자동차, 항공우주, 전자, 소비재 등 내구성이 뛰어나고 가벼운 금속 부품을 사용하는 산업에 종사한다면 알루미늄 합금 다이캐스팅이 매우 유용하다는 것을 알고 계실 것입니다. 그러나 문제는 다음과 같습니다. 가장 엄격하게 제어되는 생산 라인에서도 작은 결함이 있는 부품을 생산할 수 있으며 이는 라인 아래에서 큰 문제로 이어질 수 있습니다. 작년에 우리는 숨겨진 다공성 문제로 인해 조립 후 실패한 다이캐스팅 배치를 가지고 전기 자동차 부문의 고객을 찾아왔습니다. 검사는 단순한 최종 점검이 아니라 신뢰할 수 있는 알루미늄 다이캐스팅 공급의 중추입니다. 공급업체로서 우리의 임무는 단순히 부품을 배송하는 것이 아닙니다. 이는 우리 시설을 떠나는 모든 부품이 작동할 준비가 되었는지 확인하는 것입니다. 오늘은 알루미늄 합금 다이캐스팅의 결함 검사 방법, 사용하는 방법, 그리고 이러한 단계를 건너뛰는 데 시간이나 비용보다 훨씬 더 많은 비용이 소요되는 이유에 대해 안내해 드리고자 합니다.
먼저, 알루미늄 다이캐스팅을 독특하게 만드는 이유를 살펴보겠습니다. 알루미늄 중력 주조와 같은 공정과는 달리(다음 페이지를 확인하세요)알루미늄 합금 중력 주조), 다이캐스팅은 녹은 알루미늄을 고속 및 압력으로 강철 주형에 강제로 넣습니다. 이러한 속도 덕분에 우리는 엄격한 공차와 매끄러운 마감을 얻을 수 있지만 가스 다공성, 냉간 차단 또는 수축과 같은 결함이 나타날 수 있는 이유이기도 합니다. 고객에게 도달하기 전에 이를 포착하기 위해 우리는 부품이 다이에서 배출되는 순간부터 시작하여 배송을 위해 포장될 때까지 끝나지 않는 4단계 검사 프로세스를 구축했습니다. 우리는 또한 협력하여 일합니다.알루미늄 합금 정밀 주조전문가들은 결함 데이터를 상호 참조하고 시간이 지남에 따라 생산을 개선합니다. 이는 단순히 부품을 판매하는 것이 아니라 문제를 해결하는 공급업체의 일부입니다.
육안 검사부터 시작해 보겠습니다. 이는 첫 번째 방어선이며 여전히 가장 직관적입니다. 하지만 단순히 시각적인 검사만 하는 것이 아닙니다. 그림자가 작은 표면 결함을 가릴 수 있기 때문에 조명이 일정한 통제된 환경에서 검사를 수행합니다. 우리 검사관은 두 개의 용융 알루미늄 흐름이 제대로 융합되지 않은 얇고 주름진 선인 콜드 셧과 같은 것을 찾습니다. 또한 플래시(다이 몰드에서 새어 나오는 과잉 금속)와 배출 중에 서로 마찰되는 다이 반쪽의 긁힌 자국인 다이 마크도 확인합니다. 다음과 같이 복잡한 형상을 가진 부품의 경우알루미늄 합금 밸브 본체(내부 통로가 빡빡한 경우) 부품을 분해하지 않고도 내시경을 사용하여 접근하기 어려운 부분을 엿볼 수 있습니다. 지난 달 검사관은 우리가 놓치면 냉각수가 누출될 수 있는 밸브 본체 플랜지의 작은 표면 균열을 발견했습니다. 이것이 바로 훈련된 눈의 가치입니다. 심지어 자동화된 시스템이라도 조명이 꺼져 있으면 이러한 미묘한 신호를 간과할 수 있습니다.
그러나 표면 결함은 전투의 절반에 불과합니다. 가스 다공성 및 수축 다공성과 같은 내부 결함은 침묵의 살인자입니다. 가스 다공성은 금속이 냉각되면서 용융된 알루미늄에 갇힌 수소 가스가 기포를 형성할 때 발생합니다. 수축 다공성은 금속이 응고되면서 수축하여 부품 내부에 작은 틈이 생기기 때문에 발생합니다. 둘 다 표면에 나타나지 않지만 부품을 약화시켜 압력이나 부식으로 인해 파손되기 쉽습니다. 이를 찾기 위해 우리는 비파괴 검사(NDT) 방법을 사용합니다. 우리가 가장 먼저 도달하는 것은 X-Ray 검사입니다. 우리는 모든 중요한 다이캐스팅에 대해 고해상도 방사선 사진을 촬영한 다음 소프트웨어를 사용하여 다공성을 표시하는 둥글고 어두운 점을 스캔합니다. 두꺼운 부품의 경우 초음파 테스트를 사용합니다. 음파가 내부 틈에서 반사되고, 파동이 되돌아오는 데 걸리는 시간을 통해 결함의 크기와 위치를 알 수 있습니다. 숨겨진 다공성으로 인해 현장 테스트에서 일련의 항공우주 부품이 실패한 후 작년에 우리는 최근 초음파 장비를 업그레이드했습니다. 이제 우리는 모래알보다 작은 결함을 발견할 수 있으며 이는 고위험 산업의 판도를 바꿀 수 있습니다.
우리가 검사하는 또 다른 중요한 결함은 치수 부정확성입니다. 알루미늄 다이캐스팅은 완벽하게 맞아야 하는 부품에 사용됩니다. 프레임과 정렬되어야 하는 자동차 엔진 브래킷이나 회로 기판을 고정해야 하는 휴대폰 섀시를 생각해 보세요. 0.1mm의 오정렬이라도 전체 어셈블리를 망칠 수 있습니다. 우리는 좌표 측정기(CMM)를 사용하여 부품의 모든 점을 매핑하고 이를 금형용으로 만든 3D CAD 모델과 비교합니다. 이는 일회성 검사가 아닙니다. 우리는 모든 생산 실행에 대해 무작위 샘플링을 수행하고 공차가 엄격한 부품에 대해 100% 치수 검사를 수행합니다. 우리는 또한 다음을 처리하는 엔지니어 팀과 긴밀히 협력합니다.알루미늄 합금 정밀 가공 부품가공 전에 간격을 잡아 재료 낭비를 방지하고 고객의 지연을 방지합니다. 지난 분기에 우리는 CMM 스캔에서 EV 모터 브래킷 세트에 0.2mm 변형이 나타난 후 다이 트림 오프셋을 조정했습니다. 작은 수정으로 고객의 조립 라인에 큰 승리를 안겨주었습니다.
표면, 내부 및 치수 문제를 확인한 후에는 마지막 단계인 기능 테스트가 진행됩니다. 이는 응력이나 압력을 받는 부품에 특히 중요합니다. 밸브 본체의 경우 내부 통로를 공기 또는 물로 가압하고 누출 여부를 테스트합니다. 구조 부품의 경우 굽힘이나 균열 없이 설계된 힘을 견딜 수 있는지 확인하기 위해 하중 테스트를 실시합니다. 알루미늄은 표면 결함이 있는 경우 습기나 화학 물질과 반응할 수 있으므로 부식 테스트도 수행합니다. 우리는 부품에 대해 48시간 동안 염수 분무 테스트를 실시하여 부품의 수명을 저해할 수 있는 흠집이나 변색을 확인합니다.
이제 저는 여러분 중 일부가 "이것은 비용이 많이 들고 시간이 많이 걸리는 것처럼 들립니다. 몇 가지 단계를 건너뛰는 것이 어떨까요?"라고 생각하는 것을 알고 있습니다. 경험을 통해 말씀드리자면, 검사 비용을 절감하면 훨씬 더 많은 비용이 듭니다. 몇 년 전 우리와 함께 일했던 한 고객은 X-Ray 검사를 건너뛰는 더 저렴한 공급업체를 이용하려고 했습니다. 결과는? 숨은 다공성을 지닌 다이캐스팅 배치가 유압 시스템에서 작동하지 않아 공장 가동 중단으로 인해 하루에 50,000달러의 비용이 발생했습니다. 이와 대조적으로 우리의 검사 프로세스는 생산 시간을 5% 더 늘릴 수 있지만 이는 우리 시설을 떠나는 모든 부품의 합격률이 99.9%라는 것을 의미하며 고객은 비용이 많이 드는 현장 실패를 처리할 필요가 없습니다. 신뢰를 쌓는 것이 중요합니다. 얻기는 어렵고 잃기는 쉽습니다.
공급업체로서 우리는 항상 검사 프로세스를 개선하고 있습니다. 우리는 최근 인간 검사관과 함께 작동하는 AI 기반 시각적 검사 도구를 추가하여 빠른 생산 속도에서 놓칠 수 있는 미묘한 결함을 찾아냈습니다. 그러나 AI는 무해한 흠과 잠재적인 결함의 차이를 구별할 수 있고 특정 응용 분야에서 부품이 어떻게 작동하는지 이해하는 숙련된 검사관의 눈을 대신할 수는 없습니다. 이것이 우리가 추구하는 균형입니다. 기술을 사용하여 검사의 일관성을 높이고 인간의 전문 지식을 사용하여 보다 스마트하게 만드는 것입니다.
알루미늄 합금 다이캐스팅을 지원하는 공급업체를 찾고 계시다면 저희가 도와드리겠습니다. 자동차, 항공우주, 전자 또는 기타 산업에 필요한 부품이 무엇이든 당사의 검사 프로세스는 모든 부품이 귀하의 정확한 사양을 충족하는지 확인합니다. 또한 당사는 CAD 파일 작업부터 품질 표준에 맞게 생산 실행을 개선하는 것까지 맞춤형 솔루션을 제공합니다. 숨겨진 결함으로 인해 프로젝트가 중단되지 않도록 하십시오. 지금 당사에 연락하여 당사의 알루미늄 다이캐스팅 및 검사 프로세스가 귀하의 비즈니스 요구 사항을 어떻게 지원할 수 있는지 자세히 알아보십시오. 우리는 귀하와 협력하여 언제든지 신뢰할 수 있는 부품을 제공할 준비가 되어 있습니다.
참고자료
- ASM 인터내셔널. (2019). 알루미늄 합금 다이캐스팅 결함: 원인 및 예방. ASM 핸드북 15권: 캐스팅.
- DIN EN 12889:2019. 알루미늄 및 알루미늄 합금 - 다이 캐스팅 - 사양 및 테스트 방법.
- 캠벨, J. (2015). 캐스팅 연습: 캐스팅의 10가지 규칙. 버터워스-하이네만.
- 자동차공학회(SAE). (2021). 표준 J434: 자동차 응용 분야용 알루미늄 다이 캐스팅.
