우수한 품질 부품을 위한 사형 주조 패턴 설계 마스터하기

고객은 사형 주조에서 가장 중요한 부분인 패턴을 거의 보지 못합니다. 패턴은 이후 용융 금속으로 채워질 모래의 공동을 형성합니다. 패턴 설계를 제대로 하면 사형 주조 공정이 최소한의 가공으로 품질 좋은 부품을 생산합니다. 잘못하면 주조 결함, 낮은 수율, 고객 불만과 영원히 씨름하게 됩니다.

모래에 구멍 내기

다이캐스팅이 거대한 강철 블록에서 정밀 가공된 금형을 필요로 하는 것과 달리, 사형 주조는 모래, 박스 두 개, 목재 패턴만 있으면 됩니다. 이는 중소량 주문에 경제적인 공정입니다.

패턴은 기본적으로 완제품과 같은 크기와 형상을 가지며, 사형 주조 공정과 주입 금속의 특성을 고려해 조정됩니다. 또한 스프루, 러너, 게이트, 라이저가 모두 포함되어야 합니다. 이들은 패턴이 모래에 형성한 공동으로 금속이 흐르는 통로입니다.

사형 주조용 모래는 두 박스에 다져집니다. 패턴 제거 후 이들을 위아래로 쌓습니다. 아래 박스인 드래그(drag)에는 항상 패턴이 형성한 공동이 있으며, 금속 유입 채널도 있습니다.

위 박스인 코프(cope)에는 형상이 전혀 형성되지 않을 수 있는데, 이를 '플랫 백(flat back)'이라 부릅니다. 하지만 복잡한 주조품 대부분은 코프에도 형상 일부가 형성되어야 하며, 이는 주조품에 분할선(parting line)을 만듭니다.

패턴 고려사항

패턴 설계 및 제작 시 고려해야 할 몇 가지 사항:

• 모래 손상 없이 패턴 분리 – 패턴 측면에 수직 대신 드래프트 앵글을 주어 달성.
• 공동 원활 충진 – 보통 공동이 아래에서 채워지도록 배치된 게이트는 금속 유입 속도를 제한하는 개구부입니다. 최적 속도는 난류나 기포 없이, 금속이 얼기 전 모든 내부 모서리와 표면에 도달하게 합니다.
• 수축 및 변형 허용치 – 금속은 냉각 시 수축하므로, 필요한 크기의 부품을 만들려면 패턴이 약간 더 큰 공동을 만들어야 합니다. 금속이 모든 곳에서 같은 속도로 식지 않기 때문입니다.
• 라이저 크기 – 라이저는 마지막으로 채워지는 코프의 열린 영역입니다. 공동이 가득 찼다는 시각적 표시를 제공하고, 냉각·수축하는 공동 내 금속으로 용융 금속이 역류하는 저장소 역할을 합니다.

부품 주조 방식 계획하기

첫 고려사항은 공동 충진 시 공기가 갇힐 포켓이 패턴에 없도록 하는 것입니다. 이를 돕는 방법 중 하나는 라이저를 최고점에 두는 것입니다. 사형 주조의 특징은 다이캐스팅과 달리 갇힌 공기가 모래를 통해 약간 투과할 수 있다는 점입니다.

주조품이 모래에서 나오면 게이트와 라이저가 붙어 있습니다. 부품을 가공하기 전에 이것들을 잘라내야 합니다.

분할 주조품은 주변을 따라 분할선이 생깁니다. 코프와 드래그 결합 공차, 패턴 배치 공차로 인해 주조품 상하 절반 사이에 약간의 오프셋이 생길 수 있습니다.

주조 팀은 패턴 제작 전 부품 설계자와 협력하여 이러한 특징이 가공과 최종 부품에 미치는 영향을 최소화합니다.

모든 건 패턴에 달렸다

사형 주조 부품은 패턴이 허용하는 만큼만 좋을 수 있습니다. 공정에서 최상의 결과를 얻으려면 풍부한 경험이 필요합니다. Impro는 사형 주조 전문성으로 국제적으로 인정받고 있습니다. 귀사 부품을 어떻게 주조할지 알고 싶다면 문의하기를 통해 연락주세요.