사례 연구: 주조와 단조 - 부품에 적합한 공정 선택하기

주조와 단조는 용융된 금속을 주형에 붓고 망치로 고체를 단조하여 금속의 형태를 만듭니다. 각각 제조에 고유한 강점을 제공하지만 잘못 선택하면 프로젝트가 침몰할 수 있습니다. 이 사례 연구에서는 주조와 단조를 실제 사례를 통해 비교하여 완벽한 공정을 선택할 수 있도록 안내합니다.

프로세스 선택이 어려울 때

기어박스 하우징을 주조로 제작하면 복잡한 모양을 만들 수 있지만 토크에 견딜 수 있다고 상상해 보세요. 단조는 강도를 제공하지만 복잡한 곡선에는 한계가 있습니다. 위험은? 잘못된 경로를 선택하면 부품이 약해지거나 비용이 급증하여 엔지니어가 허둥대게 될 위험이 있습니다.

판돈은 높게, 계획은 예리하게

여기서 잘못된 결정은 단순한 문제가 아닙니다. 수천 달러의 비용이 드는 폐기 배치나 마감일이 몇 주 뒤로 미뤄지는 지연을 생각해보세요. 약한 주물은 하중을 받으면 균열이 생기고, 단단한 단조품은 설계 사양을 충족하지 못합니다. 유니티는 기어박스 케이스를 통해 주조와 단조를 분석하고 각 단계를 테스트하여 승자를 가리기 위해 이 문제를 정면으로 해결했습니다.

추측에서 정확성으로

1단계: 아이디어 및 목표 설정

목표: 가볍고 내구성이 뛰어나며 공차(예: ±0.1mm)가 엄격한 기어박스 하우징을 제작합니다. 내부 채널과 같은 복잡성에 대한 주조의 노하우가 단조의 강력한 강도와 상충됩니다. 50MPa 하중과 30% 무게 감소에 적합한 주물은 무엇일까요?

2단계: 추론 및 옵션 비교

주조는 1500°C에서 금속을 녹여 금형을 빠르게 채우므로 복잡한 외피에 이상적입니다. 단조는 1100~1200°C에서 고체를 압착하여 입자를 정제하여 인성을 높입니다. 옵션 A: 무게를 위한 주조 알루미늄. 옵션 B: 단조강으로 강도를 높입니다. 일찍 결정하셨나요? 주조의 속도 대 단조의 그릿.

3단계: 시뮬레이션 및 실제 테스트

응력 지점에서 구부러진 50MPa 로드캐스트 알루미늄(인장 276MPa)을 시뮬레이션한 결과, 단조강(505MPa)은 거의 움직이지 않았습니다. 프로토타입 제작: 5분 만에 냉각된 주물, 0.2%의 다공성을 보임.¹단조품은 20번의 망치 타격으로 입자 크기가 50마이크론에서 20마이크론으로 감소했습니다.². 주조는 모양을 얻었고 단조는 힘을 얻었습니다.

Alt: 기어박스 하우징 주조 공정에서 용융 금속 쏟아내기

4단계: 방향성 및 위험 점검

주조는 무게를 35% 줄였지만 다공성 균열의 위험(진동 시 1-2%의 고장 확률)이 있었습니다. 단조는 견고했지만 운송 비용이 3배나 증가하여 40%로 급증했습니다. 방향은? 이 하우징은 주조로 제작하여 경량화 이점을 살리되, 균열이 발생할 경우 벽을 두껍게 만드는 것을 대안으로 삼았습니다.

5단계: 수정 사항 구체화하기

진공 공정으로 부스트 주조 - 다공성이 0.1%로 떨어졌습니다. 벽 두께가 3mm에 도달하여 강도와 무게의 균형을 맞췄습니다. 단조는 고하중 기어에 적합하지만 하우징은 주조로 제작되었습니다. 정밀 금형을 통해 공차가 ±0.1mm로 고정되었습니다.

6단계: 프로덕션 실행 및 피드백

50개의 파일럿 런캐스트 하우징의 무게는 각각 2.5kg(단조 7.5kg)이며 50MPa의 하중을 견뎌냈습니다.³1000 사이클 후에도 균열이 발생하지 않았습니다. 피드백을 통해 경미한 수축이 발견되어 금형 냉각을 조정하여 결함을 15%까지 줄였습니다.⁴. 이 승리를 위해 캐스팅이 확정되었습니다.

Alt: 단조 스틸 그레인 구조 후처리

플레이북

주조는 복잡하고 가벼운 부품-시계 다공성에는 빠릅니다. 단조는 느리지만 견고하므로 무게를 염두에 두어야 합니다. 테스트하고, 조정하고, 적합한 것을 선택하세요.

마스터리 잠금 해제

주조와 단조는 더 이상 어려운 문제가 아닙니다. 주조는 가볍고 정교한 기어박스 하우징을, 단조는 더 무거운 하중을 견디는 데 적합합니다. 스테이크에서 솔루션에 이르는 이 여정을 통해 현명한 선택을 위한 고삐를 잡으세요. 저는 소비자 등급 다이캐스팅 분야에서 20년 이상 경력을 쌓은 YG 다이캐스팅의 숀입니다. 멋진 아연, 알루미늄 및 합금 부품을 제작합니다. 언제든지 문의해 주세요. 제품 가치를 높이고 다른 분야의 제조 동종 전문가와 연결해 드리겠습니다!

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