다이캐스팅 게이트 단면적 (Gate Area) 계산

다이캐스팅 금형의 게이트 단면적은 용융 금속의 흐름 방향에 대해 수직한 면의 면적이다. 단면이 직사각형인 게이트의 경우 게이트 단면적은 게이트 길이와 게이트 두께의 곱이다. 

 

적절한 게이트는 주조 공정을 최적화하고 cycle time을 단축하며 생산 비용을 낮추는 데 도움이 된다.

특히 게이트의 형상과 크기는 생산되는 부품의 품질에 큰 영향을 미치므로, flow mark, pore, 수축, flash 등의  결함을 방지하려면 게이트 면적을 정확하게 계산하는 것이 필요하다.

 

다이캐스팅 공정의 게이트 단면적은 다음 식에 따라 계산할 수 있다.

 

(식 1) Ag = Flow rate / Gate 속도 = (w / (t x ρ)) / v

 

여기서,

t = fill time (s)

w = 게이트 이후 주조 중량 (g), 제품 중량과 오버플로 중량 등을 포함한다.

ρ = 재료 밀도 (g/cm³)

v = 게이트 속도 (m/s)

이다.

 

위에서 Flow Rate = 용융금속 부피 / fill time = w / (t * ρ) 이다.

 

주조 중량, w (g) :

재료 밀도, ρ (g/cm3) :

충전 시간, t (sec) :

게이트 속도, v (m/s) :

     

Metal Flow rate (cm3/s) :

게이트 단면적, Ag (mm2) :

 

예를 들어, AlSi9Cu3(Fe) 합금 (ρ = 2.5 g/cm³) 으로 제작된 부품 중량이 1,800 g 인 제품 금형의 게이트 단면적을 구해보자.

이 때 게이트 속도가 45 m/s 이고 금형 충전 시간이 50 ms 이다.

 

1) Ag = Flow rate / Gate 속도 = (w/t*ρ) / v = (1800/(0.05*2.5)) / 45 = 320 mm2 이다.