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주제

사형주조의 특징과 적용방법

작성자 : pdcman 분류 : 시제품 | 가공/성형방법 작성일 : 2018.03.13 16:54:14 조회 : 10556 키워드 : 사용주조방법,사형주조특징,성형,가공,시제품

(질문의 배경)

독수리형상의 복잡한 형상을 알루미늄으로 제작하여 납품하고자 하는데 일반 사출공법으로의 제작은 어렵다고 한다. 사형주조로 제작이 가능하다고 하는데 제작방법과 사출공법과의 장단점은 무엇인가?


설명

(요약)

사형주조란 모래와 쉽게 말하면 모래 틀이며, 경화제를 이용하여 상온에서 빠른 속도로 MOLD를 만들어 내는 방식으로 모래를 이용하여 재품의 형상을 만들어 내기 때문에 복잡한 형상의 제품 제작이 가능하며, 다품종 소량생산에 적합하다.

 

(사형주조의 장단점)

사형주조는 소량 생산품과 대형물에 적합하며, 초기 개발비용이 금형주조에 비해 경제적이며, 개발품의 주조 방안 등 제품의 성능 테스트에 많이 사용되며, 사업성을 적은 비용으로 미리 알아 볼 수 있다. 단점으로는 제품의 표면조도와 기계적, 물리적 성질이 다소 떨어진다.

 

(사형주조의 동향과 활용)

사형주조 기술의 국내특허 출원 동향을 살펴보면, 출원 건수는 2013년까지 매년 증가추세를 보이고 있으며, 내국인 출원 비율에 있어서는 매년 60% 이상의 높은 비중을 차지하고 있다. 사형주조의 제품 분류와 범위는 아래 표와 같다.

 

<표1> 사형주조 제품분유와 범위 / 출처: 중소기업 기술로드맵

 

(사형주조를 활용한 제품 제작 단계)

우선은 쇳물을 넣을 통로를 만들고 원하는 모양의 형태를 나무 등으로 만든 후 주형 상자 안에 위에서 만든 모형을 넣고 모래를 깔아 모형을 덮는다. 이때 모형이 모래 안에 파묻혀 있으면 그 안에 쇳물을 부을 수 없기 때문에 형은 위와 아래를 나누어 두 부분을 만든다. 모래를 다져서 형태를 갖추게 되면 모형을 떼어낸 후 윗부분의 형상으로 다져진 모래를 뒤집어서 아랫부분의 형상으로 다져진 모래 위에 올려놓는다. 안에 쇳물을 부어 응고 시키고 모래를 깨어 부셔내면 원하는 형상의 제품이 나오게 된다. 하지만 이걸로 끝이 아니고 열처리 과정을 거쳐서 강도를 높이고 필요 없는 부분쇳물이 흘러들어가는 통로에서 굳은 부분 등은 제거하고 다듬는 작업을 거쳐 제품을 완성한다.

 

<그림1> 사형주조 제작 단계 / 출처: 삼성금속(주)

 

Tip

사형주조의 경우 정밀도가 사출제품에 비해 떨어지지만 초기 금형제작관련 비용이 상대적으로 경제성 있다. 매우 위험한 작업이므로 안전상 주의를 요한다. 제품의 상대적 치수 정밀도를 비교 하자면 사출> 중력주조> 사형주조 순으로 보면 된다.

 

<참고자료·문헌>

1. https://www.youtube.com/watch?v=_5CPzIiitWE 사형주조 프로세스 교육 동영상

2.  https://www.youtube.com/watch?v=k5geZt1RgcU 주물주형제작과정

3. https://www.youtube.com/watch?v=IAVmHFVGIWs&list=PLG10jMhKnC30rbu9P38h98Rk4aWCuW9xZ 단조/주조/다이캐스팅 자동화

 

<전문용어>

Sand Casting, 사형주조, 중력주조, 원심주조, 목형, 수지금형

 


목록
  • 토론 ( 2 )
    • pdcman 글쓴이 2018.03.14 11:53:13 댓글입력
      사형주조의 원리에 대한 내용위주로 정리되어 있으나, 왜? 대형의 사이즈에 본 성형기술을 사용해야하는지의 구체성이 없기에 좀 더 보완하는 내용을 올려 보고자 합니다. 또한 주조의 다양한 공법의 특성을 통해 비교해 볼 필요성이 있겠습니다.

      <주물주조와 사형주조의 장단점>
      주조의 종류에는 중력주조, 알루미늄 금형, 다이캐스팅, 사형주조, 중력주조, 원심주조 등으로 나누어집니다. 다이캐스팅이나 중력주조 금형은 동일안 재질의 사용 시 물리적 특성을 사형주조에 비해 약 10%이상 향상 시킬 수 있습니다. 또한 사형주조보다 정밀한 치수의 확보가 가능하며, 대량생산의 제품에 적합한 공법입니다. 반면 사형주조를 사용하는 이유는 소량의 대형물을 제작하기에 적합한 공법이기 때문입니다. 상대적으로 금형비용이 적고 수량 생산으로 접근하기가 유리하기 때문입니다. 사이즈의 특성상 대형 사이즈의 경우 특히 본 생산방식에 유리합니다.

      <사형주조의 단계>
      주조를 하는 방법에도 여러 가지가 있는데 그중 사형주조라는 것은 그 형틀을 모래로 하기 때문 입니다. 물론 아무 모래나 하는 것은 아니고 알맞은 모래가 있습니다. 우선은 쇳물을 부을 통로를 만들고 원하는 모양의 형태를 나무 또는 수지 등으로 만들고, 주형 상자 안에 위에서 만든 모형을 넣고 모래를 깔아 모형을 덮습니다. 이때 모형이 모래 안에 파묻혀 있으면 모형을 꺼내고 그 안에 쇳물을 넣을 수 없기 때문에 형은 위와 아래를 나누어 두 부분을 만듭니다. 그 다음 모래를 다져서 형태를 만들고 모형을 떼어 냅니다. 윗부분의 형상으로 다져진 모래를 뒤집어서 아랫부분의 형상으로 다져진 모래위에 놓고 쇳물주입구를 통해 부어 응고 시킵니다. 그 후에 모래를 깨어 부셔내면 원하는 형상의 제품이 나오는 것입니다.
    • pdcman 2018.03.14 11:53:21
      <TIP>
      몰드 가공에 있어서의 재질은 나무와 수지로 크게 나뉘는데 수지의 장점은 목형에 있비해 수축, 변형 등의 비틀림 발생이 없고, 금형에 비해 제작비가 싸며 금형에 비해 제작기간이 단축 됩니다. 또한 금형에 비해 경량이라 그 취급 또한 용이하고 장기사용이 가능하기에 수지류 사용이 점차 증가하고 있는 추세입니다.


      <참고자료>
      https://blog.naver.com/hijooseong/220860085531
      사형주조법 주조법에 관하여 상세하게 설명 / 기계공작법
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