주조와 파운드리의 차이점: 금속 제조에 대해 이야기할 때 파운드리와 주조라는 두 가지 용어가 자주 함께 등장합니다. 엔지니어링, 제조, 금속 제조 또는 공급망 조달 분야의 업무 환경에 종사하는 개인은 이 두 용어의 차이점을 이해해야 합니다. 인류 역사상 가장 오래되고 중요한 제조 공정 중 하나는 금속 주조입니다. 주조를 통해 원시 금속을 매우 정확한 형태와 내구성을 갖춘 산업용 및 상업용 제품으로 전환할 수 있습니다. 그러나 주조라는 단어는 일반적으로 온화하게 사용되지만 주조 행위로서의 주조와 주조 공정이 수행되는 시설로서의 주조 파운드리에는 차이가 있습니다. 이 두 가지는 서로 밀접한 관련이 있지만 본질적으로 다릅니다.

주조는 기어, 파이프의 피팅, 엔진의 복잡한 부품 등 특정 모양으로 만들기 위해 설계된 금형에 용융 금속을 붓는 작업입니다. 이는 제조 조립의 한 단계입니다. 반대로 파운드리는 이 공정이 이루어지는 장소이며, 용융, 금형 준비, 마감, 품질 검사 등 이와 관련된 많은 다른 공정이 일관되고 확장 가능한 방식으로 진행됩니다. 주조와 파운드리 활동의 차이점에 대한 지식은 생산 계획, 비용 견적 또는 공급업체 선정 측면에서 가장 중요합니다.

이 글에서는 파운드리의 정의와 주요 단계, 일반적인 주조 개념과의 차이점에 대해 설명합니다.

파운드리란 무엇인가요?

파운드리는 금속 주조 현장입니다. 산업 시설이나 작업장에서 용융된 금속을 금형에 부어 복잡한 부품과 모양을 만드는 곳입니다. 파운드리에 크게 의존하는 산업으로는 자동차 산업, 항공 우주 산업, 건설 산업, 농업 산업, 에너지 산업 등이 있습니다.

파운드리 공정 개요

파운드리의 정상적인 운영에는 다음 단계가 포함됩니다:

1. 패턴 만들기: 마지막 섹션의 사본을 개발 중입니다.
2. 금형 준비: 금형 캐비티, 즉 모래 또는 금속에 주조합니다.
3. 금속 용융: 금속의 용융 가열.
4. 붓기: 용융 금속을 금형에 붓습니다.
5. 냉각 및 응고: 금속을 식히고 굳히도록 놔둡니다.
6. 청소 및 정리: 곰팡이 긁어내기 및 청소.
7. 처리, 배송 및 검사: 연삭, 가공 및 품질 검사.

파운드리는 최첨단 엔지니어링과 야금 과학이 결합된 매우 기술적인 환경입니다. 소규모 작업장부터 하루에 수천 개의 주물을 만들 수 있는 거대한 산업 공장까지 다양합니다.

파운드리 유형

파운드리. 다양한 유형의 주조를 전문으로 하는 여러 종류의 파운드리가 있습니다:

• 철제 파운드리:  철과 강철로 만든 조각품.
• 비철 파운드리: 알루미늄, 청동 및 기타 합금에 집중하세요.
• 파운드리 작업: 소량 또는 고객별 부품을 제작하세요.
• 프로덕션 파운드리: P대량의 구성 요소를 생성합니다.

파운드리에서 일반적으로 사용되는 금속

파운드리는 애플리케이션에 따라 다양한 종류의 금속을 사용하여 작업합니다. 가장 널리 사용되는 금속은 다음과 같습니다:

• 주철: 또한 쉽게 주조할 수 있고 진동 감쇠를 생성하는 것으로도 유명합니다.
  캐스트 스틸:  더 강하고 견고합니다.
• 알루미늄 합금:  부식이 없고 가볍습니다.
• 청동과 황동:  일반적으로 장식용 또는 내마모성 부품에 적용됩니다.
• 마그네슘 합금: 가볍고 인화성 위험 때문에 널리 사용되지는 않습니다.

다양한 금속은 용융 상태에서의 거동이 다르기 때문에 주조 공장에서는 취급, 용융 온도, 금형 재료 등을 고려해야 합니다.

파운드리의 중요 프로세스

주조 공정은 다양한 기본 공정으로 구성되며, 이 모든 공정은 최종 주조물의 품질과 정밀도에 필수적입니다:

1. 패턴 만들기  

패턴은 마지막으로 주조된 오브젝트의 복사본입니다. 금형 캐비티를 만드는 데 사용됩니다. 패턴은 주조 기술에 따라 나무, 플라스틱, 금속 또는 왁스로 만들 수도 있습니다.

2. 몰딩  

즉, 모래나 세라믹과 같은 몰딩 소재에 패턴의 부정적인 인상이 남는다는 뜻입니다. 두 가지 유형이 존재합니다: 

녹색 모래 성형: 그린 샌드 몰딩은 바인더가 거의 또는 전혀 없는 모래를 사용하며, 주강 액슬 박스를 이식한 금형에 주조하여 생산한 고강도 주철인 ASTM A588 박스 또는 ASTM A370 박스(사진)를 모래에 세팅하는 데 사용되는 공정입니다.  

3. 융합 및 붓기  

금속을 녹이는 데 사용하는 용광로에는 유도 용광로, 전기 아크 용광로 또는 큐폴라 용광로가 있습니다. 용해된 금속은 중력, 압력 또는 진공의 도움을 받아 금형에 부어집니다.

4. 냉각 및 응고  

그런 다음 금속은 부은 후 금형 모양으로 굳어집니다. 입자 구조와 기계적 특성, 표면 마감의 배분은 냉각 속도에 따라 달라집니다.

5. 청소 및 털어내기  

금형을 분해하고(일회용인 경우) 굳은 비트를 꺼냅니다. 샌드블라스팅, 연마 또는 화학약품 처리는 주물을 세척하는 과정입니다.

6. 확인 및 연마  

마지막 공정에는 치수 공정, 비파괴 검사, 열처리 및 기계 가공이 포함됩니다. 다공성이나 수축과 같은 결함이 발견되면 이를 지적하고 수정합니다.

캐스팅이란 무엇인가요?

용융 금속을 물체에 부어 금속 물체를 형성하는 실제 프로세스는 다음과 같습니다. 캐스팅. 주조가 수행되는 장소가 아니라 프로세스 또는 방법입니다. 주조는 파운드리에서 이루어질 수도 있고, 파운드리가 아닌 상점이나 생산 라인에서 이루어질 수도 있습니다.

간단히 말해:

• 이곳은 주조 공장입니다. 이 과정을 주조라고 합니다.
• 일반적으로 몇 가지 유형의 캐스팅이 분류될 수 있습니다.

캐스팅 방법의 유형 

캐스팅은 몇 가지 방법으로 수행할 수 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:

1. 모래 주조

가장 오래되고 다목적 기술 중 하나입니다. 모래 주형으로 다양한 모양과 크기의 금속 부품을 만들 수 있습니다.

2. 다이 캐스팅

용융 금속을 고압의 재사용 가능한 강철 주형에 강제로 밀어 넣는 작업을 말합니다. 대량의 알루미늄, 아연, 마그네슘 합금이 대표적입니다.

3. 인베스트먼트 주조(로스트 왁스)

정확도가 뛰어나 항공우주 및 의료 산업에 적용됩니다. 왁스 패턴은 세라믹으로 코팅되어 있으며 왁스가 녹아 빈 공간을 남깁니다.

4. 영구 금형 주조

중력 또는 저압을 사용하고 재사용 가능한 금속 캐비티를 사용하여 캐비티를 채웁니다. 모래 주조보다 치수적으로 더 정확합니다.

5. 원심 주조

원심력을 사용하여 부품을 주조하고 회전하는 금형을 통해 용융 금속을 성형합니다. 파이프나 베어링과 같은 원통형 부품을 다룰 때 적합합니다.

파운드리와 주조의 차이점은 무엇인가요?

표 1: 파운드리와 주조의 차이점

사람들이 파운드리와 캐스팅을 혼동하는 이유는 무엇일까요?

파운드리와 주조라는 두 단어 사이의 불가분의 관계는 때때로 비공식적인 언어와 광고에서의 설명에서 이 단어가 사용되는 방식에서 비롯됩니다. 주조 공장 또는 주조 공장이라는 용어는 특히 파운드리를 의미하는 경우 서로 쉽게 대체할 수 있습니다.

또한 파운드리에서 발생하는 주요 공정이 주조라는 점을 고려할 때 이 두 단어는 매우 동의어가 됩니다. 그럼에도 불구하고 이 분야에서 일하는 사람들에게는 역할, 책임 및 절차를 정의하는 데 있어 이 구분이 유용합니다.

실생활에서 파운드리 및 주조 활용하기

주조는 다양한 산업을 지원하는 기본 제조 공정 중 하나입니다. 파운드리는 중공업과 경공업의 핵심적인 부분입니다. 주조 부품에 의존하는 주요 분야는 다음과 같습니다:

1. 자동차 산업

주조 부품은 엔진, 변속기 시스템, 섀시 및 서스펜션 부품에 광범위하게 사용됩니다. 대표적인 예는 다음과 같습니다:

• 엔진 블록
• 실린더 헤드
• 브레이크 드럼
• 기어박스

이 공간은 튼튼하고 저렴하며 잘 가공된 알루미늄과 철 주물로 채워져 있습니다.

2. 항공우주

항공우주 분야에는 고강도 부품뿐만 아니라 경량 부품도 필요합니다. 인베스트먼트 주조 및 기타 정밀 주조 공정이 사용됩니다.

• 터빈 블레이드
• 제트 비행기 부품
• 구조 브래킷

이 경우 기계적 강도뿐만 아니라 치수 공차 및 내피로성 시스템도 고려됩니다.

3. 인프라 및 건설

건축에 주철과 강철을 사용하는 목적은 다음과 같습니다:

• 수도관
• 배수 시스템
• 지원 구조
• 맨홀 뚜껑

따라서 수명이 길고 열악한 환경에서도 잘 견디기 때문에 인프라 프로젝트에 적합합니다.

4. 전력 및 에너지

화력, 수력 또는 풍력 발전소에서는 주물을 찾을 수 있습니다:

• 터빈 하우징
• 밸브 본체
• 펌프 케이스

주조 공정을 통해 높은 압력과 온도를 견딜 수 있는 크고 복잡한 형상을 만들 수 있습니다.

5. 농업 장비

강도와 내마모성 때문에 무거운 주철 또는 연성 부품은 트랙터, 쟁기, 수확기 등에 사용됩니다. 이 부문을 지원하기 위해 파운드리에서 제작되는 부품은 다음과 같습니다:

• 기어 하우징
• 액슬 구성 요소
• 카운터 웨이트

파운드리 및 주조 공정의 장점

주조 절차에는 다양한 제조 프로젝트에 적합한 몇 가지 강력한 이점이 있습니다:

디자인 유연성

제조업체는 캐스팅을 사용합니다. 를 사용하여 넓은 표면적과 복잡한 형상, 내부 캐비티 및 기타 기계 가공이나 용접으로 제조하기 까다롭거나 비용이 많이 드는 복잡한 모양을 구현할 수 있습니다.

다양한 소재

주조는 철 및 비철 금속은 물론 이색 합금에도 사용할 수 있습니다. 파운드리는 내열성, 내마모성, 내식성 등 성능 요구 사항에 맞게 재료를 맞춤 제작할 수 있는 옵션을 제공합니다.

비용 효율성

주조는 특히 대량 생산 시 다른 제조 방식에 비해 비용 효율성이 높습니다. 금형이 제작되면 추가 제조가 빠르고 저렴합니다.

낭비 최소화

대부분의 현대 파운드리에서는 효과적인 재활용을 도입하고 있습니다. 고철을 녹여 재가공하여 원자재를 더 저렴하게 만들고 환경에 미치는 피해를 최소화할 수 있습니다.

확장성

파운드리는 비교적 적은 공정 변경으로 소량 생산에서 대량 생산으로 전환할 수 있는 유연성을 갖추고 있어 본격적인 생산 시 프로토타입을 제작할 때 파운드리를 선택하는 것이 좋습니다.

제한 및 네거티브

실제로 주조는 다재다능한 만큼 한계가 없는 것은 아닙니다. 단점에 대한 지식은 적합한 제조 공정을 선택하는 데 있어 핵심입니다.

치수 정확도

사용된 주조 방법에 따라 약간의 수축과 뒤틀림이 발생할 수 있습니다. 엄격한 공차에는 일반적으로 기계 가공과 같은 후속 공정이 포함됩니다.

표면 마감

주조 표면은 특히 모래 주조의 경우 연마나 연마와 같은 2차 가공을 거쳐야 하는 경우가 많습니다.

가장 큰 스타트업 툴링 비용

금형과 패턴은 다이캐스팅 및 인베스트먼트 주조와 같은 공정에서 많은 비용과 시간이 소요될 수 있습니다.

결함

제조 공정에서 이러한 문제를 효과적으로 해결하지 않으면 다공성, 수축, 뜨거운 눈물 또는 내포물이 발생하여 결과물의 무결성을 손상시킬 수 있습니다.

주조 및 기타 제조 공정 간 선택 

단조, 가공 또는 제작이 아닌 주조를 선택하는 것은 여러 가지 요인에 따라 달라집니다:

표 2: 주조 및 기타 제조 공정 간의 선택 

하지만 매우 높은 기계적 강도, 정밀도 또는 표면 마감이 요구되는 용도의 경우 주조를 단조 또는 CNC 가공으로 대체해야 할 수 있습니다.

파운드리의 최신 트렌드와 자동화

다른 산업과 마찬가지로 현대의 파운드리는 기술의 발전과 함께 빠르게 발전하고 있습니다. 주요 트렌드 중에는

스마트 파운드리(IoT 4.0)

파운드리의 품질 관리와 생산성은 IoT 센서, 실시간 데이터 캡처, 예측 유지보수의 구현을 통해 혁신적으로 변화하고 있습니다.

3D 프린팅을 사용한 패턴 및 금형

적층 가공은 패턴을 직접 제작하는 방식에서 이제는 주형까지 제작하는 방식으로 발전하여 리드 타임과 프로토타입 제작 비용을 단축하고 있습니다.

지속 가능성

파운드리는 전기 용해로와 먼지/입자 배출 제어 개선 등을 통해 생산 공정이 더욱 깨끗해지고 있습니다.

시뮬레이션 소프트웨어

엔지니어는 정교한 주조 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 금속의 흐름, 응고 및 가능한 결함을 제조 전에 미리 확인하여 낭비를 줄이고 품질을 향상시킬 수 있습니다.

글로벌 제조업에서 파운드리의 미래

부품 제조를 위한 더 정교한 공정이 주조 공장을 추월했지만 주조 공장은 여전히 중요합니다. 파운드리는 강력하고 크고 복잡한 금속 부품을 대규모로 제작할 수 있기 때문에 산업에서 여전히 중요한 역할을 하고 있습니다. 파운드리는 디지털화 발명, 지속 가능한 제조, 공정 제어에 인공 지능 사용 등을 통해 더욱 스마트하고 지속 가능하게 변모하고 있습니다.

또한 전기 자동차, 풍력 에너지 설비의 인기 증가, 항공 우주 분야의 발전은 고성능 주물에 대한 수요 증가에 더욱 기여하고 있습니다.

개요: 파운드리와 주조의 주요 차이점 몇 가지

표 3: 주요 차이점을 요약하면 다음과 같습니다:

요컨대:

주조는 파운드리에서 이루어집니다. 주조는 파운드리에서 이루어지는 공정입니다.

최종 생각

다음과 같은 차이점이 있습니다. 파운드리 및 주조 는 단순한 의미가 아니라 엔지니어, 구매자, 제조 회사에게 필수적인 요소입니다. 파운드리는 주조 공정이 전문적이고 안전하며 일관되게 수행되는 대규모 생산 시설입니다. 부품 소싱, 공급업체 평가, 제조 공정 개선과 관련하여 각 용어의 구체적인 기능을 이해하면 성공률을 높이고 제품의 품질을 향상시킬 수 있습니다.

자주 묻는 질문 

1. 주조와 파운드리는 같은 의미인가요?

아니요. 공정은 주조이며 주조가 수행되는 장소는 주조 공장입니다.

2. 파운드리를 사용하지 않고 주조할 수 있나요?

현대 제조 시대에도 모든 종류의 주조는 장비 및 안전 요구 사항으로 인해 파운드리에서 이루어져야 하므로 야외에서 주조할 수 없습니다.

3. 주조 또는 파운드리 운영이 더 복잡합니까?

파운드리는 품질 관리를 포함하여 제품 설계 및 완성의 전체 수명 주기를 처리하기 때문에 훨씬 더 복잡합니다.

4. 주조만 하지 않는 파운드리가 있나요?

예. 표면 마감, 기계 가공 및 열처리도 많은 파운드리에서 널리 이용되고 있습니다.

5. 금속 부품을 주조 부품이라고 해야 하나요, 아니면 주조 부품이라고 해야 하나요?

공정은 주조 부품을 사용하여 표시할 수 있지만, 원산지 또는 제조 품질을 표시하는 것이 중요한 경우 파운드리 메이드는 대안이 될 수 있습니다.