해63) 재료에 속하는 것까지 거의 대부분의 금속을 사용할 수 있다. 또한 복잡한 형상의 주조품도 상당히 자유롭게 설계를 할 수 있다는 장점이 있다. 형태적으 로 완성품의 근사치에 준하는 치수를 주조 결과만으로도 얻을 수 있다는 점도 중요하다. 그로 인해 후가공이 거의 필요 없거나 약간의 추가 작업으로 제품을 완성할 수 있어 기계 가공비를 절감할 수 있다. 그 밖에 상대적이긴 하나 작업 공정에서 소비되는 재료를 절약할 수 있고 대량생산도 적용 가능하다는 장점도 있다.64)
한편 정밀탈납주조법은 귀금속 산업과 치의학에서 반드시 필요한 주력 기술로 자리를 굳혔다. 그로 인한 지속적인 연구 투자가 이뤄져 신소재와 부품 설비 연 구와 개발이 지금도 꾸준히 진행되고 있다. 다른 주조법과 비교해 봤을 때 정밀 탈납주조를 통해 얻을 수 있는 이점은 주물의 품질과 관련된 것들이 대부분이 다. 정밀탈납주조법의 장점은 첫째, 복잡한 형상의 것은 물론이고 표면이 매우 평활하거나 극히 미세한 요철이 있는 것의 주조가 가능하다는 점이다. 둘째, 치
63) 대기압 이하로 기압을 낮춘 상태에서 금속을 용해하는 방법. 주로 용융(鎔 融) 금속 중에 존재하는 가스 따위의 휘발성 불순물을 제거하기 위하여 행한다.
64) ibid., pp.107-108.
[표 2-3] 정밀탈납주조품의 특성
수 정밀도가 높을 뿐만 아니라 주물의 두께가 얇은 제품의 주조도 가능하다. 셋 째, 주조 응력(鑄造應力, casting stress)65)이 작고 조직과 기계적 성질이 균일하 다는 장점도 있다. 끝으로 복잡한 형태의 제품은 기계 가공으로 끝마무리하기가 곤란하다. 그러므로 역구배(逆勾配, inverse draft)66)가 있는 형태의 제품은 여러 조각으로 분할해 가공한 다음 조립을 거쳐 최종적으로 완성하는 데 비해 주형을 여러 조각으로 나눌 필요 없이 원하는 최종 형상의 제품을 바로 떠낼 수 있다는 특성도 있다.67)
3.2. 정밀탈납주조법의 한계
앞서 연구자는 금속공예 분야에서 통상적으로 사용하는 주조의 방식은 석고 주형으로 주조하는 인베스트먼트 주조법으로서, 하위분류로는 솔리드 몰드법에 속한다고 규정한 바 있다. 이뿐만 아니라 진공주조기의 도움을 받는 감압주조법 (減壓鑄造法, suction casting)68)으로 구분할 수 있다. 금속의 주입 방식에 의한 그 밖의 주조법에는 원심주조법, 경사가압주조법, 압박주조법 등이 있다. 이처럼 적용되는 기술 혹은 재료의 장황된 나열이 요구될 만큼 정밀탈납주조법을 한 단 어로서 명확하게 정의내리기가 쉽지 않다. 그러므로 장점이나 단점 또한 상대적 일 수 있거나 경우에 따라서는 모순된 상황까지도 발생한다. 연구의 편의를 고 려해 ‘정밀탈납주조법’이라 명명했지만, 치수 정밀도 차원에 있어서는 금형을 사 용한 주물에 못 미치는 게 사실이다.
정밀탈납주조법의 단점은 주로 경제적, 기술적인 것에서 기인한다. 정밀탈납주 조법은 생산 가능한 규격이 한정되어 있어서 치의학과 장신구 분야를 제외한 금
65) 주물의 형상, 치수, 주물 두께 등에 의해서 주형에 부어진 용융된 금속이 응 고할 때나 응고 후의 냉각 속도의 차이가 원인이 되어서 냉각 후의 주물 가운 데에 응력이 내장되는데, 이를 주조 응력이라 한다. 주조 응력이 크면 주물에 변형이나 균열이 파생되는 경우가 있다.
https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=737987&cid=42325&categoryId=42325 66) 기준면의 경사가 역방향으로 이뤄진 형태로, 정밀주조법과 달리 사형주조는 모형의 측면이 역구배로 되어 있으면 빼내는 일이 불가능하다.
67) 조성호,「석고주형 진공주조법을 활용한 기물 제작 사례 연구」,『조형디자인 연구』,vol.21, no.4, 2018, p.248.
68) 흡인주조법(吸引鋳造法, inspiratory casting)이라고도 함.
속제 공업 제품의 최종 결과물을 위한 주조에는 거의 이용되지 않는다. 이처럼 대형 기물을 주조할 수 없을 뿐만 아니라 주조 결과물이 산업용으로 쓰이기에는 치수 정밀도가 신뢰할 수 있을 정도에 이르지 못한다. 그러므로 고도의 정밀도 를 요하는 제품들에는 다이캐스팅이, 정밀도가 떨어지는 제품의 생산에는 사형 주조법이 주로 쓰이고 있다. 또한 정밀탈납주조법에 사용되는 주조 합금에는 금, 은 등의 귀금속이나 황동계의 동합금 등 비철금속으로 최적화됨으로써 공업 제 품의 생산에 적용되기 어렵다는 단점도 있다. 게다가 산업용으로 쓰기에는 제조 단가가 비싼 편이다. 플라스크를 가득 채워야 하는 만큼 주형 재료의 사용량이 많고 재사용이 불가능하기 때문이다. 또한 소성용 전기로나 진공주조기와 같은 추가적 설비가 필요하다는 단점도 있다. 그 외에도 조형에서 건조를 거쳐 주조 에 이르기까지 제조 기간이 긴 점, 주조용 석고의 응고 속도가 매우 늦은 편이 라 응고 시 수축 결함이 발생하기 쉬운 점, 치수 정밀도를 높이기 위해 전체 공 정의 관리를 엄밀히 해야 한다는 단점들이 있다.69)
따라서 정밀탈납주조법은 귀금속이나 치과 기공과 같이 주조 후에 후가공 작 업을 다시 거쳐야 하는 제품의 생산에 주로 쓰인다. 그러나 근래에는 우수한 주 조기와 합금 용해 기술의 발달에 힘입어 고융점의 합금속을 재료로 하는 주물이 나 주조 가공이 어려웠던 범위 내의 제품까지도 생산 가능성이 확대되어 가고 있는 상황이다.
69) American Society of Metals,『ASM Metals Handbook』,Volume 15, Casting, Novelty: Asm International, 1992, p.524.