산업 필수 금속 주조 패턴 15가지 총정리

산업에서 재료 주조에 사용되는 15가지 주요 패턴을 소개합니다: 1. 단일 조각/솔리드 패턴 2. 분할 패턴 3. 루즈 피스 패턴 4. 게이티드 패턴 5. 매치 플레이트 패턴 6. 폴로우 보드 패턴 7. 스위프 패턴 8. 세그멘탈/파트 패턴 9. 스켈레톤 패턴 10. 셸 패턴 11. 빌트업 패턴 12. 박스업 패턴 13. 래그업 패턴 외 몇 가지 더.

유형 1. 단일 조각/솔리드 패턴(Single-Piece or Solid Pattern)

이 패턴은 이음매, 파팅, 루즈 피스 없이 제작됩니다. 플레이트에 부착되지 않아 루즈 패턴(loose pattern)이라고도 합니다. 이 패턴을 사용하면 몰더가 직접 러너, 피딩 게이트, 라이저를 깎아야 하므로 몰딩 작업에 더 많은 시간이 소요됩니다. 단일 조각 패턴은 일반적으로 단순한 형상의 대형 주물과 소량 생산에 사용됩니다.

보통 '플랫백(flat-back)' 유형(그림 3.2 참조)으로, 약간의 불규칙성이 있거나 없고 코어 프린트가 없습니다. 이런 패턴의 큰 수평 단면적이 몰드에서 파팅 면 역할을 합니다. 이 패턴의 몰드 캐비티는 전적으로 드래그 또는 전적으로 코프에 위치합니다.

유형 2. 분할 패턴(Split Patterns)

몰드에서 제거하기 어려운 문제로 인해 많은 패턴을 단일 조각으로 만들 수 없습니다. 이 어려움을 없애기 위해 일부 패턴을 두 부분으로 만드는데, 절반은 몰드 하부에, 절반은 상부에 위치하게 합니다. 패턴 분할은 몰드 파팅 라인에서 발생합니다.

패턴 두 부분은 다월 핀(dowel pins)으로 정렬합니다. 복잡한 주물의 경우 패턴을 세 부분 이상으로 구성하기도 하는데, 이를 '멀티피스 패턴(multi-piece pattern)'이라고 합니다(그림 3.5 참조).

유형 3. 루즈 피스 패턴(Loose Piece Pattern)

패턴에서 몰드 분리를 용이하게 하기 위해 루즈 피스가 필요한 패턴입니다. 언더컷(undercut) 생산에 사용됩니다. 메인 패턴에서 패턴이 제거된 후 루즈 피스는 메인 패턴에 형성된 캐비티를 통해 별도로 제거됩니다. 이 루즈 피스는 꺼내기 전에 돌려야 하거나 이동해야 할 수도 있습니다. 목재 다월 핀으로 메인 패턴에 느슨하게 고정해야 합니다(그림 3.6 참조).

유형 4. 게이티드 패턴(Gated Pattern)

여러 주물이 필요한 양산 작업에서 게이티드 패턴을 사용합니다. 이런 패턴은 강도 확보와 휨 방지를 위해 금속으로 만듭니다. 시간 절약을 위해 패턴 그룹을 연결하여 단일 다중 캐비티 몰드에서 여러 주물을 한 번에 생산합니다. 용융 금속용 게이트나 러너가 통합 패턴에 내장되어 있습니다. 이 배치로 몰더가 게이트를 깎고 패턴을 뽑는 데 보통 소요되는 시간이 제거됩니다. 게이트 포머가 부착된 이런 패턴 그룹을 게이티드 패턴이라고 합니다.

유형 5. 매치 플레이트 패턴(Match Plate Pattern)

분할 패턴의 각 절반을 한 플레이트 양면에 고정하여 만듭니다. 플레이트는 패턴에 견고한 마운팅을 제공하며 기계 몰딩에 널리 사용됩니다. 게이트와 러너도 올바른 위치에 부착됩니다. 플레이트 드래그 측에는 로케이터 홀이 있어 플라스크 드래그 부분의 핀에 맞습니다. 매치 플레이트를 몰드에서 들어 올리면 모든 패턴이 뽑히고, 코프(몰드 상부)가 드래그(몰드 하부)와 완벽하게 맞물립니다. 게이트와 러너도 같은 작업에서 완성됩니다. 매치 플레이트 패턴은 몰딩 머신에서 소형 주물 대량 생산에 적합합니다. 제작 비용은 비싸지만 대량 생산 시 초기 비용이 정당화됩니다.

유형 6. 폴로우 보드 패턴(Follow Board Patterns)

얇은 단면을 가진 패턴(그림 3.8 참조)은 램밍 중 변형되거나 붕괴되기 쉽습니다. 램밍으로 인한 얇은 패턴 처짐은 패턴 내부에 맞도록 서포트 블록(폴로우 보드)을 만들어 램밍 중 지지대 역할을 하게 함으로써 쉽게 극복할 수 있습니다.

유형 7. 스위프 패턴(Sweep Patterns)

대칭적이고 규칙적인 형상의 대형 패턴 다수는 스위프 패턴(원하는 주물 형상에 해당하는 모양)을 사용하여 모래 몰드에 원하는 형상을 쓸어 담아 만듦으로써 비용이 많이 드는 3차원 패턴 제작을 불필요하게 만듭니다. 스위프 패턴은 중앙 축의 바늘을 중심으로 회전하도록 배치됩니다.

유형 8. 세그멘탈/파트 패턴(Segmental Pattern or Part Pattern)

세그멘탈 패턴은 완전한 몰드를 형성하도록 몰드에 적절히 배치된 패턴 섹션들입니다. 일반적으로 링, 휠, 림, 기어 등 원형 작업에 사용됩니다.

유형 9. 스켈레톤 패턴(Skeleton Pattern)

매우 대형 주물의 경우 솔리드 패턴에는 엄청난 양의 목재가 필요하며, 필요한 주물 수가 적으면 특히 비경제적입니다. 이런 경우 패턴을 목재 프레임과 리브 구조(스켈레톤)로 만들어 주물의 부분적 외부 또는 내부 윤곽을 형성하고 원하는 주물의 일반적인 윤곽과 크기를 제공합니다.

유형 10. 셸 패턴(Shell Pattern)

셸 패턴은 보통 플레이트에 장착되고 중심선을 따라 파팅되며, 두 절반이 정확하게 다월링됩니다. 보통 이런 짧은 벤드는 쌍으로 몰딩되고 주조됩니다. 이 패턴 유형은 주로 배수 피팅과 파이프 작업에 널리 사용됩니다(그림 3.12 참조).

유형 11. 빌트업 패턴(Built-Up Pattern)

빌트업 패턴은 두 개 이상의 조각으로 구성됩니다. 특수 풀리의 경우 목재 스트립 세그먼트로 빌트업됩니다. 세그먼트는 필요한 곡률로 목재 스트립을 잘라 만듭니다. 원하는 두께는 층으로 접착하여 만듭니다. 플랜지도 유사하게 만듭니다. 여러 세그멘탈 조각을 접착하거나 결합하여 형상을 빌드업하기가 더 쉽기 때문에 복잡한 형상 제작에 사용됩니다.

유형 12. 박스업 패턴(Boxed-Up Pattern)

플랭크나 목재 스트립을 접착제, 못, 나사로 결합하여 만든 박스형 패턴입니다. 이 방법은 대형 패턴용 목재를 절약하고 무게를 가볍게 만듭니다.

유형 13. 래그업 패턴(Lagged-Up Pattern)

배럴, 파이프, 기둥 등 원통형 패턴은 래그(lag) 또는 스테이브(stave) 구조로 빌드업하여 적절한 형상을 보장합니다. '래그' 또는 '스테이브'라고 불리는 목재 세로 스트립을 양면 베벨링하여 '헤드(head)'라고 불리는 목재 엔드 피스에 접착합니다(그림 3.13 참조).

유형 14. 오드 셰이프드 패턴(Odd Shaped Pattern)

크랭크 레버처럼 주물 형상이 패턴에서 편리한 평평한 분할을 만들지 않을 때 오드 사이드 코프(odd side cope) 또는 폴스 코프(false cope)를 사용합니다. 패턴은 솔리드이며 오드 사이드(또는 폴스 코프)를 사용하여 코프와 드래그 사이의 윤곽 분할을 돕습니다(그림 3.14 참조). 오드 사이드는 종종 플라스터 오브 파리로 만듭니다.

유형 15. 스켈레톤 패턴(Skeleton Pattern) — 반복 항목

외관은 주물 형상에 해당하지만 내부는 단순한 목재 프레임입니다. 단순한 기하학적 형상의 대형 주물에 사용되며, 몰더가 손으로 몰드를 성형하는 것을 가이드하는 것이 목적입니다. 코프와 드래그를 사용하는 이런 패턴 설계에서는 큰 부분이 드래그에 수용되어야 합니다. 몰딩 샌드는 인장보다 압축에서 더 큰 강도를 가지기 때문입니다. 또한 루즈 샌드 결함이 코프에서 더 빈번하므로 중요한 표면도 드래그에 포함되어야 합니다.