정밀주조 이론

정밀주조 이론

 

1. 주조 주조는 주금, 또는 주물이라고도 한다 금속을 용해시켜 주형틀(mould)에 흘러 부어 응고(freezing)시켜 형의 크기나 복잡함에 관계없이 각종 형태의 공예품이나 공업제품을 생산하는 금속 가공 중 가장 기본이 되는 기법이다. 이러한 주조법은 여러 가지 있으나 금속공예 제작에 있어서 주조 법은 크게는 일반주조법과 정밀 주조법이 있다 일반주조는 주형제작이 상형 하형으로 나뉘어서 주조하므로 제품에 분활 선이 생겨서 공예가의 섬세하고 창조적인 디자인 표현이 용이치 않고 한계가 있다. 한편 정밀주조는 밀랍법 이라고 하는데 규모가 작고 복잡하며 정밀한 입체형의 똑같은 모형을 대량 생산 할 수 있는 방법으로 1907년 월리암 태거트(William Taggart)가 치아의 치료에 처음으로 왁스를 사용하여 기공한 후 왁스를 이용한 로스트 왁스 주조 법이 급속히 발전하였다 이에 귀금속 공예가들이 과감히 장신구 제작에 적용하므로 다른 주조 법으로는 해결하기 어려운 형태도 쉽게 주조 할 수 있으며 작가에 따라 개성을 충분히 작품에 발휘할 수 있기 때문에 오늘날 많은 귀금속 공예가들이 신변장신구 제작에 많이 사용하고 있다.     2. 주조공정에서의 원형의 수축 왁스로 만든 원형은 주조 공정에서 사용하는 금속에 따라 조금씩 줄어든다. Ring size 로 말하면 왁스 원형은 주조 공정에서 약 #0.05～#0.4 까지 수축된다. 수축은 금속에 따라 약간의 차이가 있다. 金(18k)은 비교적 차이가 커 Ring size로 #0.4, 이고 白金(Pt 900～950)이나 Silver(900～950)는 #0.05～0.1정도로 극히 미미하다. 원형은 사용하는 금속에 따라 수축을 생각하고 만들 필요가 있지만 이것은 금을 제품화 할 때 고려할 문제이고, 白金이나 銀을 사용할 때는 극히 미미하기 때문에 염려하지 않아도 된다. 다만 수축은 반지 폭의 大, 小에 따라 다르기 때문에 폭이 넓어짐에 따라 수축이 커짐으로 폭이 넓은 반지를 만들 때는 金은 물론 白金이나 銀일 때에도 염두에 두어야 한다. 3. 주조 후의 금속의 무게 금, 백금 등의 금속은 고가이므로 몇 g의 차이가 가격의 차이로 나타난다. 따라서 왁스원형을 주조하여 금속으로 상품을 만들 때에는 중량이 얼마나 될 가를 알아 둘 필요가 있다. 왁스는 그 종류에 따라 성분이 조금씩 다르기 때문에 비중이 다소 차이가 있지만 대부분의 왁스는 0.97 에서 0.99로 거의 1에 가깝기 때문에 왁스의 비중을 1로 한다. 왁스 원형의 무게와 사용할 금속의 비중을 곱하여 중량을 산출하고 여기에 Button metal(약 10%)의 무게를 더하여 주조할 때 소요되는 총 중량을 구한다. 금속의 비중은 합금에 따라 다소 차이가 있지만 銀 950≒104, 18k≒15.5, 백금≒19.9 이다. 예를 들어 왁스 원형이 0.7g일 때 18k로 주조하면 18k의 비중은 약 15.5임으로 주조후의 금의 무게는 다음과 같다. 왁스 원형의 무게 0.7g×18k의 비중 15.5 = 10.85g 이렇게 계산된 18k의 무게 0.85에 18k 현 시가를 곱하고 주조 공임, 기타 수반되는 제 비용을 가산하면 총 생산 원가를 산출할 수 있다. 4. 정밀주조의 발달과정 주조가 언제, 어디서, 어떻게 시작되었는지는 정확히 알 수는 없으나 기원전 고대 이집트나 중국에서 철의 주조가 이루어졌던 기록이 있다. 기원전 1000～700년경 철의 주조가 이루어 졌음은 중국에 현존하는 불상(관음상, 삼존상)으로 알 수 있다. 이러한 주조기술을 이용하여 동물을 본뜬 이집트의 동기, 인물을 본뜬 인더스의 동기, 일본의 졸 사사의 성관 음상, 삼존상 등의 불상이 로스트 왁스 주조의 초기 작품이라고 할 수 있다. 우리 나라에서도 특히 백제시대, 신라시대 금동불은 이런 주조 법으로 주조하였으며 동경이나 고려시대의 동화도 이런 주조 법으로 만들어 졌다. 이외에 중남미 모든 고대문화 북미 등도 훌륭한 캐스팅 기술을 갖고 있다. 이러한 로스트 왁스 법을 처음으로 장신구의 생산수단으로 이용한 것은 16세기 이탈리아의 첼리니(Cellini)이다. 원심 주조 법을 이용해서 금을 주입하여 많은 귀금속제품을 만들어냈는데 첼리니의 사후에 성행하지 않다가 1907년에 캐나다 치과의사인 월리암 테거트(William Taggart)가 치아의 시공에 처음으로 왁스를 사용하여 기공에 응용하였다. 충치의 썩은 부분에 왁스를 채워 형을 만들어 주조의 공정을 거쳐 성형된 금속을 충치에 메워 넣어 시술한 것이다. 이 방법은 1932년대부터 장신구에 응용되어 형태나 질감을 표현하는데 다양성을 주는 한편 섬세한 디자인 표현은 물론 대량생산을 가능케 했다. 정밀주조 기법은 두 가지 측면에서 귀금속공예를 발전시켰다고 할 수 있다. 공예가가 다루기 쉬운 왁스를 사용하여 원하는 조형물을 금속으로 쉽게 표현 할 수 있다는 것과, 주조 공정을 거쳐 생산된 제품을 다시 원형으로 이용하여 동일한 모형의 제품을 대량 생산하기 위하여 그 원형을 이용하여 고무형을 만들었다는 것이다. 그 당시 귀금속 제품을 만든 사람들이 치과기술에 뛰어들어 연구 노력하여 발명한 이러한 방법은 활용 범위가 급속히 확대되었을 뿐만 아니라 대량 생산, 제작시간의 단축, 생산원가 절감, 그리고 새로운 디자인의 개발 가능성이 확대되었다. 1950년대에 와서 여러 나라에서 로스트 왁스 주조 법에 관심이 높아졌으며 특히 미국을 중심으로 세계의 공예가들은 이러한 새로운 기법을 이용한 창조적인 작품 활동에 전환기를 갖게 되었으며 이로 인해 21세기를 향한 귀금속 장신구 산업의 미래는 더욱 발전되어질 것으로 본다.

 

 

출처: http://epartsmall.com/bbs_detail.php?bbs_num=2653&id=&tb=board_machine&pg=14