인베스트먼트 주조의 특징과 장단점

인베스트먼트 주조

인베스트먼트 주조에서는 왁스로 만들어진 패턴이 주형을 만들기 위해 내열재로 코팅되며, 용탕이 주입되기 전에 왁스는 녹아 없어지게 된다. 인베스트 먼트라는 용어는 인베스트(invest)로부터 왔으며, 완전하게 도포한다는 의미로 왁스 패턴에 내열재를 코팅한다는 것을 말한다. 매우 정밀하고 세밀한 주물을 만드는데 사용하므로 정밀주조공정에 해당한다. 고대 이집트까지 역사가 거슬러 올라가며, 주조 전에 왁스 패턴이 없어지므로 로스트 왁스공정이라고도 한다.

인베스트먼트 주조의 각 단계를 나타냈다. 내열 주형이 만들어진 후 왁스 패턴이 녹아버리기 때문에 매 주물마다 독립된 패턴이 만들어져야 한다. 일반적으로 패턴은 몰딩공정으로 제작된다. 뜨거운 왁스를 마스터 다이(master die)에 붓거나 주입하는데, 마스터 다이는 왁스와 후속 주물공정 금속의 적당한 가공여유, 수축을 고려해 설계된다. 제품의 형상이 매우 복잡한 경우에는 여러 개의 왁스 조각을 결합해 패턴을 완성할 수 있다. 대량 제조공정에서는 여러 개의 패턴이 주입구에 붙어 있는 패턴트리(pattern tree)를 만든다.

내열재 코팅(단계3)은 일반적으로 패턴트리를 석고와 혼합된 고운 입자의 실리카 또는 기타 내열재(거의 분말형태)가 들어간 용액 속에 담그는 것이다. 매우 고운 입자의 내열재는 부드러운 표면을 만들고 왁스 패턴의 미세한 부분도 표현할 수 있다. 최종 주형(단계4)은 트리를 내열재 용액에 반복적으로 담그거나 용기 속의 트리 주위에 내열재를 채움으로써 얻어진다. 결합제를 굳히기 위해 8시간 동안 공기 중에서 건조시킨다.

1. 인베스트먼트 주조는 여러 가지 장점이 있다.
2. 매우 복잡하고 세밀한 제품을 주조 할 수 있다.
3. 매우 정밀한 치수 관리가 가능하다(0.075mm 공차)
4. 우수한 표면 제작이 가능하다.
5. 일반적으로 왁스는 재활용이 가능하다.
6. 부가적인 절삭가공 공 정이 일반적으로 필요 없다.

이는 최종 순형상으로의 주조를 의미한다. 이 주조공정에는 많은 단계가 있기 때문에 비교적 고비용의 공정이다. 30kg 이상의 복잡한 제품 도 훌륭히 주조할 수 있지만 일반적으로 크기가 작은 제품에 적용된다. 강, 스테인리스강, 기타 고온 합금 등 모든 금속이 인베스트먼트 주조에 사용할 수 있다. 복잡한 기계부품, 터빈 엔진의 블레이드, 기타 부품, 귀금속 세공, 치과 보철물 등이 인베스트먼트 주조의 예다. 인베스트먼트 주조로 제작된 정밀한 형상의 부품은 정말이지 다양하다.