투자 성형의 원리

투자 성형이란 무엇입니까?

인베스트먼트 주조 또는 로스트 왁스 주조라고도 하는 인베스트먼트 몰딩은 기계의 부품인 금속 부품을 만드는 데 사용되는 공정입니다. 인베스트먼트 몰딩은 상대적으로 비용 효율적이고 다재다능하지만 다른 것보다 시간이 많이 걸리는 주조 방법 중 하나입니다. 금속의 성형 또는 주조는 엄격한 요구 사항을 따라야 합니다. 예를 들어, 성형 공정은 금속을 녹여서 만들어지기 때문에 내열성이 있어야 합니다.

또한 이러한 공정으로 만들어지는 주물의 정밀도도 강조됩니다. 다양한 가공 작업이 필요한 경우 많은 비용과 노력이 필요할 수 있습니다. 그러나 인베스트먼트 몰딩을 사용하면 마지막 단계에서 표면을 매끄럽게 하는 것을 제외하고는 주물을 만드는 과정에서 과도한 가공 작업이 없어질 수 있습니다.

투자 성형은 어떻게 작동합니까?

인베스트먼트 몰딩 공정은 왁스 몰드 형성 및 금속 주조로 완료됩니다. 즉, 금속을 주조하기 전에 왁스 몰드를 먼저 만든 다음 왁스 몰드에서 금속을 주조해야 합니다.

왁스 몰드의 성형은 4단계로 나눌 수 있습니다. , 왁스 패턴 주조, 왁스 패턴 조립, 쉘 구성 및 왁스 제거를 포함합니다. 금속의 주물은 주물, 절단, 주문제작으로 나눌 수 있습니다.

왁스 패턴 주조

왁스 형성의 첫 번째 단계는 일반적으로 알루미늄 사출 금형인 금속 사출 금형에 왁스를 붓는 것입니다. 금속이 가열되면 팽창하고 냉각 후에 수축되기 때문에 냉각된 왁스 패턴은 최종 금속 제품보다 커야 합니다.

왁스 패턴 조립

왁스 패턴이 냉각되면 왁스 패턴이 서로 붙을 수 있도록 뜨거운 다리미에 담그고 소위 금속 전달 시스템을 만듭니다. 금속 이송 시스템은 용융 금속이 나중에 부어질 수 있는 공간을 제공하므로 이는 금속의 정밀 주조에서 중요한 단계 중 하나이며 최종 제품의 가공 요구 사항을 줄이는 열쇠입니다.

쉘 구성

그 후, 왁스 패턴 어셈블리 또는 금속 전달 시스템을 슬러리라고 하는 세라믹 용액에 담그고 이 단계를 수동으로 수행하여 기계에 의한 구성의 불완전성을 방지합니다. 그런 다음 슬러리에 담근 어셈블리는 모래 치장 벽토로 비용을 계산하고 건조 상태로 두어 강화됩니다. 슬러리에 담그는 과정과 모래 치장 벽토로 코팅하는 과정은 원하는 두께의 왁스 몰드에 도달할 때까지 반복됩니다. 이 두께는 약 3/10인치이고 약 5일이 소요됩니다.

왁스 제거

두껍고 건조된 왁스 몰드가 형성된 후, 쉘 또는 세라믹 몰드에서 왁스를 녹이기 위해 고온 증기 챔버인 오토클레이브에 5~10분 동안 둡니다. 왁스를 제거하고 껍질이 완전히 건조되면 왁스 몰드 형성 과정이 완료됩니다.

금속 주조

용융 금속을 쉘에 붓기 전에 쉘을 약 2-3 시간 동안 오븐에 가열하여 쉘을 강화하고 쉘의 특성을 안정화시켜 나중에 용융 금속과 쉘 사이의 상호 작용을 감소시킵니다. .

금속이 용융되어 화씨 2200도에 도달하면 용융 금속을 쉘의 챔버에 부은 다음 식혀서 굳힙니다. 알루미늄의 경우 냉각되는 데 약 2시간이 걸리는 반면 강철은 약 4~5시간이 걸립니다. 그 후 세라믹 쉘이 부서지고 최종 금속 부분은 다음 단계를 위해 남게 되는데 이 과정은 5분에서 10분 정도 소요됩니다.

커팅 및 사용자 정의

마지막으로, 금속 전달 시스템은 최종 제품의 마감을 매끄럽게 하기 위해 절단 및 연마되며, 그런 다음 이러한 제품을 판매할 수 있습니다.

투자 성형 대 모래 주조

인베스트먼트 몰딩 또는 인베스트먼트 주조는 또 다른 주조 방법이지만 왁스를 모래로 대체하는 모래 주조에 해당하는 것 중 하나입니다. 프로세스 복잡성, 필요한 금형 및 가공 요구 사항을 포함하여 그들 사이에 약간의 차이가 있지만.

복잡한 프로세스

매몰 몰딩과 모래 주조를 비교할 때 전자는 필요한 최종 제품을 수용하기 위해 주형을 통합하는 데 전념하기 때문에 전자의 프로세스는 후자보다 더 복잡합니다. 샌드캐스팅으로 만들어진 제품은 인베스트먼트 몰딩만큼 다양하지 않기 때문에 샌드캐스팅에 필요한 공정은 인베스트먼트 몰딩보다 상대적으로 적고 간단합니다.

필수 금형

위의 단락에서 언급했듯이 매몰 성형은 최종 제품의 유일한 금형이 최종 제품의 전체 구성을 덮을 수 있기 때문에 최종 제품뿐만 아니라 금형을 만드는 데 더 많은 공정이 필요합니다. 대조적으로, 모래 주조에서 주형의 형성은 더 간단하고 더 적은 단계를 필요로 합니다. 필요한 구성을 만들기 위해서는 샌드캐스팅으로 하나의 제품을 만들기 위해 2개의 하프 몰드가 필요했는데, 이는 투자 몰딩보다 많은 양입니다.

가공 작업 요구 사항

인베스트먼트 몰딩의 복잡도가 상대적으로 높기 때문에 몰드의 일체화와 완성도가 높아져 그에 따른 기계 가공 작업이 덜 필요한 반면, 모래 주조로 만드는 몰드는 거칠어집니다. 따라서 맞춤형 최종 제품의 형상을 얻기 위해서는 나중에 더 많은 가공 작업이 필요합니다.

투자 성형 대 다이캐스팅

다이캐스팅이라고 하는 금형이나 다이를 만드는 또 다른 방법이 있습니다. 전기 에너지를 열 에너지로 변환하고 전극에서 스파크를 발생시켜 금형이나 금형의 캐비티를 만드는 방법입니다. 다이캐스팅 공정은 EDM 기계라는 기계에 의해 수행되며 전기 에너지를 열의 형태로 보내는 전극은 회주철로 만들어지기 때문에 전기적으로 전도성이 있는 공작물이 필요합니다. 이는 EDM 기계가 적용될 수 있는 공작물의 한계로 이어진다. 그에 비해 인베스트먼트 몰딩으로 생산되는 세라믹 몰드의 범용성은 EDM 머신보다 훨씬 큽니다.

그러나 작업의 효율성에 관해서는 다이캐스팅이 능가합니다. 인베스트먼트 몰딩에 필요한 복잡한 과정이 없기 때문에 인베스트먼트 몰딩이 가능합니다. 따라서 주조 방법의 다양성과 작업의 효율성으로 인해 이 둘 중 하나를 선택하는 것은 제조업체의 개인 취향과 고려 사항에 따라 달라질 수 있습니다.