알루미늄 다이캐스팅 후육부 수축 기공 원인과 충진 순서 점검

알루미늄 다이캐스팅에서 수축 기공이 같은 자리에 반복된다면 사출 압력보다 후육부 충진 순서를 먼저 봐야 합니다. 압력을 올려도 자리가 그대로면 원인이 다른 곳에 있다는 신호입니다.

금형 현장에서 이 문제를 반복적으로 보면서 압력 조정이 만능 해법이 아니라는 걸 알게 됐습니다. 두께가 12mm 정도 되는 제품에서 코어 근처 한 지점에만 수축 기공이 계속 나왔던 적이 있습니다. 처음엔 저도 사출 압력이 부족하다고 봤습니다. 그런데 압력을 단계적으로 올려도 결과는 똑같았습니다.

 

알루미늄 다이캐스팅 후육부 수축 기공 단면

 

압력을 올려도 자리가 바뀌지 않는다면

압력을 올린다는 건 충진 속도와 유지 압력을 높이는 일입니다. 그런데 제 경우엔 압력을 세 단계나 올렸는데도 수축 기공이 발생하는 지점이 한 치도 움직이지 않았습니다. 이 부분에서 많이들 헷갈리시는데, 압력으로 잡히는 결함과 압력으로 안 잡히는 결함은 발생 위치의 일관성에서 차이가 납니다. 매번 같은 좌표에서 같은 모양으로 나온다면 그건 압력 문제가 아니라 형상이나 응고 순서 문제일 가능성이 더 큽니다. 단면을 잘라서 직접 확인하기 전까지는 저도 이 차이를 구분하지 못했습니다.

단면을 절단해 보니 그 지점이 주변보다 살이 두꺼운 후육 부였습니다. 후육부는 같은 알루미늄 합금이라도 응고가 늦게 끝납니다. 얇은 부위가 먼저 굳고 두꺼운 부위가 나중에 굳으면서 부족해진 용탕을 보충받지 못하면 그 자리에 빈 공간이 남습니다. 압력을 아무리 높여도 게이트에서 이미 멀어진 후육부까지 압력이 제대로 전달되지 않으면 소용이 없습니다. 그게 핵심입니다.

 

다이캐스팅 게이트 후육부 충진 경로 도면

 

게이트 위치가 후육부와 멀면 응고 순서가 무너진다

게이트는 보통 가장 두꺼운 부위 쪽에 배치해 그 부위가 가장 늦게, 그리고 가장 충분히 채워지도록 설계합니다. 제 제품은 게이트가 후육부 반대쪽에 있었고, 용탕이 얇은 부위를 먼저 지나 후육부에 도달할 때 즈음엔 이미 온도가 떨어진 상태였습니다. 저도 처음엔 이 거리가 큰 영향이 없을 거라 봤습니다. 그런데 게이트와 후육부 사이 거리를 도면에 표시해서 다시 계산해 보니, 예상보다 훨씬 먼 경로를 돌아서 들어가고 있었습니다.

충진 순서를 바꾸는 작업은 게이트 자체를 옮기는 것이 아니라 러너 분기 비율과 진입 각도를 조정해 후육부 쪽으로 더 일찍, 더 많은 용탕이 들어가도록 만드는 방식으로 진행했습니다. 조정 이후 같은 자리에서 같은 패턴으로 나오던 수축 기공이 더 이상 나타나지 않았습니다.

두께 편차가 큰 제품일수록 먼저 확인할 부분

두께가 일정하지 않은 제품이라면 압력 조정보다 도면에서 후육부 위치와 게이트 위치 사이 거리를 먼저 표시해보는 게 순서입니다. 후육부가 게이트에서 멀리 떨어져 있다면, 그 거리만큼 용탕 온도가 떨어진 채로 도달한다고 보면 됩니다.

같은 위치에 반복되는 수축은 압력보다 형상을 의심해야 한다

수축 불량이 매번 다른 자리에서 무작위로 나온다면 압력이나 가스 혼입 같은 변동 요인을 먼저 봐야 합니다. 반대로 항상 같은 자리, 같은 모양으로 반복된다면 그건 제품 형상과 충진 경로의 구조적인 문제입니다. 현장에서 실제로 보면 이 구분 하나만 명확히 해도 점검 시간이 절반 이하로 줄어듭니다. 압력 조건을 여러 번 바꿔보는 시행착오보다, 단면을 한 번 잘라 후육부 위치를 확인하는 쪽이 더 빠른 경로인 경우가 많습니다.

미성형이나 게이트 설계 기준을 함께 살펴보고 싶다면, 게이트 및 런너 배치 원칙과 냉각 라인 분배 방식도 후육부 수축과 간접적으로 연결되는 주제라 참고해 두면 도움이 됩니다.

단면을 잘라보기 전에는 알 수 없는 부분

후육부 수축 기공은 압력 조건보다 게이트와 후육부 사이 충진 경로에서 먼저 원인을 찾는 게 순서입니다. 같은 자리에 반복되는 패턴이라면 단면 절단으로 후육부 위치를 먼저 확인하고, 게이트와의 거리를 도면 위에서 다시 따져보는 게 압력을 더 올리는 것보다 빠른 해결 방법이 됩니다.