투자 주조 란 무엇입니까?

매몰 주조는 수천 년 동안 사용되어 온 일반적인 산업 공정입니다. 고대 이집트와 중국에 뿌리를 두고 있습니다. 고대에는 밀랍이 선택 재료였지만 지금은 더 고급 왁스 재료와 합금이 사용됩니다. 인베스트먼트 주조는 몰드당 하나의 부품만 생산하지만 매우 정확하고 다용도이며 반복 가능합니다. 여기에서는 투자 주조가 무엇인지 자세히 살펴보겠습니다.

복잡한 모양과 부품을 만들 수 있는 이 과정에는 세라믹 슬러리에 담근 왁스 패턴을 만드는 과정이 포함됩니다. 이 공정의 이름은 패턴이 슬러리에 "투자"되어 경화된 주형을 형성하기 때문에 이 단계 때문에 명명되었습니다. 내화 세라믹이 경화되면 거꾸로 뒤집어 열에 노출됩니다. 왁스가 흘러 나와 용융 금속이 부어지는 쉘을 만듭니다. 금속이 식으면 세라믹 몰드가 깨집니다.

이 과정에서 왁스 패턴이 녹거나 손실되기 때문에 이 기술을 종종 "로스트 왁스 캐스팅"이라고 합니다.

투자 주조 과정

보석, 터빈 블레이드 및 기어, 래칫 및 캠과 같은 산업 부품을 만드는 데 사용되는 매몰 주조에는 다음과 같은 기본 단계가 포함됩니다.

1. 왁스 패턴 주조 :왁스가 부품의 형상으로 형성됩니다. 왁스는 쉽게 녹고 재사용이 가능하기 때문에 종종 선택되는 재료입니다. 몰드 또는 마스터 다이는 왁스 패턴을 제조하기 위해 생성되며 내부 형상을 형성하기 위한 코어가 있을 수 있습니다. 한 번에 여러 부품을 생산하기 위해 왁스 바(또는 러너)를 사용하여 금형을 연결할 수 있으며 용융된 재료가 여러 부품에 동시에 도달할 수 있습니다. 채널과 몰드는 나무와 같은 중앙 왁스 게이팅 시스템을 만듭니다.
2. 금형 만들기 :왁스 패턴, 러너 및 스프루(용융된 재료가 나중에 부어지는 곳)는 일반적으로 미세한 실리카 입자, 물 및 결합제로 구성된 세라믹 내화 슬러리에 담근다. 부품을 덮고 있는 슬러리 층이 금형이 됩니다. 여러 번 담근 어셈블리를 최대 10mm 두께의 재료 층으로 코팅한 다음 건조합니다. 부품을 거꾸로 놓고 가열하여 왁스를 녹이면 속이 비어 있는 껍질이 형성됩니다.
3. 붓기 :금형을 매우 높은 온도(최대 2,000℉)로 예열하여 흐름을 좋게 하고 금형의 파손을 방지합니다. 용융 금속은 금형 캐비티를 채우기 위해 게이팅 시스템에 부어집니다. 붓는 것은 보통 중력으로 충분하나 용도에 따라 진공이나 압력을 가할 수 있다. 어셈블리가 냉각되면 세라믹과 금속이 수축하여 정확도가 향상됩니다. 냉각 시간은 재료와 두께에 따라 다릅니다.
4. 틀을 깨기 :주형이 파손되지 않도록 주의하여 주형을 부숴야 합니다. 이것은 도구나 워터젯을 사용하여 수동으로 수행할 수 있습니다. 절단, 톱질 및 충격 도구를 사용하여 개별 주물을 게이팅 시스템에서 분리할 수 있습니다. 때로는 세척 및 완료 전에 연소 또는 액체 질소(냉간 분쇄)를 통해 제거됩니다.
5. 마무리 :불순물을 제거하거나 부품을 곧게 펴거나 표면을 매끄럽게 하기 위해 샌드블라스팅(sandblasting), 연삭(grinding) 또는 용접(welding) 또는 기타 열처리를 가할 수 있다. 교정을 위해 유압 프레스를 사용할 수 있습니다. 2차 가공은 공정에 시간을 추가하고 대량 주문에는 적합하지 않을 수 있습니다. 일반적으로 주조 공정을 완료하기 위해 왁스 패턴을 만드는 데 약 7일이 소요되며 대부분은 세라믹 쉘 몰드를 형성/건조하는 데 소요됩니다.

3D 프린팅 기술

이제 3D 프린팅을 통해 수지 기반 패턴을 만들 수 있습니다. SLA(Stereolithography) 및 DLP(디지털 광 처리)가 일반적으로 사용됩니다. 이러한 기술은 금형 제작 및 왁스 패턴 생산과 같은 기존 단계를 대신하여 매몰 주조를 단순화합니다.

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