로스트 폼 캐스팅이란 무엇이고, 기본 원칙과 주요 단계는 무엇입니까?

증발 패턴 주조라고도 알려진 LFC(잃어버린 거품 주조)는 치수 정확도가 높고 표면 마감이 우수한 복잡한 금속 부품을 만드는 데 사용되는 정밀 주조 공정입니다. 이 고급 주조 기술은 최소한의 후처리 요구 사항으로 거의 그물 모양의 부품을 생산하기 위해 자동차, 항공우주, 중장비를 포함한 다양한 산업에서 널리 사용됩니다.

로스트폼 캐스팅의 기본 원리

의 핵심 원칙 Lost Foam Casting 주조 공정 중에 용융 금속으로 대체되는 폼으로 만든 소모성 패턴을 사용하는 것을 중심으로 진행됩니다. 일반적으로 발포 폴리스티렌(EPS) 또는 유사한 폴리머로 만들어진 패턴은 원하는 최종 부품의 정확한 모양으로 생성됩니다. 이 패턴을 내화성 세라믹 코팅으로 코팅한 다음 플라스크에 넣은 다음 결합되지 않은 건조 모래로 채웁니다. 모래는 패턴 주위에 압축되어 견고한 지지력을 제공합니다.

그런 다음 용융 금속을 폼 패턴에 직접 붓습니다. 금속의 열로 인해 폼이 즉시 기화되고 분해되어 금속이 남겨진 전체 공동을 채울 수 있어 원래 패턴의 모양과 세부 사항이 정확하게 복제됩니다. 폼의 기체 부산물은 투과성 세라믹 코팅과 모래를 통해 배출됩니다.

로스트 폼 캐스팅의 주요 프로세스 단계

1. 패턴 제조: 이 과정은 폼 패턴과 게이팅 시스템의 생성으로 시작됩니다. 이는 팽창성 폴리스티렌 비드를 알루미늄 금형에 주입하고 증기를 사용하여 최종 패턴 모양으로 함께 융합함으로써 가장 일반적으로 수행됩니다. 복잡한 부품의 경우 특수 접착제를 사용하여 여러 패턴 섹션을 생산하고 완전한 클러스터로 조립할 수 있습니다.

2. 패턴 어셈블리: 개별 폼 패턴은 중앙 폼 게이팅 시스템(스프루, 러너 및 라이저)에 부착되어 클러스터 또는 트리를 형성합니다. 이 어셈블리를 사용하면 단일 주조 사이클에서 여러 부품을 생산할 수 있어 효율성이 향상됩니다.

3. 내화 코팅의 적용: 조립된 폼 클러스터를 내화성 세라믹 재료의 슬러리에 담급니다. 이 코팅은 다음과 같이 중요합니다:

   • 최종 주조를 위한 매끄러운 표면 마감을 제공합니다.

   • 붓는 동안 모래 침식과 금속 침투를 방지합니다.

   • 분해되는 폼의 기체 생성물이 투과성을 통해 빠져나갈 수 있도록 합니다.
     그런 다음 코팅된 클러스터를 제어된 환경에서 완전히 건조하여 적절한 강도와 투과성을 얻습니다.

4. 성형(모래 압축): 건조되고 코팅된 클러스터를 거꾸로 강철 플라스크에 넣습니다. 그런 다음 결합되지 않은 건조 실리카 모래를 패턴 주위의 플라스크에 붓습니다. 플라스크는 진동 테이블 위에서 진동하여 모래가 모든 구멍으로 흘러 들어가고 패턴 주위에 촘촘하게 채워져 금속을 붓는 동안 중요한 구조적 지지를 제공합니다.

5. 붓기: 모래가 압축되면 용융 금속을 레이들에서 폼 게이팅 시스템의 스프루 컵에 직접 붓습니다. 금속은 전체 공동을 채우는 동시에 기화하고 폼 패턴을 대체합니다. 폼이 결함을 일으키지 않고 최적의 속도로 분해되도록 주입 속도와 온도를 주의 깊게 제어해야 합니다.

6. 냉각 및 진탕: 주입이 완료된 후 용융 금속을 모래 주형 내에서 응고시키고 냉각시킵니다. 그런 다음 플라스크를 뒤집고 모래를 이제 고체가 된 금속 주조 클러스터에서 진동시킵니다. 모래의 결합되지 않은 특성으로 인해 주조물에서 쉽게 멀어지며 냉각되어 후속 금형에 재사용될 수 있습니다.

7. 마무리: 마지막 단계는 밴드톱이나 연삭 휠과 같은 절삭 공구를 사용하여 게이팅 시스템에서 주조 부품을 제거하는 것입니다. 최종 지정된 치수와 표면 품질을 달성하기 위해 가벼운 연삭이나 샷 블라스팅과 같은 사소한 마무리 작업을 수행할 수 있습니다.

로스트 폼 캐스팅은 내부 통로, 복잡한 형상, 감소된 가공 요구 사항을 갖춘 복잡한 부품을 제조하는 데 상당한 이점을 제공합니다. 그 성공은 패턴 품질부터 모래 압축 및 주입 매개변수에 이르기까지 모든 단계에서 세심한 제어에 달려 있습니다. 결과적으로 Lost Foam Casting은 현대 금속 가공에서 여전히 중요하고 효율적인 공정입니다.