스핀 캐스팅
Spin casting |
원심고무몰드캐스팅(CRMC)이라고도 하는 스핀캐스팅은 관성을 활용하여 고무몰드로부터 주물을 생산하는 방법입니다.일반적으로 원반 모양의 금형은 중심축을 따라 설정된 속도로 회전합니다.주조 재료(일반적으로 용해된 금속 또는 액체 열경화 플라스틱)는 금형 상단 중앙에 있는 구멍을 통해 주입됩니다.그리고 금속(또는 열경화 플라스틱)이 굳어지면서 채워진 금형이 계속 회전합니다.
개요
스핀 주물의 두 가지 특징은 반영구적(확장 불가능한) 고무 금형과 관성력 사용입니다.따라서 가공된 다이 기반 및 소모성 금형 주조 방법에 비해 공정이 상대적으로 독특합니다.이러한 품질로 작업자는 기존의 오븐에서 가열하면 가황 공정에서 견딜 수 있을 정도로 굳어져 제조 금형을 주조할 수 있는 고분자 클레이와 같이 플라스틱을 조각하기 쉬운 고분자 클레이와 같은 매체를 사용하여 오리지널 금형을 제작할 수 있습니다.이러한 품질은 또한 작업자가 낮은 융점과 점도를 위해 특별히 제작된 주조 재료를 사용하도록 장려합니다.대부분의 스핀 주물은 퓨터 및 아연 합금 또는 열경화 플라스틱으로 제작됩니다.
실리콘 몰드
스핀 주조 공정은 일반적으로 가황 실리콘 또는 유기 고무를 금형 기판으로 사용합니다.가황은 금형 제작 공정의 중간에서 발생하는 필수 단계입니다.가황 전 금형 고무는 부드럽고 가단성이 있는 고체 형태의 유체이며, 여러 면에서 실리 퍼티와 매우 유사합니다.이 단계에서는 점토와 같은 성질을 가지고 있기 때문에 금형을 쉽게 절단하거나 성형하여 불규칙한 모델에 대응할 수 있습니다.가황은 금형 내부에 음의 공간을 확보하는 것과 주조 시 견고하고 견고한 상태로 유지되도록 고무를 경화하는 두 가지 목적을 수행합니다.
가황 후 금형을 사용하기 전에 게이트 및 통풍 절차를 거쳐야 합니다.여기에는 주조 공정에서 적절한 공기와 재료 흐름을 보장하기 위해 채널을 조각하는 작업이 포함됩니다.게이트와 통풍은 일반적으로 날카로운 칼이나 메스를 사용하여 손으로 이루어지며, 금형의 복잡성에 따라 시간이 달라집니다.최종 제품은 경화된 고무 금형으로, 교체가 필요할 때까지 수백에서 1,000회 이상의 주조 주기를 견딜 수 있습니다.
주조재
메탈
일반적으로 금속 다이캐스팅 및 사출 성형과 같은 경쟁 공정에 사용되는 주조 재료는 유사하지만 스핀 주조에는 적합하지 않습니다.예를 들어 Zamak 3과 같은 전형적인 아연 다이캐스팅 합금을 사용할 수 있지만 원심력으로 주조할 경우 용해 상태에서 너무 빠르게 응고됩니다.이는 일반적으로 금형의 불완전한 충전과 오렌지 박리라고 불리는 거칠고 다공질 마감으로 이어집니다.약간 다른 구성의 자막 2는 원래 더 큰 마감 강도를 가진 중력 주조 합금으로 개발되었지만 스핀 주조와 함께 잘 작동하는 것으로 밝혀졌다.구리 함량이 증가하여 공정 거동을 촉진하고 결빙점을 낮춥니다.Kirksite'로 알려지게 되었고, 표면 마감을 제어하기 위해 마그네슘과 같은 추가 성분이 포함된 다양한 전용 스핀 주조 합금을 만들어냈습니다.
고품질 마감으로 정확한 복제의 반복 가능한 주조 사이클을 보장하기 위해 스핀 주조 공정에는 다음과 같은 품질의 주조 재료가 필요합니다. 그 이유는 다음과 같습니다.
- 저온 작동 - 고온에 과도하게 노출되면 고무 금형이 열화되기 때문에 스핀 주물은 저온 공정입니다.실제 화합물에 따라 금형이 지나치게 부드러워지거나 딱딱해지거나 균열이 생기거나 칩이 생길 수 있습니다.
- 느린 응고 및 낮은 점도 - 주조 재료의 균일하고 제한 없는 흐름은 최종 품목의 품질과 마감에 상당한 영향을 미칩니다.
플라스틱
앞서 언급한 금속 합금 외에도 열경화성 수지 및 플라스틱은 액체로 도입될 수 있으며 금형이 회전하는 동안 굳어지거나 굳어지기 때문에 스핀 주조와 잘 작동합니다.일반적으로 스핀 주물은 금형에 도입되는 즉시 액체가 되고 스핀 사이클 동안 천천히 균일한 속도로 응고되는 주조 재료의 사용을 장려합니다.
장비.
스핀 캐스터
주조 공정에서 완성된 금형은 선택한 주조 재료에 따라 중심축을 따라 30초에서 몇 분 동안 회전합니다.내부적으로 스핀 주조 기계 또는 스핀 캐스터는 모터와 압력 클램핑 시스템으로 구성되어 있으며, 일정한 속도로 회전하는 동안 금형을 적절히 고정하고 배치합니다.이러한 구성 요소는 기계 본체 내부에 배치되어 회전 중에 몰드에서 실수로 배출되는 용해된 금속 또는 액체 플라스틱의 섬광을 방지합니다.적절한 격납용기를 사용하지 않을 경우, 고온의 용융 섬광은 인근 사람에게 심각한 위험이 될 수 있습니다.
시판되는 스핀 주조 기계에는 프론트 로딩과 탑 로딩의 두 가지 유형이 있습니다.스핀 주조 금형의 무게와 부피 때문에 프론트 로딩 기계는 사용 편의성과 시간 절약과 관련하여 몇 가지 이점을 제공하는 경향이 있습니다.고무 금형은 특히 직경이 크거나 금속을 주조할 때 상당히 무거워질 수 있습니다.캐스터의 로딩과 언로딩은 손으로 이루어지기 때문에 프론트 로딩 스핀 캐스터에서 허용하는 한 번의 유체 운동으로 허리 높이에서 금형을 조작하는 것이 가장 쉽고 피로감이 적다.이는 시간당 주조 사이클 수를 최대화하기 위해 생산 스핀 주조에서 중요합니다.
상단 로딩 기계는 가격이 더 저렴하고 이론적으로 최대 금형 두께에 대한 제한이 덜합니다.
벌커나이저
가황은 스핀 주조용으로 경화되지 않은 실리콘 금형을 준비하는 데 필요한 단계입니다.제어된 열과 압력 하에서 실리콘은 열에 강하고 유연하며 영구적인 곰팡이로 서서히 경화됩니다.가황 프레스 또는 가황기는 금형을 몇 시간 동안 열에 노출시키면서 균등하게 압축합니다.가황기는 유압 프레스에 장착된 한 쌍의 병렬 가열식 플래튼으로 구성됩니다.소형 또는 자가제 가황기는 유압 대신 나사 또는 고강도 클램프를 통해 금형을 압축할 수 있습니다.일부 스핀 주조 공장은 자체 가황기를 가동하지 않고 공급업체로부터 금형을 조달하는 방식을 택합니다.
용융로
용융로는 금속을 스핀 주조할 때만 필요합니다.금형에 넣기 전에 금속을 녹여야 합니다.스핀 주조로에는 각 금속에 대한 최적의 범위가 있기 때문에 온도 제어 장치가 필요합니다.예를 들어, 특정 아연 합금은 일반적으로 775 - 800 °F 사이에서 주조되지만, 실제로는 500 °F 정도에서 훨씬 더 낮게 녹습니다.금속이 더 높은 온도(이 경우 800°F 이상)에서 금형에 유입되면 실리콘이 조기에 마모되어 금형 수명이 단축됩니다.금속이 상당히 낮은 온도(775°F 이하)에서 도입될 경우 응고 시간도 비슷하게 단축되어 불완전하거나 품질이 낮은 주물이 발생합니다.스핀 주조 금속은 미세 온도 제어가 가능하고 적절한 주조 온도에 대한 지식이 있는 용해로가 필요합니다.
유사한 프로세스
스핀 주물은 저온 금속 및 열경화성 플라스틱과 같은 특정 재료의 품목을 제작하는 데 선호되는 방법입니다.사출 성형과 (아연) 다이캐스팅이라는 두 가지 주요 경쟁 공정에 비해 스핀 주조는 시작 비용과 사용 편의성 측면에서 상당한 이점을 가지고 있습니다.경우에 따라서는 스핀 주물이 모래 주조, 석고 금형 주조 또는 인베스트먼트 주물의 대안이 될 수도 있습니다.이 세 가지 기술(모래, 석고 및 유실 왁스)은 각각 소모성 금형을 사용하기 때문에 직접 비교할 수 없습니다.
스핀 주조와 다른 다양한[1] 주조 공정의 비교| 스핀 캐스팅 | 다이캐스팅 | 사출 성형 | |
|---|---|---|---|
| 금형재 | 가황고무 | 가공 공구강 | 가공 알루미늄, 황동 또는 공구강 |
| 주조재 | 아연, 주석, 납, 퓨터, 열경화 플라스틱, 패턴 왁스 | 아연, 알루미늄, 마그네슘 | 대부분의 열가소성 플라스틱 |
| 평균 공구 비용(USD) | $7,500–20,000 | $50,000–2,500,000 | $25,000–150,000 |
| 설계 변경 기능 | 가장 간단함 | 매우 어렵다 | 매우 어렵다 |
| 일반적인 초기 리드 타임 | 4시간에서 2일 | 12~24주 | 12~24주 |
| 주조 공차 | 초박빙 | 가장 가까운 | 가장 가까운 |
| 원피스 가격 | 매우 낮다 | 최하위 | 최하위 |
| 사이즈 범위 | 0.5~12인치(13~305mm) | 0.5~24인치(13~610mm) | 0.5~24인치(13~610mm) |
공구 비용과 리드 타임의 현저한 차이는 다이캐스팅 및 플라스틱 사출 성형에 사용되는 정밀 금속 금형(다이)을 생산하는 데 필요한 비용과 시간이 많이 소요되기 때문입니다.가공된 금속 다이의 정밀 공구 및 탄성 특성은 금형이 매우 오래 지속되고 주조 공차가 약간 개선됩니다.열가소성 플라스틱 및 다이캐스팅 금속 합금은 특수 스핀캐스팅 아날로그보다 폭넓게 사용되며 일반적으로 가격이 저렴합니다.
적용들
스핀 캐스팅은 일반적으로 다음과 같은 유형의 품목 제조에 사용됩니다.
- 게임용 미니어처와 피규어– 금속과 플라스틱 모두.
- 지그 헤드 및 리드 웨이트를 포함한 낚시용 미끼 및 낚시 도구 부품.
- 장식 및 참신성 아이템 - 벨트 버클, 핀, 엠블럼, 메달, 트로피, 각종 기념품 등
- 산업용 제조 및 대체 부품 생산.
- 신속한 프로토타이핑/빠른 제조 – 스핀 주조는 부서지기 쉬운 빠른 프로토타입 모델에서 완벽하게 기능하는 복사본을 빠르고 효율적으로 제작할 수 있기 때문에 우수한 부가 공정입니다.
스핀 주물은 시작 비용이 낮고 사용 편의성이 높기 때문에 다이캐스팅, 사출 성형 또는 이와 유사한 프로세스에 필요한 투자를 할 수 없는 개인 및 기업에게 제공됩니다.이러한 유저에는, 통상, 생산의 「잡」숍에 업무를 위탁하는 중소규모 기업이나 디자인 회사나, 개인의 즐거움을 위해서 독특한 아이템을 제작하는 취미가가 포함됩니다.따라서 스핀 캐스팅은 경쟁 기술보다 더 광범위한 애플리케이션에 접근할 수 있습니다.
「 」를 참조해 주세요.
- 원심 주조(산업용) – 일반적으로 산업용 규모로 박벽 실린더를 주조하는 데 사용되는 주조 기술
- 원심 주조(은세공) – 작은 주형을 부은 후 암의 끝부분에서 회전시켜 더 작은 규모로 주조하는 기술
- 스핀 코팅
- 회전로
레퍼런스
- ^ 를 클릭합니다Compare Processes, retrieved 2014-09-25.