"진공 주조"라는 용어는 종종 두 가지 뚜렷한 제조 공정을 설명하는 데 사용되며, 하나는 폴리머용이고 다른 하나는 금속용입니다. 폴리머의 경우, 이 공정은 생산 플라스틱을 모방하도록 설계된 다양한 폴리우레탄 수지를 사용하여 높은 정밀도의 프로토타입을 만듭니다. 금속의 경우, 진공 정밀 주조는 슈퍼합금, 스테인리스강, 티타늄과 같이 순도가 매우 중요한 고성능 합금에 사용됩니다.
진공 주조할 수 있는 특정 재료는 참조하는 공정이 무엇인지에 따라 완전히 달라집니다. 선택은 실리콘 몰드에서 플라스틱과 같은 부품을 만드는 데 사용되는 폴리우레탄 수지와 세라믹 몰드에서 중요한 부품을 만드는 데 사용되는 슈퍼합금 및 티타늄과 같은 고성능 금속 사이의 선택입니다.
"진공 주조" 해부하기: 두 가지 주요 공정
재료 옵션을 이해하려면 먼저 목표에 맞는 "진공 주조" 공정이 무엇인지 파악해야 합니다. 이들은 매우 다른 문제를 해결하며 동일한 재료나 장비를 공유하지 않습니다.
공정 1: 우레탄 진공 주조 (폴리머용)
이 공정은 주로 플라스틱과 유사한 부품의 프로토타이핑 및 저용량 생산에 사용됩니다. 액체 폴리머 수지를 진공 챔버 내부의 유연한 실리콘 몰드에 붓는 과정이 포함됩니다.
사용되는 재료는 2액형 폴리우레탄 수지입니다. 이들은 일반적인 생산 플라스틱의 특성을 모방하도록 배합됩니다.
일반적인 재료군은 다음과 같습니다.
- ABS 유사: 내충격성이 우수한 범용의 단단한 수지.
- 폴리프로필렌(PP) 유사: 유연성과 내구성이 좋은 반강성 수지.
- 고무 유사(탄성체): 고무를 모방하기 위해 다양한 쇼어 경도 값을 갖는 유연한 수지.
- 투명(PC 또는 아크릴 유사): 렌즈 및 투명 부품에 사용되는 투명 수지.
- 내고온성: 더 높은 작동 온도를 견딜 수 있는 특수 수지.
공정 2: 진공 정밀 주조 (금속용)
이것은 복잡하고 고성능인 금속 부품을 만드는 데 사용되는 매우 전문화된 산업 공정입니다. 왁스 패턴을 사용하여 세라믹 몰드를 만든 다음, 이 몰드에 용융 금속을 진공 상태에서 채웁니다.
이 공정은 산소와 반응성이 매우 높거나 절대적인 순도와 완벽한 내부 구조가 필요한 금속에 사용됩니다.
자주 사용되는 재료는 다음과 같습니다.
- 니켈 기반 슈퍼합금: (예: 인코넬, 하스텔로이) 극한의 온도 및 부식 저항성으로 인해 항공 우주 및 터빈 엔진에 사용됩니다.
- 티타늄 합금: 높은 강도 대 중량비와 생체 적합성이 필수적인 의료용 임플란트, 항공 우주 부품 및 군사 하드웨어에 사용됩니다.
- 스테인리스강: 높은 내식성과 강도가 필요한 복잡한 부품에 사용됩니다.
- 알루미늄 합금: 높은 무결성이 요구되는 경량 항공 우주 및 자동차 부품에 사용됩니다.
진공을 사용하는 이유: 핵심 이점
진공의 역할은 본질적으로 공정에서 공기 및 기타 가스를 제거하여 품질을 보장하는 것입니다.
우레탄의 경우: 기포 없는 완벽한 복제
진공은 재료가 도입되기 전에 액체 수지와 몰드 공동의 모든 공기를 제거합니다. 이를 통해 최종 부품에 기포나 보이드가 없도록 하고 수지가 몰드의 모든 작은 디테일까지 채워져 마스터 패턴의 완벽한 복제를 생성하도록 보장합니다.
금속의 경우: 순도 및 성능
금속 주조에서 진공은 두 가지 중요한 기능을 수행합니다. 첫째, 이는 용융 금속과 반응할 산소를 제거하여 산화를 방지하며, 이는 티타늄 및 슈퍼합금과 같은 반응성 합금에 매우 중요합니다.
둘째, 압력 차이는 용융 금속을 매우 복잡하고 얇은 벽 부분으로 끌어들이는 데 도움이 되는데, 이는 단순한 중력 주조로는 완전히 채워지지 않을 수 있는 부분입니다.
기타 진공 공정에 대한 참고 사항
진공 주조를 진공 상태에서 수행되는 다른 제조 공정과 혼동하기 쉽습니다. 참조에서 언급된 재료는 이러한 별개의 공정에 대한 것이지 주조에 대한 것이 아닙니다.
- 진공 소결: 분말 금속 또는 탄화물을 녹이지 않고 열과 진공 상태에서 함께 융합합니다.
- 진공 템퍼링: 이미 성형된 강철 부품의 경도와 연성을 변경하는 열처리 공정입니다.
- 진공 질화: 내마모성을 개선하기 위해 완성된 부품에 대한 표면 경화 처리입니다.
이들은 액체 재료를 몰드에 부어 부품의 모양을 만드는 과정이 아니므로 주조 공정이 아닙니다.
목표에 맞는 올바른 선택
올바른 공정과 재료를 선택하려면 프로젝트의 최종 목표가 무엇인지 명확히 해야 합니다.
- 고정밀 플라스틱 프로토타입 또는 소량 생산(10~100개) 제작에 중점을 둔 경우: 폴리우레탄 수지를 사용한 우레탄 진공 주조가 이상적인 선택입니다.
- 불순물이 없는 복잡하고 임무에 중요한 금속 부품 제조에 중점을 둔 경우: 슈퍼합금, 티타늄 또는 특수강과 같은 재료를 사용한 진공 정밀 주조가 필요한 공정입니다.
- 기존 금속 부품의 경도를 높이거나 수정해야 하는 경우: 진공 템퍼링 또는 질화와 같은 별도의 열처리 공정을 조사해야 하며 주조는 해당되지 않습니다.
궁극적으로 재료 선택을 올바른 제조 공정과 일치시키는 것이 성공적인 결과를 위한 기반입니다.
요약표:
| 공정 | 사용된 재료 | 주요 응용 분야 |
|---|---|---|
| 우레탄 진공 주조 | ABS 유사, PP 유사, 고무 유사, 투명, 고온 수지 | 플라스틱과 유사한 부품의 프로토타이핑, 저용량 생산 |
| 진공 정밀 주조 | 니켈 슈퍼합금, 티타늄 합금, 스테인리스강, 알루미늄 합금 | 항공 우주, 의료용 임플란트, 고성능 금속 부품 |
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