이클이 고압과 결합되어 금형의 분할면(parting surfaces) 마모를 유발할 수 있다. 이러한 표면들이 더 이상 완벽하게 밀봉되지 않으면 틈새가 생기게 된다. 마찬가지로 밀폐 기능이 부족하거나 조립 시 정렬이 잘못된 설계상 결함이 있는 금형은 처음부터 누출이 발생하기 쉽다. 금형 반쪽 부분에 발생하는 왜곡이나 손상은 금형이 단단히 닫히는 것을 방해하며, 결국 플래시(flash)를 유발하게 된다.

또한 기계 설정 및 공정 파라미터 역시 매우 중요하다. 다이캐스팅 머신의 클램핑력(clamping force)은 두 개의 금형 반쪽을 함께 고정시키며 용융 금속 주입 시 발생하는 엄청난 압력을 견뎌내야 한다. 클램핑 톤수가 너무 낮게 설정된 경우, 주입 압력이 물리적으로 다이 반쪽을 벌어지게 하여 금속이 새어 나갈 틈을 만들 수 있다. Dynacast의 전문가들에 따르면 Dynacast , 기계 톤수 부족은 플래시의 주요 원인이다. 또한 과도한 사출 압력이나 속도는 적절히 클램핑된 몰드조차 압도하여 금속이 가장 작은 틈새로 밀려 들어가게 할 수 있다.

아래 표는 주요 원인과 그에 따른 물리적 이유를 요약하여 명확한 진단 프레임워크를 제공한다.

플래시 예방 및 제어를 위한 효과적인 전략

다이캐스팅 플래시를 방지하는 것은 철저한 유지보수, 정밀한 기계 캘리브레이션 및 지능적인 금형 설계를 결합한 능동적인 노력입니다. 근본 원인을 해결함으로써 제조업체는 이러한 결함의 발생을 크게 줄일 수 있으며, 이는 더 높은 품질의 부품과 낮은 생산 비용으로 이어집니다. 종합적인 예방 전략은 공구의 무결성을 유지하고 모든 공정 변수를 최적화하는 데 중점을 둡니다.

첫 번째 방어선은 꼼꼼하고 일관된 금형 유지보수 프로그램입니다. 다음에서 상세히 설명한 바와 같이 CEX Casting , 정기적인 점검은 파트링 표면의 마모, 균열 또는 손상이 심각해지기 전에 발견하는 데 중요합니다. 금형은 밀폐를 방해할 수 있는 잔여물을 제거하기 위해 정기적으로 청소해야 합니다. 마모가 발견되면 몰드 반쪽 사이의 완벽한 맞춤을 보장하고 원래의 평탄도를 회복하기 위해 파트링을 수리하거나 재가공해야 합니다.

기계 및 공정 매개변수 최적화는 또 다른 중요한 단계입니다. 이는 주입 압력을 견딜 수 있도록 다이캐스팅 기계가 충분하고 균일하게 분포된 클램핑 힘을 제공하는지 확인하는 것을 포함합니다. 운영자는 또한 부품 형상과 사용되는 합금의 특정 요구 사항에 따라 압력, 속도 및 온도를 포함한 주입 매개변수를 정밀하게 조정해야 합니다. 캐비티를 완전히 채우는 데 필요한 최소한의 압력을 사용하면 금형에 가해지는 스트레스를 줄이고 플래시 발생 가능성을 최소화할 수 있습니다. 한 전문가에 따르면 선라이즈 메탈 합금의 올바른 작동 온도를 유지하는 것이 중요하다는 점에 유의해야 하며, 과도한 열은 유동성을 증가시켜 플래시(Flash) 발생을 촉진할 수 있다.

마지막으로 고품질의 공구 및 설계가 근본적인 역할을 한다. 적절한 밀봉 기능과 환기 구조를 갖춘 견고하고 잘 설계된 다이(Die)에 투자함으로써 초기 단계에서 플래시 관련 문제 대부분을 예방할 수 있다. 자동차 제조와 같이 부품 고장이 허용되지 않는 산업 분야에서는 공구의 완전성에 대한 집중이 매우 중요하다. 예를 들어, 정밀하게 설계된 자동차 단조 부품을 전문으로 하는 Shaoyi(Ningbo) Metal Technology와 같은 기업은 정밀 엔지니어링된 자동차 단조 부품 을 생산하기 위해 우수한 다이 설계와 철저한 품질 관리에 의존하고 있다. 이러한 고품질 공구에 투자하는 원칙은 다이캐스팅에서 플래시와 같은 결함을 방지하는 데 직접적으로 적용된다.

이러한 전략의 실행은 다음과 같은 실행 가능한 단계들로 나누어 진행할 수 있다.

1. 철저한 금형 정비 일정을 시행하라: 다이 표면을 정기적으로 점검하고, 청소 및 수리하며, 특히 분할선과 움직이는 부품에 주의를 기울이십시오.
2. 클램핑 힘 확인 및 보정: 사용 중인 특정 금형과 사출 압력에 맞춰 기계의 클램핑 톤수가 올바르게 설정되었는지 확인하십시오. 다이 전체에 걸쳐 균일한 압력 분포가 이루어지는지 점검하십시오.
3. 사출 조건 최적화: 공정 모니터링을 활용하여 부품을 완전히 채우되 금형에 과도한 힘이 가해지지 않는 이상적인 사출 속도, 압력 및 온도의 균형을 찾아내십시오.
4. 금형 정렬 및 지지 상태 적절히 유지: 금형을 기계에 올바르게 설치하고, 사출 사이클 동안 휨이나 정렬 오류가 발생하지 않도록 적절히 지지되어 있는지 확인하십시오.
5. 열 조건 제어: 열 해석과 효과적인 냉각 채널 설계를 활용하여 다이 전체에서 안정적이고 균일한 온도를 유지함으로써 변형을 방지하십시오.

자주 묻는 질문

1. 다이캐스팅에서 플래시란 무엇입니까?

플래시는 용융된 금속이 금형 캐비티의 틈이나 이음매를 통해 새어 나올 때 다이캐스팅 부품에 형성되는 과잉 재료입니다. 일반적으로 금형의 두 부분이 맞닿는 분할선을 따라 얇은 지느러미나 플랜지 형태로 나타나며, 최종 제품에서 제거되어야 하는 제조상의 결함으로 간주됩니다.

2. 다이캐스팅의 목적은 무엇입니까?

다이캐스팅의 목적은 대량 생산 시 높은 정밀도와 치수 정확도를 가진 복잡한 금속 부품을 제작하는 것입니다. 이 공정은 용융 금속을 고압 상태에서 재사용 가능한 강철 금형(다이)에 주입하는 방식으로, 우수한 표면 마감과 정교한 디테일을 갖춘 부품을 신속하게 제조할 수 있게 해줍니다.

3. 캐스팅 플래시란 무엇입니까?

캐스팅 플래시는 위에서 설명한 결함을 지칭하는 또 다른 용어입니다. 이는 용융된 재료가 금형의 이음새로 스며들어 생긴, 주조된 부품에 남아 있는 얇고 웨이퍼 형태의 불필요한 재료를 의미합니다. 흔히 발생하지만, 최종 제품 사양을 충족하기 위해 2차 공정에서 제거되어야 합니다.