High Pressure Die Casting(HPDC) Process Development Calculator

By Technical Data-K

🏭 고압 다이캐스팅 공정 설계 및 검증 시스템

엔지니어링 가이드: 본 툴킷은 NADCA (North American Die Casting Association) 표준에 기반하여 다이캐스팅 공정 개발에 필수적인 계산과 수식을 제공합니다. 상단의 합금 선택에 따라 모든 수식의 밀도 및 열적 특성 상수가 자동으로 조정됩니다. 제품의 형상 정보를 입력하여 공정 변수를 최적화하고, PQ² 다이어그램을 통해 기계와 금형의 적합성을 검증하십시오.

NADCA 준수 v2.0 확장판
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📐 제품 및 캐비티 파라미터

기본 제품 형상과 재료 특성을 정의합니다. 이 파라미터들은 모든 후속 계산의 기초가 됩니다.

일반 범위: 기계 크기에 따라 50-2000 cm²
박육: <1.5mm | 중간: 1.5-3mm | 후육: >3mm
외관용: 400-600 bar | 기능용: 600-800 bar | 기밀용: 800-1200 bar
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🔄 런너 및 오버플로우 시스템

런너 시스템은 비스킷에서 게이트로 용탕을 전달합니다. 오버플로우 웰은 초기 용탕을 포집하고 배압을 제공합니다.

NADCA 권장: 대부분의 적용에서 15-30%
일반적으로 캐비티 면적의 10-20%
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⚙️ 기계 파라미터

PQ² 기계선을 정의하는 다이캐스팅 기계 사양. 최대 이용 가능한 압력과 유량을 결정합니다.

기계선 공식: P = Pmax × (1 - Q²/Qmax²) 사출 시스템의 압력-유량 관계
일반 크기: 50, 60, 70, 80, 90, 100 mm
최신 기계: 6-10 m/s
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🎯 압력 설정

금속 압력은 제품 밀도와 표면 품질을 결정합니다. 높은 압력은 기공을 줄이지만 금형 마모를 증가시킵니다.

형체력 공식: Fclamp = Pmetal × Atotal × Ks K_s = 안전계수 (1.1-1.2)
외관용: 300-500 | 기능용: 500-800 | 기밀용: 800-1000+ bar
NADCA 권장: 1.10-1.20
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🚪 게이트 설계

게이트는 캐비티로의 용탕 유입을 제어합니다. 게이트 속도는 중요합니다 - 너무 느리면 탕경이, 너무 빠르면 침식이 발생합니다.

게이트 속도: vgate = Q / (Agate × 100) Q = 유량 (cm³/s), A_gate = 게이트 면적 (cm²)
금형 저항 (베르누이): R = ρ / (2 × Cd² × Ag² × 10⁹) PQ² 다이어그램에서 작동점 계산에 사용
NADCA 권장: 0.5-0.7 (일반: 0.6)

소재별 권장 게이트 속도

소재 최소 (m/s) 최대 (m/s) 비고
알루미늄3060후육 제품은 하한값
마그네슘4090급속 응고로 인해 더 높음
아연2550높은 밀도로 인해 더 낮음

6 🌡️ 열적 파라미터 (충전 시간)
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NADCA 충전 시간 계산을 위한 온도 설정. 용탕은 임계 위치에서 응고되기 전에 캐비티를 충전해야 합니다.

NADCA 최대 충전 시간: tmax = K × [(Ti - Tf + S×Z) / (Tf - Td)] × T K = 열전달 상수 | T_i = 용탕 온도 | T_f = 유동 정지 온도 | T_d = 금형 온도 | S = 고상율% | Z = 고상율%당 °C | T = 살두께
알루미늄: 640-680°C | 마그네슘: 640-680°C | 아연: 390-430°C
알루미늄: 180-250°C | 마그네슘: 200-280°C | 아연: 150-200°C
일반: 좋은 표면 품질을 위해 20-30%

7 💨 쇼트 프로파일 최적화
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3단계 쇼트 프로파일 최적화: 저속 → 고속 → 증압. 적절한 저속 사출은 공기 혼입을 방지합니다.

임계 저속 사출 속도 (Garber): vcritical = c × √(g × D) × (1 - Fill%/100) c ≈ 0.579 (충전율 50% 이상) | g = 9810 mm/s² | D = 플런저 직경 | Fill% = 슬리브 충전율
일반: 플런저 크기에 따라 15-30mm

8 💨 가스 배출 및 진공 시스템
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충전 중 캐비티에서 공기를 배출해야 합니다. 불충분한 가스 배출은 가스 기공과 미충전을 유발합니다.

벤트 면적 (압축성 유동): Avent = ṁair / (ρair × vsonic × Cd) 경험식: A_vent ≈ 게이트 면적의 30-50%

9 ❄️ 열관리 (냉각)
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냉각 채널은 금형에서 열을 제거합니다. 적절한 열관리는 일관된 사이클 타임과 제품 품질을 보장합니다.

쇼트당 열부하: Q = m × [Cp × ΔT + Lf] C_p = 비열 | L_f = 융해 잠열
레이놀즈 수 (난류 필요): Re = ρvD/μ > 4000 난류는 효율적인 열전달을 보장합니다
일반 크기: 8, 10, 12 mm
권장: 난류를 위해 1.5-3.0 m/s

10 🔩 슬라이드 코어 (선택)
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앵귤러 핀 작동식 슬라이드 코어에 필요한 잠금력을 계산합니다.

슬라이드 잠금력: Flock = Fback / (cos(θ) - μ × sin(θ)) θ = 웨지 각도 | μ = 마찰계수 (~0.15)
일반: 15-25° (낮을수록 기계적 이점 증가)

🔬 고급 설정
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