금형 흐름 분석을 통한 다이캐스팅의 언더캐스팅 및 다공성 수정

금형 흐름 분석으로 다이캐스팅 스크랩률을 38%까지 줄이는 방법

소비자용 다이캐스팅 산업에서 스크랩률은 비용과 고객 만족도에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 이 스로틀 밸브 바디를 예로 들면, 복잡한 깊은 캐비티 구조와 엄격한 품질 요건(예: 다공성이 0.4mm를 초과해서는 안 됨)으로 인해 불량률이 48%에 이르는 경우가 많습니다. 다행히 금형 흐름 분석은 문제를 식별하고 금형 설계를 최적화할 수 있는 고급 솔루션을 제공합니다. 이 문서에서는 금형 흐름 분석을 통해 스크랩률을 48.52%에서 10% 이하로 낮춰 다이 캐스팅 프로젝트에 실행 가능한 통찰력을 제공한 실제 사례를 살펴봅니다.

사례 연구: 스로틀 밸브 바디의 도전 과제

B15B 스로틀 밸브 바디는 107mm × 103mm × 63mm 크기, 1.7mm ~ 5mm의 벽 두께, 약 400g의 무게를 가진 전형적인 소비자 등급 다이캐스팅 부품입니다. 자동차 전자식 연료 분사 시스템에 사용되는 이 부품은 완벽한 외관과 내부 품질이 요구됩니다. 하지만 생산 과정에서 두 가지 주요 스크랩 문제가 발견되었습니다:

• 빈 결함: 기어박스 측 리미트 핀(직경 1.3mm, 높이 9mm) 및 주변 영역의 언더캐스팅.
• 가공 후 스크랩: 공기 흡입 링과 내부 게이트 베이스에 과도한 다공성이 있습니다.
  이러한 문제는 금형 설계 및 공정의 한계에서 비롯되었으며, 기존의 조정 방식(예: 사출 속도)은 효과가 없는 것으로 판명되었습니다.

  금형 흐름 분석 적용

  금형 흐름 분석은 용융 합금의 흐름, 냉각 및 배출을 시뮬레이션하여 결함 원인을 정확히 찾아냅니다. B15B 문제를 해결한 방법은 다음과 같습니다:

1. 언더캐스팅 문제 해결
   • 핀 언더캐스팅 제한: 분석 결과 깊은 캐비티에 갇힌 가스가 충전을 방해하는 것으로 나타났습니다. 갇힌 공기를 방출하기 위해 핀 근처에 벤트 핀(직경 6mm, 측면이 0.15-0.2mm 납작한)을 추가했습니다.
     
   • 주변기기 언더캐스팅: 시뮬레이션 결과, 오버플로 시스템의 부재로 인해 채움 끝단에서 언더캐스팅이 발생했습니다. 슬래그 트랩과 오버플로 통풍구를 추가하여 차가운 재료와 가스를 배출하여 채움 완성도를 개선했습니다.
     

2. 다공성 감소

   • 공기 흡입구 링 다공성: 코어 조인트 근처에 다공성이 밀집되어 있습니다. 무빙 코어의 수로를 링 영역까지 확장하여 냉각을 강화하여 가스 포획을 최소화하는 냉각층을 생성했습니다.
     

   • 내부 게이트 다공성: 원래 게이트 경사 27°는 권장되는 30°-45° 아래로 떨어졌습니다. 35°로 조정하여 합금 흐름을 개선하고 다공성을 줄였습니다.

     결과 및 시사점

     이러한 최적화를 통해 B15B의 스크랩률은 48.52%에서 10% 이하로 감소하여 재료 및 가공 비용을 크게 절감할 수 있었습니다. 이는 금형 흐름 분석이 가전제품이나 전자제품과 같은 복잡한 소비자 부품에 적용 가능한 다이 캐스팅 효율성을 높이는 강력한 도구라는 것을 보여줍니다.

금형 흐름 분석은 다이 캐스팅을 시행착오에서 정밀 최적화로 전환합니다. 자동차 부품을 생산하든 가전제품 하우징을 생산하든 이 기술에 투자하면 불량률을 크게 줄이고 경쟁력을 강화할 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 다이캐스팅 서비스를 찾고 계신가요? 당사의 전문가 팀이 맞춤형 솔루션을 제공합니다. 자세한 내용은 지금 바로 문의하세요!