최적의 금속 생산을 위한 10가지 필수 주조 패턴 유형

주조는 금속 부품을 생산하기 위한 매우 일반적인 제조 공정입니다. 주조 패턴이라고도 하는 금형을 만들고, 제조업체는 그 다음에 용융 금속을 붓고, 성형된 금속 재료가 냉각된 후 금속 부품이 완성됩니다.

주조 공정 중 주조 패턴은 최종 제품에 미치는 영향 때문에 매우 중요합니다. 주조 제조업체는 최종 제품에 따라 주조 패턴 설계를 완전히 고려해야 합니다. 주조 후 변경 비용이 비싸기 때문입니다.

주조에서 패턴이란?

주조에서 패턴은 주조 공정 중 용융 재료가 부어질 캐비티를 준비하는 데 사용되는 주조 대상 객체의 복제품입니다.

사형 주조에 사용되는 패턴은 목재, 금속, 플라스틱 또는 기타 재료로 만들 수 있습니다. 패턴은 패턴 품질 등급에 따라 합리적인 기간 동안 지속될 수 있도록 엄격한 건설 표준에 따라 제작되며, 치수상으로 허용 가능한 주조를 반복적으로 제공합니다.

패턴 제작은 패턴 메이킹이라고 하며, 공구 및 다이 제작, 금형 제작과 관련된 숙련된 직업이지만 고급 목공 요소도 종종 포함합니다.

패턴 제작자는 수년간의 경험을 통해 도제 및 무역 학교에서 기술을 배웁니다. 엔지니어가 패턴 설계를 도울 수 있지만, 보통 패턴 제작자가 설계를 실행합니다.

주조 패턴 재료

주조 패턴 재료는 다음 특성을 가져야 합니다:

• 낮은 비용과 경량: 낮은 비용과 경량으로 비용과 수익의 균형점을 더 쉽게 찾을 수 있습니다.
• 내수성: 내수성 재료 선택은 주조 패턴을 녹으로부터 보호합니다. 이런 재료의 주조 패턴은 긴 수명과 고품질 패턴을 생성합니다.
• 내구성: 내구성 있는 재료는 주조 패턴의 긴 수명을 제공하므로 주조 패턴 재료 선택 전 내구성 특성을 고려해야 합니다.
• 다용도성: 다양한 산업이 주조 공정을 위해 주조 패턴을 필요로 하므로 주조 패턴 재료의 다용도성이 매우 중요합니다. 패턴이 여러 산업에서 사용 가능하고 수리가 더 쉽도록 보장합니다.

주조 패턴 여유

주조 패턴 유형과 주조 금속 특성 같은 다른 요소도 고려해야 합니다. 따라서 주조 패턴 제작 시 주의해야 할 주조 패턴 여유가 있습니다.

• 드래프트 여유: 드래프트 여유는 주조 패턴을 왜곡 없이 제거하기 위한 테이퍼를 만듭니다. 정확한 테이퍼 각도는 금형 유형과 표면, 주조 패턴 복잡도에 따라 달라집니다.
• 수축 여유: 보통 주조 패턴은 금형보다 큰 크기를 가집니다. 대부분의 금속 재료가 냉각 시 수축하기 때문입니다. 수축 여유는 금속 냉각 수축을 보상하며, 정확한 여유 매개변수는 금속 재료에 따라 달라집니다.
• 변형 여유: 주조 패턴은 예상 냉각 변형을 피하기 위한 특수 설계를 가집니다. 이를 변형 여유라고 합니다.
• 가공 여유: 마무리 단계에서 일부 손실 재료를 보상하기 위한 여분 재료.

주조 vs 패턴

패턴과 주조의 주요 차이점은 패턴은 도구이고 주조는 공정 유형이라는 것입니다.

• 주조: 제조업체가 용융 금속을 금형에 부어 재료가 냉각되고 응고되는 공정입니다. 제품의 최종 형상은 금형 캐비티에 의해 결정되며, 금형 모양을 고려해야 하고 그곳에서 패턴이 나타납니다.
• 패턴: 금형을 만들기 전에 먼저 패턴을 설계해야 합니다. 패턴은 금형의 1차 형상이고 최종적으로 제품 형상은 패턴에 따라 결정됩니다.

주조 패턴의 종류

논의한 바와 같이 주조 대상은 패턴에 크게 의존합니다. 주조 형상과 크기, 캐비티 제작 방법에 따라 패턴은 다음과 같이 분류됩니다:

• 단일 조각 패턴,
• 분할 패턴,
• 게이티드 패턴,
• 다중 조각 패턴,
• 매치 플레이트 패턴,
• 스켈레톤 패턴,
• 스위프 패턴,
• 루즈 피스 패턴,
• 코프 앤 드래그 패턴,
• 쉘 패턴.

각 주조 패턴에 대한 더 자세한 내용이 있습니다.

1. 단일 조각 패턴

단일 조각 패턴은 솔리드 패턴이라고도 하며 가장 저렴한 주조 패턴입니다. 단순한 공정과 소규모 생산에 매우 적합하며, 대형 주조 제조업체는 단순한 직사각형 블록 같은 간단한 형상, 평평한 표면만 필요로 하는 주조 공정에 이 패턴을 선호합니다. 한 평면이 분면으로 사용됩니다.

이것은 원하는 주조와 정확히 같은 가장 단순한 패턴 유형입니다. 금형 제작을 위해 패턴은 코프 또는 드래그 중 하나에 수용됩니다. 몇 개의 대형 주조 생산용으로 사용되며, 예를 들어 증기 엔진 스터핑 박스 등.

2. 분할 패턴

투피스 패턴이라고도 하는 분할 패턴은 복잡한 주조에 일반적인 주조 패턴입니다. 이 패턴은 평평하거나 불규칙한 표면일 수 있는 분면들을 가지며, 분면의 정확한 위치는 주조 형상에 의해 결정됩니다.

분할 패턴에는 두 조각이 있습니다. 한 부분은 드래그에 성형되고 다른 부분은 코프에 성형됩니다. 코프 부분에는 항상 다웰 핀이 있습니다. 다웰 핀으로 분할 패턴의 두 절반을 정렬할 수 있습니다.

3. 다중 조각 패턴

다중 조각 패턴은 만들기 어려운 복잡한 설계에 좋은 해결책입니다. 이 패턴은 금형 제작을 돕는 3개 이상의 패턴을 포함합니다.

세 조각 패턴을 예로 들어보겠습니다. 패턴은 상단, 하단, 중간 부분으로 만들어집니다. 상단 부분은 코프, 하단 부분은 드래그, 중간 부분들은 체크박스라고 불립니다.

4. 매치 플레이트 패턴

매치 플레이트 패턴은 코프와 드래그 부분이 플레이트(보통 금속) 양쪽에 장착된 분할 패턴으로, 분면 윤곽에 맞는 "매치 플레이트"라고 불립니다.

게이트와 러너도 매치 플레이트에 장착되어 수작업이 거의 필요 없습니다. 이는 더 높은 생산성을 가져옵니다. 이 패턴 유형은 대량 주조에 사용됩니다.

5. 게이트 패턴

게이티드 패턴은 단순히 부착된 게이트와 러너를 가진 하나 이상의 루즈 패턴입니다. 높은 비용 때문에 이 패턴들은 대량 생산 시스템과 성형 기계에서 소형 주조 생산에 사용됩니다.

게이트 패턴은 하나 이상의 패턴을 성형 패턴으로 구성할 수 있습니다. 한 번의 주조 공정으로 여러 부품을 만드는 금형을 위해 설계되었습니다. 게이트는 다른 패턴들을 결합하고, 러너는 용융 재료의 흐름 통로를 만듭니다. 게이트와 러너가 이미 부착되어 있으면 패턴들은 루즈 상태입니다. 이 패턴 유형은 비싸며 보통 소형 주조에 사용됩니다.

6. 스켈레톤 패턴

단순한 기하학적 형상을 가진 대형 주조의 경우 스켈레톤 패턴이 사용됩니다. 스위프 패턴과 마찬가지로 이들은 주조될 부품 형상을 윤곽으로 나타내는 단순한 나무 프레임이며, 몰더가 손으로 금형을 성형하는 가이드로도 사용됩니다. 이 패턴 유형은 핏 또는 플로어 몰딩 공정에서도 사용됩니다.

이 주조 패턴은 비싸고 다용도성이 없습니다. 경제적 관점에서 최선의 선택은 아니지만 여분 모래 제거에 매우 효율적입니다. 이 주조 패턴을 사용하려면 주조 시 나무 프레임을 강조해야 합니다. 스켈레톤 패턴은 핏 또는 플로어 용접 산업에서 널리 사용됩니다.

7. 스위프 패턴

스위프는 회전 대칭 형상의 금형 캐비티를 형성하기 위해 한 에지를 중심으로 회전하는 적절한 윤곽의 단면 또는 보드(목재)입니다. 대형 주조를 짧은 시간에 생산해야 할 때 이 패턴 유형이 사용됩니다. 주철 대형 주전자는 스위프 패턴으로 제작됩니다.

이 주조 패턴은 수직 방향으로 캐비티를 생성하고 베이스는 모래와 부착되어 있으며, 매우 짧은 시간에 주조를 생성합니다. 스핀들, 베이스, 스위프(목재 보드라고도 함)의 세 부분으로 구성됩니다.

8. 루즈 피스 패턴

단일 조각 솔리드 패턴에 분면 위나 아래에 돌출부나 백드래프트가 있는 경우 금형에서 인출하는 것이 불가능합니다. 이런 패턴에서는 돌출부를 루즈 피스로 만듭니다. 루즈 피스의 단점은 램밍 중 이동할 수 있다는 것입니다.

이 패턴 유형은 추가 숙련 노동이 필요하므로 주조에서 비싼 주조 패턴입니다.

9. 코프 앤 드래그 패턴

코프 앤 드래그 패턴은 코프와 드래그 부분이 각각 별도의 매치 플레이트에 장착된 분할 패턴입니다. 이 패턴들은 대형 주조 생산 시 완전한 금형이 단일 작업자가 다루기엔 너무 무겁고 다루기 어려울 때 사용됩니다.

이 패턴은 투피스 패턴과 약간 유사하며 보통 대형 주조에 사용됩니다.

10. 쉘 패턴

쉘 패턴은 중공 형상 구조를 만들기 좋은 선택입니다. 중심을 따라 분할되고 결과 절반에 다웰 처리됩니다.

결론

주조 공정 중 주조 패턴은 매우 중요하며 주조 금형과 주조 품질을 결정합니다. 주조 패턴 선택 전 주조 제품의 크기, 형상 같은 요소들을 고려하고 주조 비즈니스에 가장 적합한 패턴을 선택해야 합니다.