주조의 과정, 주조의 종류(소모성, 영구성 주조)

지난 시간에는 주조의 장, 단점 및 적용분야에 대해 알아봤습니다. 이번 시간에는 주조의 과정과 주조의 종류에 대해 알아보겠습니다.

주조의 종류 중 사형주조

주조의 과정

1. 주형 제작
재료의 형상을 정확하게 만들어주는 주형을 제작합니다. 주형은 쇳물을 담아줄 틀을 말합니다. 주형의 형상에 따라 가공물의 형상이 달라질 수 있습니다.
2. 주형 삽입
주형을 조립하여 재료가 들어갈 공간을 형성합니다. 이때 재료가 주형에 들어갈 수 있도록 통로를 확보해야 합니다.
3. 쇳물 주입
주형에 쇳물을 주입합니다. 쇳물은 액체 형태이기에 주형의 형상에 맞게 주형을 채웁니다.
4. 응고
액체였던 쇳물이 주형에서 응고되고, 형상을 갖추게 된 주물이 만들어집니다. 
5. 주형 해체
주형에서 응고된 주물을 꺼낸 후, 필요에 따라 주물의 표면을 다듬습니다.

 

주조의 종류

주조의 종류는 크게 소모성인지, 영구성인지에 따라 분류될 수 있습니다

소모성: 사형 주조, 셀 주조, 인베스트먼트 주조, 석고 주조 등
영구성: 다이캐스트, 원심 주조 등

 이 밖에도 다양한 주조가 있지만 대중적인 주조를 다뤄보겠습니다.

소모성

1. 사형 주조 
가장 일반적으로 사용되는 주조 방법입니다.
모래틀을 사용하여 *주물을 만드는 과정으로, 다양한 크기와 복잡한 형상의 부품을 생산할 수 있습니다. 비교적 저렴하게 가공을 진행할 수 있다는 장점이 있지만, 표면정도가 미흡하고 공차 편차가 크다는 단점이 있습니다.
* 주물: 쇠를 녹여 거푸집에 부은 다음, 굳혀서 만드는 물건
2. 셀 주조 
석고나 수지 모래를 사용하여 주물을 만드는 주조 방법입니다.
열경화성이 뛰어나며, 사형 주조와는 다르게 치수 정확도와 표면정도가 양호해 정밀한 부품을 만들 수 있다는 장점이 있습니다. 하지만, 크기에 제한이 있고 장비가 비쌉니다.
3. 인베스트먼트 주조
왁스나 플라스틱으로 모형을 제작합니다. 
인베스트먼트 주조는 가열된 왁스의 빈자리에 금속을 부어 주물을 완성시키는 공정인데, 이 과정을 통해 정도가 높고 복잡한 형상의 구현이 가능해집니다. 하지만 복잡한 공정에 따르는 비싼 인건비와 주형 제작비를 무시할 수는 없습니다.
4. 석고 주조
석고를 주형재로 사용하여 주물을 만드는 방법입니다.
석고도 인베스트먼트 주조와 마찬가지로 복잡한 형상의 구현이 가능하고 치수 정확도가 양호한 편입니다. 특히 빈틈이 없는 표면과 아름다운 외관을 가지는 것이 가장 큰 장점입니다.

영구성

1. 다이캐스트 
정밀하게 만들어진 금형에 가공할 재료를 부은 후, 압력을 가해 주물을 만듭니다.
치수 정확도가 양호하다는 장점이 있고, 이 외에도 높은 생산속도를 장점으로 꼽을 수 있습니다. 이러한 장점 때문에 다이캐스팅은 대량생산에 적합한 분야에서 활용되고 있습니다.
2. 원심 주조
원심 주조는 주물을 만들기 위해 회전하는 주형을 사용합니다. 정확히는, 회전 중의 주형에 쇳물을 부어 원심력을 이용하여 가공을 진행합니다. 원심력을 이용하기에 제품의 복잡한 형상을 만드는 데에는 제한이 있지만, 대형 원형 제품을 가공하는 데에 효과적이고 생산속도 또한 양호하다는 장점이 있습니다. 종류로는 진원심, 반원심, 원심가압 주조법등이 있습니다.

 

이번 시간에는 주조의 과정과 다양한 주조 종류에 대해 알아봤습니다. 크게 소모성과 영구성으로 나뉘는 주조를 암기하기보다는 내용을 이해하면 더 쉽게 와닿을 듯합니다.