알루미늄 압출 다이 교정: 무엇을, 어떤 순서로 바꿀 것인가
와이어 EDM에서 나온 다이가 도면이 약속한 형상을 그대로 구현하는 경우는 없습니다. 금속 유동, 하중을 받는 다이의 변형, 베어링을 따른 온도는 완전히 예측할 수 없으므로 다이는 프레스에서 시험 압출한 뒤 교정합니다. 교정은 다이 업체가 평판을 쌓는 단계이며, 순서를 따릅니다. 먼저 프레스와 스택을 확인하고, 다음으로 여덟 가지 공정 변수를 확인한 뒤, 마지막으로 다이 자체를 확인하며, 중공 다이는 포트를 베어링보다 먼저 봅니다. 이 페이지는 그 순서와 그 이유를 설명합니다.
먼저: 다이 결함처럼 보이지만 그렇지 않은 것들
커터가 다이에 접근하기 전에 프레스 측 원인을 배제해야 합니다. 다이 문제로 나타나는 프레스 결함 목록은 짧고 구체적이며, 그 항목 하나하나는 언젠가 다이 탓으로 돌려진 적이 있습니다.
| 관찰되는 증상 | 다이를 만지기 전에 확인할 사항 |
|---|---|
| 프로파일이 직각에서 벗어나거나, 한쪽 면이 전체 길이에 걸쳐 두꺼움 | 프레스 정렬 및 조정, 압력 링의 평탄도 |
| 다이 면에서 금속이 새거나, 플래시 라인이 나타남 | 다이와 컨테이너 라이너 사이의 밀봉, 라이너 보어의 마모 |
| 빌릿 후단의 거동이 전단과 다름 | 라이너에 더 이상 밀봉되지 않는 마모된 더미 패드 |
| 프레스에 하중이 걸리면 스택이 움직이거나 프로파일이 변함 | 부적절한 공구 스택, 다이 뒤의 지지 부족으로 인한 변형 |
| 단면의 한 부분이 매 런마다 금속이 부족함 | 다이 또는 컨테이너 온도, 다이가 매번 동일하게 안착되고 중심이 맞춰지는지 여부 |
다이의 거동을 바꾸는 여덟 가지 변수
동일한 다이라도 주변 공정이 변하면 교대조마다 다르게 거동합니다. 다음은 교정을 판단하는 기준이 되는 변수이며, 모두 다이를 바꾸는 것보다 비용이 적게 듭니다:
- 다이 온도
- 컨테이너 온도 대비 빌릿 온도
- 빌릿 길이 방향 테이퍼 가열
- 압출 속도
- 프레스 정렬 및 조정
- 다이 스택의 변형
- 프레스 내 위치를 바꾸기 위한 다이 회전
- 윤활제 및 캐니스터 가이드의 사용
실무에서 이 중 두 가지는 나머지보다 가치가 큽니다. 다이 회전은 비용이 들지 않으며 결함이 다이를 따르는지 프레스를 따르는지 시험합니다. 두꺼운 면이 다이와 함께 움직이면 다이 문제이고, 프레스의 같은 쪽에 남으면 프레스 문제입니다. 테이퍼 가열은 결함이 열적 원인인지 시험합니다. 전단이 더 뜨거운 빌릿은 균일하게 가열된 빌릿과 다르게 압출되며, 그 차이는 런의 전단에서 후단으로 갈수록 형상이 변하는 것으로 나타납니다.
솔리드 다이: 포켓 또는 베어링을 절삭하고, 절삭량을 측정
솔리드 다이의 교정은 포켓 또는 피더 플레이트의 수정이거나 베어링 길이의 변경이며, 다이 전면 또는 출구 측에서 작업합니다. 방법은 위치만큼 중요합니다. 공개된 실무는 유연 그라인더가 아닌 밀링 머신으로 절삭하는 것인데, 밀링 절삭은 측정하고 기록할 수 있기 때문입니다. 그라인더는 아무도 정량화할 수 없는 금속을 제거하며, 다음 교정은 알 수 없는 상태에서 시작됩니다.
기록된 수치가 이 작업의 핵심입니다. 교정이 베어링 길이에 관한 것이면 그 수치는 다이 설계자에게 전달되고, 치수 변경이면 다이 제작자에게 전달되어 해당 형상의 다음 다이에서 와이어 EDM 프로그램이 변경됩니다. 기록되지 않은 교정은 다음 주문에서 다시 비용을 치르게 됩니다.
중공 다이: 베어링보다 포트를 먼저
중공 다이는 금속이 맨드릴의 포트, 용접 챔버, 베어링의 세 단계를 통과하므로 더 어렵습니다. 포트는 프로파일의 각 다리가 받는 금속량을 결정하므로 균형을 설정합니다. 베어링은 그 금속이 출구에서 만나는 저항의 크기만 결정합니다. 포트가 불균형한 다이에서 베어링을 먼저 교정하는 것은 전형적인 시간 낭비입니다. 베어링은 금속이 부족한 다리를 고치지 못합니다.
중공 다이를 작업대에 다시 올리게 하는 결함은 구체적이며, 각각 특정 단계를 가리킵니다:
| 결함 | 먼저 확인할 곳 |
|---|---|
| 길이 방향 비틀림 | 다리 간 포트 균형, 그다음 베어링 분배 |
| 각도 공차 초과 | 각도를 형성하는 두 벽에 공급되는 포트 체적 |
| 코너 분리 또는 코너 벌어짐 | 용접 챔버 및 해당 코너에 공급되는 포트 |
| 볼록 또는 오목 벽 | 해당 벽을 가로지르는 베어링 길이 및 그 뒤의 지지부 |
| 불균일한 벽 두께 | 포트 밸런스 우선, 베어링 차선 |
중공 다이에만 해당하는 변수가 하나 더 있습니다. 브리지의 깊이와 용접 챔버의 형상입니다. 둘 다 설계 시 설정되며 두 스트림이 만나는 방식을 바꿉니다. 동일 설계의 다이에서 결함이 반복되면 수정은 작업대가 아니라 설계에서 이루어져야 합니다.
다이 교정자는 프레스에 있어야 합니다
공개된 절차는 이 점을 분명히 밝힙니다. 다이를 교정하는 사람은 시험 중 프레스 옆에 서 있어야 하며, 사후에 보고서를 읽어서는 안 됩니다. 현장에 있으면 프레스, 빌릿, 다이 변수를 동시에 파악할 수 있어 추측과 교정을 구분할 수 있고, 작업대에서 해결할 수 없는 경우 다이 제작자에게 무엇을 변경할지 알려줄 수 있습니다.
실무적으로 이는 시험당 두 가지 기록을 의미합니다. 다이가 작동한 공정 설정과 첫 제품의 형상입니다. 설정이 없으면 나쁘게 작동한 다이와 프레스가 차가워서 나쁘게 작동한 다이를 구분할 수 없습니다.
이것이 다이 강재 주문에 주는 시사점
교정은 금속 제거이므로 다이가 이를 감당할 수 있어야 합니다. 압출 다이 강종은 크롬 열간 금형강인 AISI H13 및 그 유럽 등가재 1.2344이며, 베어링 재절삭과 포켓 재가공이 가능하도록 어닐링 상태로 공급됩니다. 작업 경도와 이를 달성하는 템퍼링은 다이 강 페이지에서, 교정 후의 질화 처리는 질화 페이지에서 확인할 수 있습니다. 압출 공구용 1.2344 ESR 프로그램은 다음에서 확인할 수 있습니다: 1.2344 ESR H13 압출 공급 페이지, 해당 강종은 다음에서: H13 공구강 페이지에, 케이스는 공구강 질화 페이지. 재절삭되는 베어링은 다음에서 설명합니다: 다이 베어링 길이 페이지, 그 주위의 스택은 다음에서 다이 유형 및 툴링 페이지, 다이의 책임이 아닌 결함은 다음에서: 픽업 및 다이 라인 페이지, 프레스 윈도우는 다음에서: 압출 온도 페이지에 있습니다.
해당 다이 면에 대해 밀봉하는 라이너와 더미 블록은 다음 페이지에 있습니다: 컨테이너 라이너 및 더미 블록 페이지.
이 페이지를 보고 다이를 절삭하기 전에
이는 공개된 원칙과 결함 범주이며, 특정 다이에 대한 교정 일정이 아닙니다. 베어링이나 포트에서 제거할 양은 다이, 합금, 프레스 및 시험에 의해 결정되며, 어떤 표도 작업장 간에 전용되지 않습니다. 전용되는 것은 점검 순서입니다. 최종 교정은 프레스에서 확인합니다.
출처: Aluminum Extrusion Technology, P. K. Saha, ASM International, 2000, 섹션 4 다이 교정, 105~108페이지.