주조소 및 DIY 프로젝트용 사형 주조 금형 제작 전문 가이드

사형 주조는 주조소에서 모래를 성형 재료로 사용해 저비용으로 독특한 금속 형상 주조 가능한 금속 가공 공정입니다. 사형 주조 금형은 사형 주조 공정 필수 부품으로 다양한 산업 응용 분야 주조에 핵심 역할 합니다. 이 블로그에서 VIC이 금속 주조용 사형 금형 제작법을 간단하고 쉽게 이해할 수 있도록 도와드리겠습니다.

금속 주조에서 사형 주조 금형이란?

사형 주조 금형은 금속 주조에 사용되는 금형으로, 금속 유체 주입 후 파쇄해 주조품 수거하는 일회용 금형입니다. 사형 금형에서 수거된 주조품은 저정밀도, 불량 표면 마감, 큰 금속 여분으로 후가공 필요.

사형 금형은 복잡하고 중량 큰 주조 제작에 유리, 금형 비용 저렴.

주조소나 집에서 금속 주조용 사형 금형 제작 시 성형 공정 반드시 환기 잘 되는 장소에서 진행해야 모래 분진과 용융 금속 연기로부터 안전.

금형 제작 전 준비사항

기술적 준비

기술부서에서 상세 도면 기반으로 주조품, 패턴, 코어, 여유량 도면 작성해 패턴 정확도 확보.
도면에서 패턴, 코어, 게이팅 시스템 제작. 패턴은 외관, 코어는 주조품 내형, 게이팅 시스템은 용융 금속 유도와 금형 가스 배출용.
금형 혼합물 구성요소 결정해 금형 특성 보장.

사형 주조 금형 특성은?

내화도(Refractoriness): 액체 금속 금형 주입 시 금형이 주조품으로 유입되는 것 방지 능력.
투과성(Permeability): 주조 공정 중 다량 발생 가스 금형 외부로 배출 필요. 미배출 시 주조 결함 발생.
강도(Strength): 금형 이동, 조립, 용융 금속 주입 등 외부 힘 받을 때 안팎 형상 유지.
붕괴성(Collapsibility): 물체 응고 시 금형 방해로 뒤틀림, 균열 방지 위해 사형 금형 탄성 필요.
결합력(Cohesiveness): 패턴 금형에서 제거 후 모래 원형 유지 도움.

사형 주조 금형 혼합물

사형 주조 금형 혼합물 구성:

모래: 피복 모래(sand coat)와 베이스 모래(base sand)로 구분.
벤토나이트 점토 모래와 혼합해 금형 내구성 생성. 벤토나이트는 물 더 흡수해 결합력 증가.
결합제(Binders) (주로 식물성 오일, 수용성 물질) 금형 혼합물 강도와 유연성 증가.
보조 물질 (톱밥, 석탄가루, 짚) 금형 공기 투과성 증가, 동시에 사형 금형 혼합물 내열성 향상.

위 물질들 주조품에 따라 특정 비율로 혼합.

현재 녹사 금형 혼합물이 사형 주조 기술에서 매우 인기 있는 이유는 녹사 자연 수분으로 금형 강도 증가 때문.

사형 주조 금형 제작 장비 준비

패턴: 패턴 제작 기사 참조.
분말 또는 분필 가루: 패턴 표면에 코팅해 모래 들러붙음 방지. 코프 플라스크와 드래그 플라스크 표면에도 코팅해 서로 붙지 않게 함.
피복 모래(Sand coat): 패턴 코팅해 고유연성 부여. 액체 금속 직접 접촉, 성형용 모래 약 10~15% 차지.
베이스 모래(Base sand): 금형이나 코어 제작용. 높은 공기 투과성 필수, 금형 총 모래량 60~90% 차지.

현재 실리카 모래가 베이스 모래로 가장 인기 있는 이유는 구하기 쉽고 타 유형보다 저렴하며 위 필요 특성 모두 갖춤.

코프 플라스크와 드래그 플라스크: 금형 상하반, 파팅 라인(파팅 플레인)으로 분리. 인터넷 구매 또는 목재 제작 가능.
몰드 재킷(Mold Jacket): 사형 주조 금형에 맞는 금속 상자로 금형 구조 지지, 이동 시 금형 파손 방지.
스프루(Sprue): 주입컵에서 테이퍼 스프루, 러너, 게이트 순으로 액체 금속 유도하는 깔때기.
사형 다짐기(Sand compactor): 플라스크 내 모래 다져 주조 표면 디테일 향상, 주조품 세척 시간 단축. 절구공이나 삽으로 대체 가능.
모래 체(Sand sifter): 모래 고르고 깨끗하게 걸러줌.

사형 주조 금형 공정 보호 안전 장비 준비

안전 안경: 파편과 분진으로부터 눈 보호.
장갑: 주조소 위험(베임, 화상, 마모 등)으로부터 손 보호.
안전화: 발가락 부분 장갑으로 낙하, 충돌, 중량물 공격으로부터 발가락 보호.
긴 바지: 두꺼운 원단 보호 바지로 발 열기, 충격 등 보호.

금속 주조용 사형 주조 금형 제작 방법

1. 드래그 금형 제작

패턴을 패턴 플레이트에 배치. 파팅 플레인 패턴 플레이트 접촉.
분필 가루 반 컵을 양말이나 작은 천주머니에 넣어 패턴 표면 고루 뿌려 패턴 제거 시 모래 들러붙음 방지.
체로 베이스 모래 금형에 채움. 체로 모래 덩어리 제거.

절구공이나 삽으로 금형 내 모래 가장자리부터 중앙까지 단단하고 고르게 다짐. 이 단계로 사형 금형 기계적 강도 생성, 금형 공동 형상 더 디테일해짐. 모든 모서리 단단히 다짐 확인.
윗면 평탄화해 여분 모래 정리.
40mm 간격 경사 구멍 뚫어 공기 배출.
금형 180도 뒤집기.