캐스팅 과정의 단계는 무엇입니까?

투자 캐스팅Lost-Wax 캐스팅이라고도하는 것은 복잡하고 정확한 금속 구성 요소를 생산하기 위해 수세기 동안 사용 된 제조 공정입니다. 이 방법은 탁월한 표면 마감과 치수 정확도로 복잡한 모양을 만들 수있는 능력으로 유명합니다. 오늘날의 산업 환경에서 투자 캐스팅 프로세스는 항공 우주, 자동차 및 의료 기기를 포함한 다양한 부문의 구성 요소를 생산하는 데 중추적 인 역할을합니다. 제작 과정과 관련된 단계를 이해하는 것은 생산을 최적화하고 제품 품질을 향상시키기위한 제조업체에게 필수적입니다. 이 기사는 투자 캐스팅 프로세스에 깊이 파고 들어 각 단계를 자세히 살펴 보고이 시대를 초월한 제조 기술의 장점을 강조합니다. 이 프로세스로 인한 제품을 심도있게 살펴보면 선도적 인 제조업체가 제공하는 투자 캐스팅 제품을 참조 할 수 있습니다.

투자 캐스팅 이해

투자 캐스팅은 타이트한 공차와 복잡한 형상을 갖춘 구성 요소를 생산할 수있는 정밀 캐스팅 프로세스입니다. 그러나 투자 캐스팅은 무엇입니까? 핵심에는 원하는 부분의 정확한 복제본 인 왁스 패턴을 만드는 것이 포함됩니다. 이 패턴은 내화성 세라믹 재료로 코팅되어 곰팡이를 형성합니다. 금형이 제조되면, 용융 금속이 그것에 부어 진정시 최종 금속 성분을 만듭니다. 이 프로세스의 다양성은 작은 복잡한 부품에서 큰 복잡한 구성 요소에 이르기까지 광범위한 투자 캐스팅 사례를 생산하는 데 적합합니다.

역사적 배경

투자 캐스팅의 기원은 수천 년 전으로 거슬러 올라갑니다. 고대 문명은이 방법을 사용하여 보석, 우상 및 예술 작품을 만들었습니다. 시간이 지남에 따라 프로세스가 진화하여 고급 재료 및 기술을 통합하여 정밀성과 효율성을 향상 시켰습니다. 오늘날의 투자 캐스팅 기술은 수세기의 개선의 정점으로 제조업체가 현대 산업의 엄격한 요구를 충족시킬 수 있습니다.

투자 캐스팅프로세스 다이어그램

투자 캐스팅 프로세스를 이해하는 것은 시각적 표현에 의해 크게 도움이됩니다. 투자 주조 프로세스 다이어그램은 일반적으로 패턴 생성에서 최종 제품 마감까지 각 단계를 보여줍니다. 주요 단계는 다음과 같이 요약 할 수 있습니다.

패턴 제작

나무에 조립

곰팡이 형성

왁스 제거

금속 붓기

곰팡이 브레이크 아웃

마무리 프로세스

이러한 각 단계는 최종 캐스트 제품의 품질과 무결성을 보장하는 데 중요합니다. 다음 섹션에서는 각 단계를 더 깊이 파고하여 자세한 통찰력과 고려 사항을 제공합니다.

1 단계 : 패턴 생성

초기 단계는 원하는 최종 부품의 형상을 복제하는 왁스 패턴을 생성하는 것입니다. 이 왁스 패턴은 일반적으로 분사 성형 기술을 사용하여 생산되며, 여기서 용융 왁스는 부품의 정확한 모양을 형성하도록 설계된 금속 다이에 주입됩니다. 이 다이의 정밀도는 최종 캐스팅에서 결함이 반영되므로 가장 중요합니다. 현대의 진보는 패턴 생성에 3D 프린팅 기술의 도입을 보았으며, 한때 생산하기 어려운 빠른 프로토 타이핑과 복잡한 형상을 허용했습니다.

패턴에 대한 재료 선택

왁스 또는 기타 패턴 재료의 선택은 융점, 열 팽창 및 치수 안정성과 같은 인자에 의해 영향을받습니다. 고품질 왁스는 금형 형성 단계에서 최소 결함과 제거 용이성을 보장합니다. 경우에 따라 플라스틱 또는 냉동 수은 패턴이 특정 응용 분야에 사용됩니다.

2 단계 : 나무에 조립

개별 왁스 패턴은 중앙 왁스 스프루에 조립되어 나무와 같은 구조를 형성합니다. 이 어셈블리를 사용하면 여러 부품이 동시에 주조되어 효율성을 향상시키고 재료 낭비를 줄입니다. 이 배열은 금속 난기류 또는 불완전한 충전으로 인한 결함을 방지하기 위해 부품간에 적절한 간격을 보장해야합니다.

설계 고려 사항

엔지니어는 금속 흐름, 응고 패턴 및 잠재적 수축과 같은 요인을 설명해야합니다. 적절한 게이팅 시스템은 고정기 동안 원활한 금속 흐름과 적절한 공급을 용이하게하도록 설계되었습니다. CFD (Computational Fluid Dynamics) 시뮬레이션은 종종 어셈블리 설계를 최적화하기 위해 사용됩니다.

3 단계 : 곰팡이 형성

조립 된 왁스 트리는 세라믹 슬러리에 담그고 미세한 내화성 물질로 코팅되어 건조시킵니다. 이 과정은 금속 붓기 동안 열 및 기계적 응력을 견딜 수있는 강력한 세라믹 쉘을 만들기 위해 여러 번 반복됩니다. 층의 수와 사용 된 재료는 곰팡이의 원하는 강도와 두께에 따라 달라질 수 있습니다.

건조 및 경화

세라믹 곰팡이의 균열 또는 스펠링과 같은 결함을 방지하려면 적절한 건조가 중요합니다. 균일 한 건조를 보장하기 위해 온도 및 습도를 포함한 제어 된 환경 조건이 유지됩니다. 일부 제조업체는 건조 공정을 최적화하기 위해 가속 에이전트 또는 제어 된 공기 흐름 시스템을 사용합니다.

4 단계 : 왁스 제거

세라믹 몰드가 완전히 형성되고 건조되면, 내부의 왁스는 탈 왁스 (dewaxing)로 알려진 공정을 통해 제거된다. 이것은 일반적으로 곰팡이를 오토 클레이브 또는 용광로에 넣어 열이 왁스가 녹고 배수되는 유로의 원형으로, 원하는 부분 형상을 복제하는 중공 공동을 남겨 둡니다.

곰팡이 손상을 피합니다

열 충격이 왁스 제거 중에 세라믹 곰팡이를 손상시키지 않도록주의해야합니다. 점진적인 온도가 증가하고 증기 오토 클레이브의 사용은 곰팡이의 응력을 최소화하는 데 도움이됩니다. 또한 왁스 포획 및 재사용은 지속 가능한 제조 관행에 기여합니다.

5 단계 : 금속 붓기

예열 된 세라믹 몰드는 금속 쏟아 질 준비가된다. 정밀한 온도 사양을 위해 준비된 용융 금속은 중력 하의 곰팡이에 붓습니다. 경우에 따라, 진공 또는 압력 보조 붓기는 복잡한 형상의 충전을 향상시키고 다공성을 감소시키기 위해 사용된다.

금속 선택 및 준비

광범위한 금속 및 합금은 강철, 알루미늄, 황동 및 슈퍼 합금을 포함한 투자 캐스팅에 사용될 수 있습니다. 선택은 필요한 기계적 특성 및 최종 제품의 적용에 따라 다릅니다. 녹고 쏟아지는 동안 야금 제어는 오염을 방지하고 물질적 무결성을 보장하는 데 필수적입니다.

6 단계 : 금형 브레이크 아웃

금속이 고형화 된 후, 세라믹 몰드는 중앙 스프루에 부착 된 주조 금속 부품을 드러내 기 위해 파손된다. 이것은 기계적 진동, 고압 물 제트 또는 화학 용해를 통해 달성됩니다. 제거 과정은 모든 세라믹 잔류 물을 제거하기 위해 철저해야하며, 이는 완성 된 부품의 품질에 영향을 줄 수 있습니다.

안전 고려 사항

운영자는 먼지 노출 및 기계 장비와 관련된 위험으로 인해 금형 탈주 중에 안전 프로토콜을 준수해야합니다. 안전한 작업 환경을 유지하려면 개인 보호 장비 (PPE) 및 적절한 환기 시스템이 필수적입니다.

7 단계 : 마무리 프로세스

마지막 단계는 개별 주물을 Sprue에서 분리 한 다음 다양한 마무리 프로세스를 포함하는 것입니다. 이러한 공정에는 분쇄, 가공, 열처리 및 표면 마감이 포함되어 필요한 정확한 사양 및 공차를 충족 할 수 있습니다.

품질 관리 및 검사

X- 선 검사, 초음파 검사 및 염료 침투 검사와 같은 비파괴 테스트 방법은 종종 내부 또는 표면 결함을 감지하기 위해 사용됩니다. 엄격한 품질 관리 측정을 구현하면 최고 표준을 충족하는 구성 요소 만 고객에게 제공됩니다.

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