정밀 주조 vs 타 주조 공법 비교 분석

모든 금속 주조 공법은 저마다 고유한 특성을 가집니다. 새로운 주조 부품을 설계할 때 가장 적합한 공정은 다음 요소들을 종합해 결정해야 합니다.

• 툴링 비용
• 인건비
• 설계 형상
• 희망 외관

제조사와 공급사의 목표는 주어진 수량에서 최저 부품 단가를 달성하면서 모든 품질 요건을 충족·초과하는 최적의 균형점을 찾는 것입니다.

여기서는 정밀 주조(investment casting)를 세 가지 금속 주조 공법(셸 몰드 주조, 그린샌드 주조, 영구 금형 주조)과 비교합니다.

정밀 주조 vs 셸 몰드 주조

정밀 주조는 엄밀한 공차, 복잡한 내부 공동, 우수한 표면 조도로 유명합니다. 열 결합 모래 패턴과 코어를 쓰는 셸 몰드 주조도 같은 범주에서 비교적 높은 품질을 제공합니다. 하지만 정밀 주조는 셸 몰드 주조보다 훨씬 엄밀한 공차를 달성할 수 있고, 표면 조도도 더 매끄럽게 나옵니다.

정밀 주조 툴링 비용은 일반적으로 셸 몰드 주조보다 낮지만, 고숙련·고노동 집약적 공정이라 노동력이 많이 듭니다. 생산량이 늘면 정밀 주조품 부품당 단가가 셸 몰드 주조를 역전하는 경우가 많습니다.

두 공법 모두 철·비철 거의 모든 합금 주조가 가능합니다.

정밀 주조 vs 그린샌드 주조

그린샌드 주조도 모래 기반 공법이지만 열을 가하지 않습니다. 대신 모래 속 점토질 물질이 패턴 주위에서 입자들을 결합해 금형을 만듭니다. 공차와 표면 조도 면에서 그린샌드 주조는 셸 몰딩과 정밀 주조 모두에 뒤집니다.

비용 면에서는 그린샌드가 유리합니다. 툴링 비용이 정밀 주조보다 낮고 공정도 노동 집약적이지 않아 부품당 인시(man-hour)가 적습니다. 하지만 그린샌드도 1회용 금형 공정이라 생산량이 늘면 파운드당 단가가 급격히 상승합니다.

정밀 주조, 셸 몰드 주조와 마찬가지로 그린샌드 주조도 다양한 합금에 적용 가능합니다.

정밀 주조 vs 영구 금형 주조

영구 금형 주조는 이 목록에서 유일한 비파괴(재사용) 주조 공법입니다. 정밀 주조, 셸 몰딩, 그린샌드 주조가 모레나 내화물로 금형 벽을 쌓는 반면, 영구 금형은 일반적으로 강철이나 주철로 만듭니다.

영구 금형 주조의 공차와 표면 조도는 셸 몰딩과 그린샌드 주조 사이에 위치합니다. 어느 쪽도 정밀 주조가 내는 치수 정밀도와 표면 조도에는 미치지 못합니다.

대량 생산 시 영구 금형 주조가 종종 가장 경제적이지만, 중소량 생산에서는 툴링 비용이 부담됩니다. 초기 툴링 비용이 높음에도 영구 금형 주조의 인건비는 다른 주조 공법보다 낮습니다.

영구 금형 자체가 금속이므로 그 융점이 제한 요인이 됩니다. 금형을 구성하는 금속보다 현저히 낮은 융점의 금속만 주조 가능합니다. 따라서 영구 금형 주조는 주로 알루미늄 등 비철 합금에 쓰입니다.

표 1: 정밀 주조와 다른 금속 주조 공법 비교

본 내용은 이글 프리시전 캐스트 파츠(Eagle Precision Cast Parts, Inc.)가 제작한 전자책 정밀 주조 공정 가이드(Investment Casting Process Guide)에서 발췌했습니다. 아래에서 무료 다운로드하세요: