쉘 캐스팅이란 무엇인가? 공정, 장점 및 적용 분야

제조업체는 금속 부품을 성형하기 위해 다양한 주조 기술을 사용하는데, 여기에는 다음이 포함됩니다. 스퀴즈 캐스팅모래 주조, 원심 주조, 로스트폼 주조 및 쉘 주조에 대해 중점적으로 논의할 것입니다. 쉘 캐스팅 여기" 

쉘 캐스팅, 쉘 몰딩 또는 쉘 금형 캐스팅은 페놀 수지와 같은 수지를 주입한 모래 주형에서 금속 및 합금 부품을 성형하는 공정입니다. 추가된 수지는 용융 금속을 성형하기 위한 단단한 껍질을 형성하여 표면 조도와 주조 속도를 향상시킵니다.

쉘 몰딩은 유사하지만 모래 주조, 이 방법은 외피 또는 덮개 껍질의 형성 방식에 차이가 있습니다. 빠른 생산 속도와 최소한의 후처리 요구 사항 덕분에 다양한 산업 분야에 적합합니다.

이 글에서는 쉘 몰드 주조란 무엇인지, 단계별 공정, 장점, 적용 분야 등에 대해 알아보겠습니다. 시작하겠습니다! 

쉘 몰드 주조란 무엇인가요?

먼저, 왜 쉘 몰드 주조라고 부르는 걸까요? 가열된 패턴을 레진이 함침된 모래에 넣으면 금형이 마치 "껍데기 구조"처럼 형성되기 때문입니다. 레진이 녹아서 세밀한 홈이 있는 단단한 껍질을 만듭니다. 

쉘 금형 및 주조 공정

쉘 몰딩 공정은 알루미늄, 주철, 강철, 구리, 황동과 같이 융점이 비교적 낮은 철 및 비철 금속 모두에 적용 가능합니다. 

"이는 정밀 주조 방식으로, 얇은 수지 접착 모래 주형을 사용하여 복잡한 금속 부품을 생산하는 방법입니다."

쉘 몰딩 품목 

또한, 쉘 주조는 얇은 벽의 원통형, 정육면체 및 복잡한 형상을 제작할 수 있습니다. 이 공법을 사용하면 정밀한 공차를 요구하는 소형에서 중형 크기의 부품을 생산할 수 있습니다. 따라서 쉘 주조는 자동차, 항공우주, 농업 및 산업 기계에 이르기까지 다양한 분야에 적용됩니다.

지금 프로린을 사용해 보세요!

쉘 캐스팅은 어떻게 작동할까요? 단계별 설명

쉘 몰드 주조 공정 단계

쉘 주조는 일반적인 모래 주조나 다른 주조 방식과 달리 주형 제작 과정에서 독특한 특징을 보입니다. 두 개의 주형은 패턴을 레진이 함침된 모래에 반복적으로 가열하고 접촉시켜 제작됩니다. 그런 다음, 이 두 주형을 조립하여 캐비티를 형성하고, 액체 금속을 부어 응고, 경화시킨 후 주형을 꺼내는 과정을 거칩니다.

쉘 몰드 주조 공정의 개별 단계는 다음과 같습니다.

• 패턴 생성 

쉘 몰딩 패턴 설계

"패턴"은 주조하려는 최종 부품의 복제품으로, 원하는 부품의 두 부분을 나타내는 두 개의 반쪽 패턴이 필요합니다. 패턴은 금속이나 나무를 가공하여 만들 수 있습니다. 또한 패턴 크기를 정할 때 수축률도 고려해야 합니다.

• 금형 제작 

쉘 금형 제작

175~370°C로 가열한 패턴을 레진 접착 모래가 담긴 상자 윗부분에 올려놓고, 패턴으로 상자를 완전히 닫습니다. 그런 다음 상자를 뒤집어 레진 접착 모래가 패턴에 달라붙도록 합니다. 패턴이 단단한 형태로 굳어질 때까지 이 과정을 반복합니다. 두 개의 몰드 부분이 모두 준비되면, 고정핀이나 접착제를 사용하여 하나의 몰드로 조립합니다. 몰드를 지지하기 위한 받침대 재료도 필요합니다. 

• 녹인 금속을 주형에 붓기 

쉘 금형 주조 공정 

원료 금속을 적절한 용광로에서 녹인 후 예열된 주형에 부어 넣습니다. 또한, 주조 온도와 유동성을 고려하여 발생 가능한 결함을 최소화해야 합니다. 

• 냉각 및 부품 배출 

주형을 실온으로 식히십시오. 주조하려는 금속의 특성에 따라 냉각 장치를 사용하여 냉각 속도를 높일 수도 있습니다. 또한 주형의 모든 단면이 고르게 냉각되도록 하십시오. 

쉘 금형에서 배출된 후 

완전히 굳으면 껍질에서 부품을 분리합니다. 이젝터 핀이 있는 금형 (또는 기타 배출 메커니즘)에 균열이나 손상이 없어야 합니다.

• 후처리 및 표면처리 

주조된 부품에 대해 버 제거 및 연삭과 같은 간단한 후처리 작업을 진행합니다. 필요한 경우, 내구성과 외관을 향상시키기 위해 표면에 적절한 마감 처리를 적용합니다. 

쉘 주조용 금속 

탄소강 쉘 성형 부품

앞서 언급했듯이, 쉘 주조는 융점이 비교적 낮은 철 및 비철 금속 모두에 사용되므로, 단단한 쉘이 용융 온도를 견딜 수 있습니다. 쉘 주조에 일반적으로 사용되는 몇 가지 금속에 대해 간략하게 설명하겠습니다.

• • 탄소강: C20, C30, C45와 같은 탄소강은 캠축, 차축, 농기계와 같은 고강도 금속 부품에 사용됩니다. 
  • 알류미늄:  알루미늄 합금은 가볍고 강도가 높아 널리 사용되며, 356, 413, 304, 360과 같은 등급은 쉘 몰드 주조 공정에 많이 사용됩니다. 또한, 알루미늄은 열전도율이 높아 쉘 몰딩 공정을 더욱 용이하게 합니다. 
  • 구리 및 그 합금: 순수 구리와 합금 모두 우수한 열적 및 전기적 특성으로 잘 알려져 있습니다. 또한 연성이 뛰어나 쉘 주조에 유리합니다. 이들은 전기 부품 및 열교환기에 사용됩니다. 

• 합금강: 합금강은 향상된 강도, 인성 및 내열성을 제공합니다. 42CrMo와 같은 합금강은 특히 다양한 산업 분야의 구조 부품에 쉘 캐스팅 방식으로 사용할 수 있습니다.

지금 프로린을 사용해 보세요!

쉘 캐스팅의 장점은 무엇인가요? 

쉘 주조 부품의 매끄러운 마감

쉘 주조 방식은 다른 방식에 비해 후처리 작업이 최소화된 고품질 마감과 높은 정확도를 제공하는 것이 주요 장점입니다. 캐스팅의 종류. 

주요 장점은 다음과 같습니다. 

• • 매끄러운 마무리: 주조 부품은 몰드 캐비티의 매끄러운 디테일을 그대로 재현하여 균일하고 매끄러운 외관을 만들어냅니다. 

• 정확도 : 쉘 몰딩은 모래 주조 및 기타 주조 방법보다 높은 ± 0.005mm의 정밀도를 달성할 수 있습니다. 

• 복잡한 부품: 이 장비는 실린더 헤드 및 압축기 블레이드와 같이 정밀한 디테일을 가진 복잡한 금속 부품을 제작할 수 있습니다. 쉘 금형은 효율적인 유동과 깊고 날카로운 캐비티를 통해 미세한 디테일을 구현합니다.

• • 재료 다양성: 철, 강철, 구리, 마그네슘, 알루미늄 및 기타 여러 금속과 합금을 사용하여 원하는 부품을 주조할 수 있습니다. 유일한 요구 사항은 외피가 원료 금속의 용융 온도를 견딜 수 있어야 한다는 것입니다.

• 생산 속도 : 쉘 몰드 주조 공정은 속도가 빠르며, 가동 중지 시간을 최소화하면서 대량 생산을 신속하게 진행할 수 있습니다.

쉘 캐스팅의 단점은 무엇인가요?

쉘 캐스팅은 여러 가지 장점이 있지만, 몇 가지 단점도 있습니다. 이러한 단점을 고려하면 쉘 캐스팅이 기술적 요구사항과 예산 제약에 적합한지 여부를 더 잘 판단할 수 있습니다.

• 초기 설치 및 금형 제작 비용 증가
• 수축, 다공성, 기포 발생 등의 결함이 생길 위험이 있습니다.
• 후처리 요구 사항으로 인해 부품당 생산 비용이 증가합니다.
• 자동화하기 어렵고, 해당 공정에 더 많은 인력이 필요합니다.
• 녹는점이 매우 높은 금속에는 적합하지 않습니다.

쉘 금형 주조의 산업적 응용 

쉘 몰딩 부품은 정밀도와 강도가 요구되는 자동차, 항공우주, 전기 및 기타 다양한 산업 분야에서 사용됩니다. 또한 경량 부품 제작에도 적합합니다.

 아래 표에서 실제 산업 현장의 적용 사례를 몇 가지 살펴보겠습니다.

쉘 몰딩 vs. 모래 주조

모래 주조는 수지 코팅된 모래 대신 실리카나 기타 연마성 모래를 사용합니다. 복제 모형을 다져진 모래 속에 넣어 캐비티를 형성합니다. 이 방법은 저렴한 비용으로 대형 부품을 생산할 수 있지만, 쉘 몰딩이나 쉘 금형 주조에 비해 표면 마감과 정밀도가 떨어집니다.

아래 표는 쉘 몰딩과 모래 주조의 차이점을 요약한 것입니다.

자세히보기 : 다이 캐스팅 회사

합산 

전반적으로, 쉘 캐스팅은 매끄러운 표면과 높은 정밀도가 요구되는 금속 부품의 모래 주조를 대체할 수 있는 이상적인 방법입니다. 강철, 철, 알루미늄, 구리 및 기타 융점이 비교적 낮은 다양한 금속과 합금을 성형할 수 있습니다.

쉘 금형 주조 공정의 모든 장점을 활용하는 데 있어 가장 중요한 요소는 견고한 쉘 금형 제작입니다. 이를 위해서는 정확한 "패턴"과 이를 바탕으로 쉘 금형을 제작할 전문 엔지니어가 필요합니다. 프로린테크(ProleanTech)는 패턴 제작부터 후속 주조 생산 단계까지 모든 과정을 지원해 드립니다. 당사에 문의해 주세요.추가적인 문의사항이 있으시면 언제든지 연락주세요.

자주 묻는 질문

쉘 캐스팅은 샌드 캐스팅과 다른가요?

네, 쉘 주조는 모래 주조와 여러 면에서 다르며, 특히 주형 제작 방식에서 차이가 있습니다. 쉘 주조는 가열된 수지 코팅 모래로 만든 단단한 쉘을 사용하는 반면, 모래 주조는 점토로 뭉친 습한 모래 주형을 사용합니다.

쉘 몰드 주조 공정은 언제 사용해야 할까요?

쉘 금형 주조는 경량 부품, 복잡한 형상 또는 대량 생산이 요구되는 응용 분야에 적합합니다. 

쉘몰드 주조 제품의 예는 무엇인가요?

대표적인 쉘 몰딩 제품으로는 실린더 헤드, 크랭크샤프트, 터빈 블레이드, 군용 장비, 밸브 바디, 금형 인서트 등이 있습니다.

금속이나 합금을 쉘캐스팅으로 주조할 수 있나요?

대부분의 재료는 아니지만, 원료의 융점이 경질 주조에 적합한 범위 내에 있는지 여부에 따라 호환성이 달라집니다. 그러나 알루미늄, 구리, 강철, 주철을 포함한 대부분의 일반적인 재료는 경질 주조에 적합합니다.