在金属铸造中，图案是用来制造一次性模具的对象。一个图案可以组成数千个模具。

有不同类型的图案，但它们分为两种主要的子类型:可重复使用的沙子或石膏铸造，它们在许多模具上留下印象，或用于熔模铸造的消耗性图案，它们在铸造前在制造模具的过程中被破坏。对于任何一种类型的图案，制模师关心的不仅仅是复制所需的对象，而是帮助将金属以正确的速度进入模具并进入正确的位置。金属冷却是一个结晶的过程，模具的填充方式会影响冻结的方向，这对最终物体的强度很重要。

每个铸造模式都需要支持

将金属输送到铸件所有部件的通道系统是支撑基础设施，如果设计得当，将减少铸件缺陷。这些因素包括:

• 浇注杯是进入模具的锥形入口。它有助于控制金属的流动，以及在浇注过程中捕获渣。
• 浇口，有时称为“下浇口”，是从浇杯进入模具的主要通道。它是充满铸件的金属之河。
• 流道是允许液态金属从模具的一个区域流向另一个区域的通道。
• Gates或“in-gates”是类型转换本身的入口空间。对于快速冷却的金属来说，大的浇口是必要的，而对于缓慢冷却的金属来说，小的浇口是必要的。
• 冒口是液态金属的大容量储层，是模具的一部分，但不是铸件的一部分。它们可以是“盲冒口”，完全埋在模具中，以填充棘手的铸件区域，也可以是装满金属的开放式冒口，可以帮助向铸造工人表明模具已满。冒口比铸件的任何部分都有更大的金属体积，因此它们将保持最长时间的热。利用重力，立管不断地将液态金属送入冷却铸件，以帮助防止出现孔或收缩。

熔模铸造图案

熔模铸造的图案通常是一块，与最终的金属产品非常相似，尽管在铸造后可能会内置流道以便移除。

这些图案是二次成型的。复制模式是用橡胶、金属或树脂制作模具。从这个模具中，用一种可以熔化或蒸发的材料(通常是蜡)铸造出图案。这些铸造的图案被涂上一层树脂或陶瓷骨料，由沙子和粘合剂制成，硬化成外壳。

在外壳模具完全固化后，通过熔化或蒸发去除铸造图案。现在空的模具可以装满液态金属。一旦铸件冷却，它就会脱落。

砂型铸造图案

砂型铸造图案有一些变化，但它们的共同点是，它们都是由一种坚硬的材料制成的，当压入铸造砂时，可以用来制造数百个模具。木材是大多数砂型铸造图案的基础，通常来自能够承受铸造的高温和潮湿的硬木。这些铸件可用于数百种铸件，但最终会开始变形或分裂。然而，它们的制造成本相对较低，并且可以制造非常大的铸件。

如果木质图案本身变形太快，可以用它来做一个模具，制作更坚固的图案，随着时间的推移不太可能变形。纤维增强树脂或铸造金属图案可以从原来的木材图案。金属图案也可以通过机械加工制成。这些工艺较为昂贵，而且铸件尺寸受限，因此仅在某些情况下使用。

无论是木材，树脂或金属，砂型铸造模式不会在创建模具后融化。制模师需要知道如何在不伤害他们所创造的空心形状的情况下提取它们。

平背图案可以压入砂型的拖或底部。通常，一个未成型的罩或模具的上半部分被夹在阻力上，提供铸件的“平背”，以帮助浇注和冷却;它将包含浇口引导金属。

背部不平坦的图案通常是“分开的”。这允许图案的每个部分被压入砂型的顶部和底部，然后完好无损地去除模具。模具的不同部分聚集在一起，并紧紧夹紧，以创造空心形状，将使铸件。

松散的图案看起来最像他们将要创造的对象，即使在分裂时:它们捕捉了他们铸造的对象的细节，但它们不包含模具的金属供给系统。当这种情况下，模具将切割立管，门，和喷口到沙子手工。如果模式包含这些通道，则称为门控模式。

图案的部分也可以连接到板的任何一侧，以便于同时压制模具的两侧。这就是所谓的配盘图案，对生产率高的工厂非常有帮助。有时，自动化工厂将图案的每个部分安装到自己的板上，这样就有了单独的顶纹和拖纹板。

砂型铸造图案也可以用来雕刻沙子，而不是在沙子上刻印形状。横扫模式旋转刀片与一个轴的形状轮廓，挖空模具。我们可以把扫纹想象成一台车床，它塑造了负空间:它们所铸造的物体将围绕一个中轴具有对称性。

零用钱的精心制作

模式与设计的初始模型不同。它们是反映金属制造动态的生产原型。

木工和木工通常是那些在铸造厂工作的人，他们制作木材图案。虽然他们主要是木工，但他们需要了解金属的行为。一个好的制版师知道如何调整他们的制版来补偿金属的冷却方式，以及零件上可能需要什么样的加工步骤。

收缩余量是补偿金属凝固收缩和冷却过程中收缩的修正量。这些余量随金属类型和铸件尺寸的不同而不同。铸铁的典型余量为1/10至5/32英寸/英尺;对于钢，1/8至1.4英寸/英尺;对于铝，1/16到5/32英寸/英尺。这些余量还包括工艺的尺寸公差，以便铸件尺寸正确。

蜡模制造商还必须注意，蜡模成型过程也需要缩水率。花纹、浇口和机器蜡在标准浇注温度下都有不同的收缩率。因此，蜡模制模师必须创建一个模具，调整蜡和金属的收缩，而砂型铸造的木模制模师只需要担心金属。

如果铸造对象在摇出后要进行细化，那么机械加工余量(“加工余量”)是必要的。余量必须提供足够的材料，使加工不会使物体太小。有时，知道将会有机械加工，有助于木材图案设计师决定在哪里放置立管:库存金属可以夹在铸造正在加工。

变形余量是一种巧妙的调整，当金属冷却时会变形时，就可以对图案进行调整。如果位移角是已知的，就可以做出图样来进行补偿。这种修改被称为“弯曲”，可以使原来的图案看起来扭曲。

吃水余量只是砂型铸造图样所需要的修正，而不是投资图样。图案制作者需要确保他们的图案可以在不破坏它们留下的形状的情况下从沙子上移除。这是通过使模具的壁变细来完成的，就像沙堡的桶通常是锥形的一样。当图案从成型物质中取出时，尖角和直边更容易碎裂。

绘制木质图案

木制图案常被画上。临时图案可能只需要涂一层，但永久图案通常需要涂三层。虫胶或漆可以帮助图案从模具上滑落，这就是为什么即使是只使用一次的图案也很有用。现代石墨涂料使这一过程更加顺利。

油漆还有助于保护图案免受高温和潮湿的影响，特别是当它要被储存的时候。图案上的油漆必须是滴漏和无裂纹的:图案表面的任何凸起都会在铸造中被捕捉到。油漆滴在错误的地方可能会导致模具破裂。

传统上，铸造图案上的油漆是彩色编码的，颜色表示铸造所需的最后步骤。虽然标准不再普遍适用，但仍有代工厂使用这种基本的颜色系统。

红色表示最终铸件表面不需要加工。
黄色-表示在最终铸件上加工的表面。
黑色表示地表需要一个地核，以及地核的可能位置。
清漆或未上漆-指示铸件上的分型线或连接。

存储和重用模式

一个模版在铸造厂可以有很长的寿命，用于制造数百或数千个铸件。通常，这些模式在生产运行之间存储，而维护模式“库”所需的必要性和组织是代工关心的问题之一。这些图案必须储存在通风良好的干燥地方，但储存和保险的费用意味着，如果生产次数少且不频繁，可能更容易破坏图案并重新制作，或者将它们发送给原始设计师。存储在铸造厂外部的模版可能没有得到适当的处理，因此可能永远不会再进行牢固的铸造。从历史上看，破坏模式是一个有风险的过程，因为模式可能是设计的最忠实的捕获。

因此，模式存储问题是一个需要权衡的问题。生产运行的大小和频率必须与一段时间内零件的一致性进行权衡。快速原型和计算机设计的兴起改变了这种动态。图案是数字化设计和存储的，原型可以3d打印，因此破坏它们的风险更小。因此，代工厂和他们的客户将在确定哪个更经济之后决定:长期存储模式还是在需要时重新创建模式。

默默无闻的艺术

制模师是技术人员和工匠，他们拿着原型，仔细地调整它们以适应生产的要求和金属的特性。有了专业的经验，他们能够提出调整建议，使设计更有效。CAD程序和预测算法的使用有助于现代制模师确定金属铸造中可能的缺陷，这有助于降低不良率，但制模师仍然带来了人眼和稳定的工艺。

无论一个项目是砂或投资铸造，它开始它的生命作为一个模式。