주조 금형 기본 가이드 : 설계에서 성형까지의 완전한 프로세스

I. 기본 개념 주조 금형
주조와 곰팡이의 차이
캐스팅 : 용융 금속 또는 기타 재료를 곰팡이에 붓는 과정을 말해서 냉각, 굳어지고 형성 할 수 있습니다.
곰팡이 : 캐스팅에 사용되는 도구. 최종 제품의 모양, 구조 및 표면 품질을 결정합니다.
일반적인 금형 유형
모래 곰팡이 : 가장 전통적이고 일반적인 저렴한 비용으로 큰 부품에 적합하지만 정밀도는 제한적입니다.
영구 곰팡이 : 일반적으로 금속으로 만들어지고 재사용 가능하며 대량 생산에 적합합니다.
세라믹 곰팡이 : 고온 저항성 및 정밀 부품에 적합합니다.
석고 곰팡이 : 복잡한 구조에 적합하지만 강도가 낮고 수명이 짧습니다.
3D 프린팅 금형 : 빠른 프로토 타이핑을 위해 첨가제 제조를 활용하고 프로토 타이핑 및 소규모 배치 생산에 적합합니다.
응용 프로그램
산업 : 엔진 부품, 항공기 터빈 블레이드.
소비자 제품 : 휴대 전화 케이스, 금속 액세서리.
공예 : 조각, 보석.

2. 설계 단계
디자인은 주조 금형의 성공 또는 고장을 결정하는 첫 번째 단계입니다.
사전 디자인 고려 사항
제품 형상 : 제품이 복잡할수록 금형 구조가 더 복잡합니다.
치수 및 공차 : 금형은 냉각 후 변형을 보상하기 위해 수축을 허용해야합니다.
재료 특성 : 다른 금속마다 흐름 속성과 수축률이 다릅니다.
곰팡이 설계 소프트웨어
CAD (컴퓨터 지원 설계) : 3D 금형 모델을 만듭니다.
CAM (컴퓨터 보조 제조) : 가공 경로를 생성합니다.
CAE (컴퓨터 보조 엔지니어링) : 금속 흐름 및 압화 공정을 시뮬레이션하여 결함을 미리 예측합니다.
게이트, 라이저 및 냉각 시스템 설계
게이팅 시스템 : 용융 금속의 부드러운 충전을 보장하고 난기류를 피합니다.
라이저 : 주조에 대한 수축 보상을 제공하고 수축 결함을 줄입니다.
냉각 시스템 : 응고율을 제어하고 변형을 방지합니다.
일반적인 설계 오류 :
부적절한 게이트 위치 → 다공성 증가
고르지 않은 냉각 → 변형 및 균열
모델 스케일링 불충분 → 치수 오류

3. 재료 선택
곰팡이 재료 비교
모래 : 저렴하지만 거친 표면이 있습니다. 금속 (강철, 주철) : 내구성이 뛰어나고 높은 생산량에 적합합니다.
석고 : 저렴한 비용, 높은 세부 재생산이지만 열 저항이 좋지 않습니다.
세라믹 : 고온 저항, 높은 정밀도, 고급 부품에 적합합니다.
수지/중합체 : 빠른 프로토 타이핑에 적합합니다.
주조 자료를 기준으로 선택하십시오.
알루미늄 합금 → 금속 곰팡이 또는 모래 곰팡이
강철 → 세라믹 곰팡이
구리, 황동 → 석고 금형
비용 대 내구성 절충 :
작은 배치 → 일회용 모래 금형 또는 석고 금형이 가능합니다.
큰 배치 → 영구 금속 금형이 권장됩니다

4. 제조 공정
전통적인 방법 :
모래 금형 만들기 : 패턴을 모래로 눌러 바인더를 첨가하여 금형 공동을 형성합니다.
금속 곰팡이 제조 : 금형은 단조, 밀링 및 회전을 통해 생성됩니다.
현대 방법 :
CNC 가공 : CNC 기계는 정밀도로 곰팡이 부품을 생산할 수 있습니다.
3D 프린팅 금형 : 특히 시험 생산에 적합한 복잡한 금형 공동을 빠르게 생성합니다.
표면 처리 : 코팅 (예 : 흑연 및 산화 알루미늄)은 금속 붙이는 것을 방지합니다.
열처리는 곰팡이 경도와 내마모성을 향상시킵니다.

5. 성형 및 붓기
녹고 쏟아져
포함을 피하기 위해 용융 금속의 온도와 조성을 제어하십시오.
난기류와 다공성을 피하기 위해 꾸준한 쏟아지는 과정을 유지하십시오.
온도 제어
지나치게 높은 → 곰팡이 수명을 줄이고 다공성을 증가시킵니다.
지나치게 낮은 → 금속 유동성이 좋지 않고 부족한 충전.
냉각 및 응고
균일 한 냉각은 내부 응력을 줄입니다.
방향성 응고는 조밀 한 구조를 달성하는 데 도움이됩니다.

6. 데 몰딩 및 사후 처리
데 몰딩
모래 금형의 경우 곰팡이를 직접 파괴하여 주조를 제거하십시오.
금속 금형의 경우 기계식 배출기 또는 공기압을 사용하십시오.
주조 청소
게이트와 라이저를 제거하십시오.
연삭 및 샌드 블라스팅은 표면 마감을 향상시킵니다.
열처리는 기계적 특성을 향상시킵니다.
검사 및 품질 관리
X- 선 검사 : 내부 다공성 또는 수축을 감지합니다.
초음파 검사 : 균열을 확인하십시오.
좌표 측정 : 치수 정확도를 확인하십시오.

7. 일반적인 문제와 솔루션
수축 : 부적절한 라이저 설계 → 라이저를 증가 시키거나 방향성 응고로 전환합니다.
블로우 아웃 : 과도한 쏟아지는 속도와 열악한 환기 → 쏟아지는 시스템을 최적화합니다.
균열 : 고르지 않은 냉각 → 냉각 시스템을 개선하거나 금형을 예열합니다.
짧은 곰팡이 수명 : 심한 금형 마모 → 표면 경화 또는 열 내성 강철 금형으로 전환.

8. 주조 금형의 미래 트렌드
스마트 곰팡이
내장 센서는 온도 및 압력을 모니터링하여 주조 상태에 대한 실시간 피드백을 제공합니다.
녹색 캐스팅
재활용 가능한 곰팡이 재료를 사용하여 모래 폐기물을 줄입니다.
저에너지 용융 및 비 독성 결합제.
디지털화 및 3D 프린팅
디지털 트윈 기술은 전체 프로세스를 시뮬레이션하여 시행 및 오류 비용을 줄입니다.
금속 3D 프린팅 직접 곰팡이 또는 주물을 생성, 개발주기 단축.