사형주조는 금형을 새로 만들기 어려운 형상, 중·대형 부품, 소량 다품종에 특히 많이 쓰이는 대표 주조 방식입니다. 다만 모래·목형·코어·용탕 조건 변수가 많아 단가와 불량 원인을 초기에 못 잡으면 일정과 품질이 흔들립니다. CAPA에서는 사형주조 공장 후보를 빠르게 비교할 수 있습니다.
사형주조 공장에서 작업자가 모래 조형기와 사형 강도·수분을 측정하고 파팅라인·게이팅 위치를 확인하는 모습, 코어 적용 전 조형 품질 관리, CAPA
사형주조란 무엇인가: 금속을 모래로 형태를 만든다
사형주조(모래주조)는 모래(사형)로 제품 형상을 만든 뒤 용탕을 부어 응고시키는 공정입니다. 사형주조의 강점은 형상 자유도와 크기 대응력입니다. 반면 사형주조는 공정 변수가 많아 표준화가 어렵고, 목형·코어 설계와 작업 숙련도가 품질을 좌우합니다.
사형주조가 잘 맞는 제품
- 중·대형 하우징, 베이스, 프레임처럼 두께 편차가 있는 부품
- 소량 생산 또는 빈번한 설계 변경이 있는 부품
- 알루미늄, 주철 등 다양한 재질 주물
사형주조 공정 절차: 도면부터 출하까지 흐름
사형주조는 ‘형을 만드는 단계’가 품질의 절반을 결정합니다. 아래 순서를 기준으로 공장과 체크 포인트를 맞추면 커뮤니케이션 비용이 크게 줄어듭니다.
1) 도면 검토: 수축률, 가공 여유, 파팅라인, 공정 기준서 합의
2) 목형 제작/수정: 목형 재질(목재/수지/금속), 수명, 교체 주기 결정
3) 코어 설계: 내부 형상, 코어 지지(코어 프린트), 가스 배출 고려
4) 조형: 모래 배합, 수분/강도 관리, 게이팅·라이저 배치
5) 용해·주입: 용탕 온도, 탈가스, 슬래그 제거, 주입 속도 관리
6) 냉각·탈형: 냉각 시간 표준화, 변형(뒤틀림) 관리
7) 후처리·검사·가공: 게이트 절단, 샷블라스트, 치수/기공/균열 검사, 출하
사형주조 단가 구조: 어디서 비용이 생기나
사형주조 단가는 ‘초기비(목형/코어)’와 ‘반복비(조형·용해·후처리)’로 나뉩니다. 단가를 논의할 때는 개당 가격뿐 아니라, 어떤 항목이 변동되는지부터 합의하는 것이 안전합니다.
| 비용 항목 | 단가에 미치는 영향 | 실무 팁 |
|---|---|---|
| 목형(모형) | 초기비, 수량 증가 시 분산 | 수명·보관·수정 비용까지 포함해 견적 요청 |
| 코어/코어박스 | 내부 형상 복잡도↑ | 코어 수, 조립 공정(세팅) 여부 확인 |
| 소재/용탕 | 재질·스크랩 비율 | 성분 관리 범위, 재용해 정책 확인 |
| 조형·작업 시간 | 수작업 비중↑ | 자동조형 가능 여부, 공정 표준서 유무 체크 |
| 수율(게이팅·라이저) | 실제 주입량↑ | 수율 목표(예: 50~75%)를 수치로 협의 |
| 후처리/검사 | 표면·결함 기준 | X-ray/침투탐상 등 검사 범위 명확화 |
사형주조 현장에서 보호구를 착용한 작업자가 용탕을 사형에 주입하며 온도·주입 속도·수율을 기록하는 장면, 슬래그 제거와 기공 저감 관리, CAPA
사형주조 주요 불량과 원인: 재발을 막는 체크리스트
사형주조 불량은 원인이 한 가지가 아닌 경우가 많습니다. 불량 유형-공정 변수-증거를 묶어 관리하면 개선 속도가 빨라집니다.
- 기공(가스/수축): 탈가스 미흡, 라이저 부족, 주입 조건 불안정
- 개선: 탈가스 조건 표준화, 라이저·냉철 재설계, 주입 온도/속도 기록
- 모래 혼입/표면 거침: 모래 강도 부족, 코팅 불량, 탈형 충격
- 개선: 모래 배합·수분 관리, 코팅/건조 조건 통일, 탈형 공정 보강
- 미탕/냉접: 주입 온도 낮음, 게이트 단면 부족, 주입 지연
- 개선: 게이팅 단면 재계산, 예열·주입 시간 관리, 용탕 온도 상향 검증
- 균열/변형: 냉각 불균일, 잔류응력, 두께 급변
- 개선: 냉각 시간 표준, 지그 적용, 설계 단계에서 R/두께 전이 완화
사형주조 공장 선택 기준: 견적 전에 꼭 확인할 것
사형주조는 공장별 가능 범위가 달라, 아래 항목을 사전에 묻는 것만으로도 실패 확률을 줄일 수 있습니다.
공정·설비 체크
- 목표 재질 용해 설비 보유(전기로/유도로 등)와 성분 분석 가능 여부
- 코어 제작 방식, 열처리·가공 협력망, 생산 용량(월/주)
- 품질 시스템: 공정 기록(온도/시간), 불량 분석 리포트 제공 가능 여부
샘플·양산 운영 체크
- 시제품 단계 수정 리드타임(목형/코어 수정 포함)
- 검사 기준 합의(치수 공차, 표면 기준, 기공 허용치)
- 포장·출하 방식과 클레임 대응 프로세스
사형주조로 만든 주물 부품을 버니어캘리퍼스로 치수 검사하고 표면 거침·기공 흔적·변형 여부를 확인하는 장면, 후처리 후 출하 품질 검증, CAPA
결론: 사형주조는 변수 관리가 곧 단가와 품질입니다
사형주조는 모래, 목형, 코어, 용탕 조건이 함께 움직이는 공정이라 초기 기준이 없으면 단가와 불량이 흔들리기 쉽습니다. 도면 검토 단계에서 수축률·수율·검사 기준을 수치로 합의하고, 공정 기록이 가능한 파트너를 선택하면 개선이 빨라집니다. 사형주조 공장을 찾고 있다면 CAPA에서 조건에 맞는 후보를 비교해 보세요.