자동 쇼핑 캐비닛 주물의 벽 두께를 설계하는 방법

자동화 장비의 핵심 구조 구성요소로서 벽 두께 설계는 자동 쇼핑 캐비닛 주조 제품의 강도, 강성, 주조 비용, 생산 효율성 및 최종 조립 정확도에 직접적인 영향을 미칩니다. 높은 품질과 신뢰성을 추구하는 스마트 소매 장비 제조업체의 경우 주조 벽 두께에 대한 전문적이고 세심한 제어가 중요합니다.

벽 두께 설계의 핵심 원칙: 균일성과 점진적 변화

1. 균일한 벽두께의 필요성

자동 쇼핑 캐비닛 주조 설계에서는 주조 단면 전체에 걸쳐 균일한 벽 두께를 유지하도록 노력해야 합니다. 그 이유는 다음과 같습니다.

용융 금속 유동성 개선: 균일한 벽 두께는 금형 충진 중 일관된 유동 저항을 보장하여 완전한 캐비티 충진을 촉진하고 잘못된 작동 및 콜드 셧과 같은 결함을 줄입니다.

응고 과정 제어: 균일한 벽 두께는 모든 부품에 걸쳐 유사한 냉각 속도를 보장합니다. 이는 수축 및 다공성을 방지하기 위한 핵심 기술 조치인 동기식 또는 순차적 응고를 달성하는 데 도움이 됩니다. 특히 다이캐스팅을 사용할 경우 안정적인 생산 사이클을 유지하려면 균일한 벽 두께가 중요합니다.

내부 응력 감소: 벽 두께의 급격한 변화는 주물의 높은 잔류 응력의 주요 원인입니다. 균일한 벽 두께는 수축 과정을 원활하게 하여 응력 집중을 방지함으로써 탈형 또는 후처리 중 균열 위험을 줄이고 제품의 치수 안정성을 향상시킵니다.

2. 점진적인 벽 두께 기술

자동 쇼핑 캐비닛 주물의 구조가 강화 리브와 주 벽 패널의 접합부와 같이 벽 두께의 변경을 요구하는 경우 전문적인 디자인은 매끄럽거나 점진적인 전환을 활용해야 합니다.

필렛 및 모따기: 벽 두께 사이의 접합부에는 충분히 큰 필렛이 필요합니다. 필렛의 목적은 응력 집중을 유발할 수 있는 날카로운 모서리를 제거하고 두꺼운 부분에서 얇은 부분으로 부드럽게 전환하여 응고 핫스팟이 형성되는 것을 방지하는 것입니다. 권장되는 필렛 반경은 일반적으로 벽 두께의 0.5배 이상이지만 구체적인 값은 합금 특성 및 주조 공정에 따라 조정되어야 합니다.

구배 각도 설계: 구배 방향의 벽 두께 변경에 대해서는 적절한 구배 각도를 설정하여 원활한 전환이 이루어져야 합니다. 이는 용융 금속의 흐름을 촉진할 뿐만 아니라, 더 중요하게는 주물의 원활한 탈형을 촉진하고 주형의 손상을 줄입니다.

기술적 고려사항: 최소 벽 두께 및 국부적인 강화

3. 최소 벽 두께 결정

자동 쇼핑 캐비닛 주조의 최소 벽 두께가 반드시 더 얇을 필요는 없습니다. 이는 다음과 같은 여러 요인에 의해 제한됩니다.

합금 유형 및 유동성: 유체 알루미늄 합금(예: A380 또는 ADC12)을 사용하는 다이캐스팅의 경우 최소 벽 두께를 더 얇게 설계할 수 있습니다(1.5mm 이하). 그러나 유동성이 좋지 않거나 중력 주조가 가능한 합금의 경우 그에 따라 최소 벽 두께를 늘려야 합니다.

주조 크기 및 윤곽: 주조의 전체 투영 영역이 크고 윤곽이 복잡할수록 금형 충전 용량을 보장하기 위해 최소 벽 두께가 더 커야 할 수 있습니다.

강도 및 강성 요구 사항: 최소 벽 두께는 설치 및 장기간 사용 시, 특히 센서 및 모터와 같은 정밀 구성 요소의 부하를 받는 영역에서 제품의 항복 강도 및 강성 요구 사항을 충족해야 합니다.

4. 국부 강화 전략: 갈비뼈와 보스

얇은 코어 벽 두께를 유지하고 경량화를 달성하는 동시에 주조물의 국부 하중 지지 능력을 향상시키려면 리브와 보스가 설계에 필요합니다.

리브 디자인: 리브는 주물의 굽힘 강성을 높이는 매우 효과적인 수단입니다. 리브 벽 두께는 교차점에서 열 접합을 방지하기 위해 일반적으로 코어 벽 두께의 0.8배 이하여야 합니다. 리브는 주요 응력 방향과 평행해야 하며 공기가 갇히는 것을 방지하기 위해 닫힌 "입" 모양을 형성하지 않아야 합니다.

보스 설계: 보스는 볼트, 스터드를 장착하거나 베어링 시트 역할을 하는 데 사용됩니다. 보스 벽 두께는 드릴 구멍의 직경보다 커야 하며 조립 및 조임 중 국부적 변형이나 균열을 방지하기 위해 큰 반경을 가진 코어 벽으로 전환되어야 합니다.

벽 두께 설계에 대한 프로세스 피드백

5. 금형흐름해석의 응용

현대식 자동 쇼핑 캐비닛 주물의 벽 두께 설계는 더 이상 경험적 공식에 의존하지 않습니다. 전문 주조소에서는 금형 흐름 분석 소프트웨어를 활용하여 설계된 벽 두께를 가상으로 확인합니다.

충진 시뮬레이션: 벽 두께가 다양한 영역에서 용융 금속의 유속 및 압력 분포를 시뮬레이션하여 잠재적인 가스 다공성 또는 채워지지 않은 영역을 예측하고 벽 두께 및 게이팅 시스템의 최적화를 안내합니다.

응고 시뮬레이션: 이는 주물 내의 온도 장과 응고 순서를 예측하여 수축 공동과 다공성이 발생할 수 있는 핫스팟을 정확하게 찾습니다. 이를 통해 국지적인 벽 두께를 조정하거나 라이저 또는 칠의 설계를 조정하여 결함을 근본적으로 해결할 수 있습니다.