그린 샌드 몰딩: 공정·장단점·성형 방법 총정리

그린 샌드 몰딩(Green Sand Moulding)은 천연 주형사 또는 실리카사·점토·수분 혼합물을 사용해 주형을 제작하는 가장 기초적이고 경제적인 주조 공법입니다. 별도 가열·건조 공정 없이 천연 상태(녹색)의 모래로 주형을 만들기 때문에 '그린(Green)'이라 부릅니다.

1. 그린 샌드 주형 재료 및 배합

일반적인 배합: 실리카사(기본사) + 벤토나이트 등 결합점토(5~10 %) + 물(2~4 %). 용도별로 배합 비율을 조정해 강도·통기성·내열성을 확보합니다.

2. 주형사 템퍼링(Tempering) 및 상태 확인

• 적정 템퍼 상태: 한 줌 쥐었다 폈을 때 형태 유지, 단면 모서리가 날카롭고 단단함.
• 너무 건조 → 물 추가, 너무 습함 → 건조사 추가로 조절.

3. 페이싱 샌드(Facing Sand) 및 표면 코팅

• 페이싱 샌드: 주형 표면층에 도포해 주물 표면 조도 향상, 모래 소착 방지.
• 주철 주물용: 시콜(Sea-coal, 미분 무연탄) 1 : 중고사 10 비율 일반적.
• 코팅재(Blackings/Mineral coatings): 흑연·코크·목탄·실리카·운모·탤크 등. 습식(점토·검 접착제) 또는 건식 분무 도포.

4. 장점

1. 주형 제작 비용 최저
2. 건조 공정 없음 → 변형 적음
3. 플라스크 즉시 재사용 가능
4. 파팅 라인 치수 정밀도 우수
5. 핫 티어링(Hot tearing) 위험 낮음

5. 단점

1. 모래 품질 관리가 건식보다 까다로움
2. 대형 주물에서 모래 침식 빈번
3. 주물 중량 증가 시 표면 조도 저하
4. 주물 중량 증가 시 치수 정밀도 저하

6. 주요 성형 방법 3가지

① 오픈 샌드 법(Open-sand Method)

플라스크 없이 바닥 또는 모래 베드에 패턴 직접 압입. 상면 개방. 평판·그릴·중량물 등 상면 거칠어도 되는 단순 형상에 적합. 탕구·오버플로 채널 직접 가공.

② 베디드-인 법(Bedded-in Method)

패턴을 바닥사 또는 드래그에 압입·다짐 → 파팅 면 정리 → 코프 적층·다짐 → 코프 분리 후 패턴 인발 → 코프 재결합. 상면 평활도·정밀도 요구 시 적용.

③ 턴오버 법(Turn-over Method)

분할 패턴·통패턴 모두 적용 가능. 패턴 절반을 몰딩 보드에 놓고 드래그 다짐·전복 → 나머지 절반 패턴+코프 적층·다짐 → 코프 분리·패턴 인발 → 코프 재결합. 가장 범용적.

7. 요약

그린 샌드 몰딩은 저비용·고생산성·양호한 표면 품질로 중소형 주물 대량 생산에 최적화된 공법입니다. 모래 상태 관리만 철저히 하면 결함 최소화와 치수 안정성을 동시에 달성할 수 있습니다.