오늘날 제조에서 가장 다양하고 효과적인 공정 중 하나는 금속 주조이며, 그 이유는 다음과 같습니다. 녹은 금속을 틀에 붓는 이 방법은 수천 년 전으로 거슬러 올라갑니다.
금속 주조는 6,000년 전부터 검과 결혼반지, 톱니바퀴와 나사에 사용되었습니다. 오늘날에도 금속 주조는 다양한 산업 분야의 부품 생산에 여전히 활용되고 있습니다.
주물또는 금속 주조 과정에서 생성되는 금속 부품은 몇 그램에서 수천 파운드까지 다양합니다.
금속주조가 무엇인지, 금속주조의 역사, 금속주조의 종류 등 금속주조에 관해 알아야 할 모든 것은 다음과 같이 분류할 수 있습니다.
금속 주조란 무엇입니까?
금속 주조란 무엇입니까?
금속 주조는 액체 용융 금속을 주형에 붓는 주조 공정의 한 유형입니다.
금형 내부는 생산될 부품에 부정적인 인상을 주므로 용융 금속이 금형 내에서 냉각되어 응고되면 원하는 최종 부품 모양이 됩니다. 그런 다음 최종 부품을 금형에서 제거할 수 있습니다.
주조해야 하는 부품과 관련된 금속에 따라 다양한 유형의 금속 주조가 있으며 각각 고유한 장점이 있습니다. 사용되는 패턴, 금형 및 충전 기술과 관련하여 유형의 변화가 클 수 있습니다.
금속 주조는 어떻게 작동합니까?
기본 금속 캐스팅 공정은 금속을 가열하여 금형에 붓고 냉각되어 굳을 때까지 기다린 다음 완성된 부품을 금형에서 꺼내는 것을 말합니다.
실제로 실제 공정에는 여러 단계가 있을 수 있으며 다양한 금속 주조 공정은 완전히 다른 방식으로 작동합니다.
다음은 금속 주조 공정에 대한 간략한 설명입니다. 일부 단계는 캐스팅 변형에 따라 다르게 적용되며 일부 단계는 단순히 생략됩니다.
1. 패턴메이킹: 대부분의 금속 주조 공정에서는 패턴을 생성하거나 최종 부품을 복제하여 금형으로 제작해야 합니다. 패턴은 영구적이거나 소모적이며 왁스, 목재, 플라스틱 및 기타 유형의 재료로 만들 수도 있습니다.
2. 핵심 생산: 일부 중공 주조 부품에는 코어라고 알려진 견고한 내부 요소의 개발이 필요할 수 있습니다. 코어는 금형 캐비티 내부에 배치되어 주조 부품의 내부 형상을 정의합니다. 예를 들어 더 큰 원통형 금형 내의 원통형 코어가 있는 경우 튜브 모양의 주조 부품이 생성됩니다.
3. 금형 제작: 금형은 공정에 따라 다르게 준비됩니다. 예를 들어, 영구 주형은 CNC 기계를 사용하여 금속으로 가공할 수 있는 반면, 모래 주형은 모래를 혼합하여 만들어 패턴 외부에 적용합니다. 금형 제작은 금형 제작으로 알려져 있으며 특정 전문 지식을 갖추고 있습니다.
4. 금형에 붓는 중: 녹는점까지 가열하여 틀에 붓거나 압착합니다. 중력 주조에서는 용융된 재료가 캐비티 아래로 쏟아지는 반면, 고압 다이 캐스팅에서는 고압을 사용하여 캐비티 안으로 밀어 넣기 때문에 다이를 안전하게 유지하기 위해 매우 높은 조임력이 필요합니다.
5. 부품 성형 해제: 주조 부품이 냉각 및 경화되면 해당 부품을 금형에서 꺼냅니다. 사형 주조의 경우 이는 내부 부품을 추출할 수 있도록 주형을 파괴해야 함을 의미합니다. 영구 주형을 사용하면 금속 주형의 두 반쪽이 열리고 다시 재사용할 수 있습니다.
6. 후처리: 주조 금속 부품은 의도된 용도 또는 기타 후처리 작업을 준비하기 위해 금형 잔여물 제거와 같은 약간의 청소가 필요할 수 있습니다.
금속 주조의 역사
오늘날 현대 장비용 금속 주조를 사용하여 복잡한 부품을 제작하지만 그 과정은 결코 새로운 것이 아닙니다. 실제로 첫 번째 주조 이후 6,000년이 넘었습니다.
알려진 가장 오래된 주물은 기원전 3,200년 메소포타미아에서 만들어진 것으로 추정되는 청동개구리입니다.
금속 주조는 발명된 이후 이집트, 중국, 유럽, 미국 등 전 세계로 퍼져 나갔습니다. 미국 최초의 주조 시설은 1645년 매사추세츠주 소거스에 건설되었습니다.
거의 400년이 지난 지금, 금속 주조는 아직 멀었습니다. 오늘날 컴퓨터 기술과 3D 프린팅 패턴을 통해 훨씬 더 복잡하고 세밀하며 정밀한 금속 주조가 가능해졌습니다.
다양한 종류의 금속 주조
크게 재사용이 가능한 주형을 이용한 금속주조와 소모성 주형을 이용한 금속주조로 나눌 수 있습니다.
소모성 주형과 재사용 가능한 주형은 서로 다른 두 가지 유형의 재료이며, 각각은 서로 다른 주조 금속 조각을 의미합니다.
주어진 직업에 대해 위의 두 가지 중 어느 것이 더 나은지는 중요하지 않습니다. 금속 주조란 액체 상태의 용융 금속을 주형에 부어 식혀 굳힌 다음, 새로 형성된 금속이 굳으면 주형에서 꺼내는 것입니다.
다음은 널리 사용되는 금속 주조 유형 중 일부입니다. 그중에는 샌드 캐스팅, 다이 캐스팅, 인베스트먼트 캐스팅(또는 로스트 왁스 캐스팅이라고도 함)이 포함됩니다.
모래 주조
사형 주조는 아마도 가장 저렴하고, 가장 널리 사용되고, 효율적인 주조 공정 유형일 것입니다.
이는 또한 가장 오래된 금속 주조 기술로, 모래 주조의 최초 기록 사용은 1540년경으로 거슬러 올라갑니다.
이름에서 알 수 있듯이 모래 주조는 모래를 사용하여 주형을 형성합니다. 모래 주조에서는 패턴이 플라스크라고 불리는 특수한 2피스 상자 내부의 모래 기반 혼합물에 잠겨 있습니다.
패턴 주위에 모래를 부어 틀을 만듭니다. 패턴이 제거되어 금형 구멍이 남습니다.
이제 용융된 금속이 금형 캐비티에 부어집니다. 냉각되어 굳어집니다.
생사 주조, 에어 세트 주조 및 수지 모래 성형은 가장 일반적인 세 가지 모래 주조 공정입니다.
- 그린 샌드 캐스팅은 촉촉한 모래를 사용하는 방법입니다.
- 에어세트 캐스팅은 화학 바인더를 사용하여 주물사를 접착합니다.
- 수지 모래 성형은 석영 모래와 수지의 혼합물로 구성됩니다.
다이캐스팅
거의 모든 산업체에서는 부품용 다이캐스팅의 장점을 활용하므로 다이캐스팅은 고품질의 복잡한 부품을 위한 가장 중요하고 널리 사용되는 금속 주조 유형 중 하나입니다.
다이캐스팅 공정은 용융된 금속을 다이라고 불리는 다른 금속의 주형에 밀어넣는 것입니다. 용융 금속은 매우 높은 압력으로 적용되기 때문에 매우 복잡한 형상을 매우 세밀한 부품에 주조할 수 있습니다.
그런 다음 용융 금속이 냉각되어 응고된 후 다이를 열면 부품이 배출됩니다.
각 금형이나 금형은 특수하게 설계되므로 다른 주조 작업에 비해 초기 투자 비용이 더 많이 듭니다.
다이캐스팅은 일반적으로 다이 또는 몰드를 재사용하여 유사한 부품을 대량 생산할 수 있으므로 대량 생산 시 단가가 낮아집니다.
알루미늄을 함유하고 고급 알루미늄 제품을 생산하는 가장 널리 사용되는 다이캐스팅 제조 공정 중 하나는 알루미늄 다이캐스팅입니다. 이 프로세스는 특히 다음을 만드는 데 적합합니다.
- 어려운 모양
- 놀라운 표면 마감 범위
- 강도를 유지하면서 매우 가벼운 부품
- 부식 방지 부품 및 어셈블리
인베스트먼트 주조(분실 왁스 주조)
인베스트먼트 주조는 뛰어난 치수 정확도로 매우 정밀한 금속 부품을 만들 수 있습니다. 잃어버린 왁스 주조라고도합니다.
물체의 복잡한 모양에 가장 적합한 거의 5,000년 된 공정 중 하나인 인베스트먼트 주조는 모래 주조보다 더 미세한 표면 마감을 생성합니다.
인베스트먼트 주조 공정은 왁스를 사용하여 패턴을 만드는 것으로 시작됩니다. 왁스 패턴을 슬러리라고 알려진 젖은 점토 같은 물질에 담급니다.
투자자료입니다. 패턴을 여러 번 담가서 좋은 외부 레이어를 만들어야 합니다.
매몰재가 경화되면, 왁스는 녹아 매몰재에서 흘러나올 때까지 매우 높은 온도에서 녹입니다. 그렇기 때문에 다음과 같이 알려져 있습니다. “잃어버린 왁스.” 녹은 금속을 주형에 붓고, 금속이 굳으면 이 세라믹 껍질이 부서집니다.
인베스트먼트 주조 금속 부품은 매끄러운 표면 마감과 치수 정확도로 인해 마감 범위가 더 적습니다. 따라서 품목을 생산하는 데 걸리는 전체 시간이 줄어듭니다.
금속 주조의 장점
단조나 CNC 가공과 같은 다른 금속 가공 옵션보다 금속 주조를 선택하는 데에는 여러 가지 이유가 있습니다. 금속 주조의 주요 이점은 다음과 같습니다.
- 대량생산에 적합
- 거대하고 무거운 부품 생산 가능
- 벽이 매우 두꺼운 부품 생산 가능
- (조립된 부품이 아닌) 대형 일체형 부품에 적합
- 우수한 베어링 품질
- 일부 경합금에 이상적
- 소재의 다양성
금속 주조의 한계에는 피할 수 없는 결함, 제한된 치수 정확도(예: CNC 가공과 비교), 노동 집약성 및 일반적으로 높은 최소 주문 수량 등이 포함됩니다.
금속 주조에는 어떤 재료가 사용됩니까?
금속 주조의 장점 중 하나는 다양한 금속을 사용할 수 있다는 것입니다. 그러나 가장 일반적으로 사용되는 주조 금속은 강철, 스테인리스강, 알루미늄, 구리, 마그네슘 및 아연입니다.
주석, 납 합금, 철도 금속 주조에 사용할 수 있습니다. 금속을 녹이는 데 필요한 온도는 사용되는 금속에 따라 다릅니다. 일부 금속은 다른 금속보다 가열하는 데 시간이 더 오래 걸립니다.
금속 주조를 선택하는 이유는 무엇입니까?
금속 주조는 역사적으로 단조로 만드는 것이 불가능하거나 비용이 많이 드는 부품을 생산하는 데 사용되어 왔습니다. 이를 통해 매우 많은 양의 동일한 금속 부품을 정확하고 효율적으로 생산할 수 있습니다.
모든 금속주물은 고유한 패턴과 금형으로 제작되기 때문에 소량생산은 물론 대량생산에도 적합합니다.
또한, 금속주물은 주조과정에서 스크랩을 녹여 처리하기 때문에 금속스크랩을 재활용하여 사용할 수 있어 폐기물을 줄일 수 있다.
금속 주조가 왜 중요합니까?
금속 주조는 미국에서 거의 50만 개의 일자리를 제공하는 미국 산업 경제의 필수적인 부분입니다.
주물은 제조된 모든 내구재의 거의 90%를 차지하며 자동차, 기관차, 건설용 중장비부터 가전제품, 무기, 장난감 및 의료 장비에 이르기까지 모든 것을 포함합니다.
Kbear Metal을 금속 주조 제조업체로 선택하는 이유는 무엇입니까?
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결론
금속 주조는 풍부한 역사와 유망한 미래를 지닌 필수 공정입니다.
이 공정은 용융 금속을 정확하고 내구성 있는 형태로 성형하여 건설부터 항공우주까지 모든 산업의 요구 사항을 충족합니다.
금속 주조는 가속 기술이 사용되는 혁신의 중추이며, 이어서 상당히 많은 부품을 제작하는 과정에서 고품질 부품이 생산됩니다.
작은 조각으로 보일 수 있으며 큰 기계를 만들려고 할 수도 있습니다. 금속 주조는 모든 종류의 제조 요구에 적합합니다.
