CNC 가공 플라스틱 프로토타입:최선의 선택입니까?

플라스틱의 다양성과 수많은 장점으로 인해 오늘날 가장 중요한 엔지니어링 재료가 되었습니다. BMW는 금속을 버리고 6시리즈 쿠페의 리어 부트 리드와 프론트 윙에 열가소성 수지와 합성물을 사용한 후 최대 100kg의 무게를 줄였습니다. 의심의 여지 없이 BMW는 프로토타입을 만들고 테스트를 수행하지 않고 이 대담한 단계를 밟을 수 없었을 것입니다.

자, 당신이 큰 아이디어를 가지고 있고 새로운 제품이나 부품을 위한 디자인을 만들었다고 가정해 봅시다. 어떤 가공 방법을 사용하여 플라스틱 프로토타입을 생성해야 합니까? 잘못된! BMW가 알려주지 않을 수도 있지만 프로젝트의 성공 여부는 여전히 부품을 만드는 데 사용하는 가공 방법과 선택한 타사 제조업체에 달려 있습니다.

이 기사에서는 플라스틱 프로토타입, 특히 CNC 가공을 만드는 다양한 방법을 다룹니다. 프로젝트에 가장 적합한 계획을 결정하는 데 도움이 될 것입니다.

플라스틱 프로토타입을 CNC 가공하는 이유는 무엇입니까?

CNC 머시닝에는 수많은 장점이 있으며 여기에서는 CNC 플라스틱 머시닝을 보증하는 4가지 시나리오가 있습니다.

시나리오 1:플라스틱 프로토타입 디자인에 작은 세부 사항이 있습니다.

반지름이 작고 엄격한 허용 오차가 필요한 패턴이 있는 디자인이 있습니까? 그러면 CNC 가공이 프로젝트에 적합할 것입니다. CNC 밀링 머신은 R0.05mm만큼 작은 반경과 4μm만큼 좁은 공차를 달성할 수 있습니다.

시나리오 2:고품질 표면 마감이 필요합니다.

개념이나 아이디어를 시각화하기 위해 플라스틱 프로토타입을 제작하려는 경우 CNC 가공을 고려해야 합니다. 고품질 표면 마감 처리를 제공하며 3D 프린팅 공정에서 흔히 볼 수 있는 레이어 자국을 남기지 않습니다.

시나리오 3:특수 플라스틱 재료로 작업하고 싶은 경우

PVC, PEI, POM 및 PEEK와 같은 플라스틱 및 폴리머는 3D 인쇄가 거의 불가능합니다. CNC 기계는 이러한 플라스틱 등과 호환됩니다. 기계공은 플라스틱 재료 블록만 있으면 CNC 플라스틱 프로토타입 디자인을 만드는 데 문제가 없습니다.

시나리오 4:적응력 있고 빠른 가공 방법이 필요합니다.

테스트를 통해 설계 결함을 해결할 수 있는 기능성 플라스틱 프로토타입을 만들고 싶으십니까? CNC 기계는 3D CAD 모델과 컴퓨터 지침에 의존하여 가공된 플라스틱 프로토타입을 생산하기 때문에 설계를 빠르게 변경하고 새로운 테스트를 수행할 수 있습니다.

플라스틱 프로토타입을 생산하기 위한 몇 가지 대체 방법

방법 #1:3D 프린팅

적층 제조라고도 하는 3D 프린팅은 1980년대에 신속한 프로토타이핑을 위한 도구로 시작되었습니다. 여기에는 FDM(Fused Deposition Modeling), SLA(Stereolithography) 및 SLS(Selective Laser Sintering)와 같은 다양한 기술이 포함됩니다. 이 모든 기술은 플라스틱 부품을 만들기 위해 층에 플라스틱 재료를 추가하는 것과 관련이 있습니다.

3D 프린팅과 CNC 머시닝 프로세스 모두 3D 디지털 모델에 의존하여 부품을 만듭니다. 그러나 3D 프린팅은 CNC 가공보다 재료 낭비가 적습니다.

또한 3D 프린팅은 도구 생산의 필요성을 없애고 복잡한 형상을 생성할 수 있습니다. 이 기술은 ABS, 나일론, PLA 및 ULTEM과 같은 열가소성 수지와 호환됩니다.

방법 #2:사출 성형

사출 성형은 플라스틱 프로토타입 부품을 신속하게 생산하는 또 다른 이상적인 방법입니다. 이 프로세스는 러너 시스템이 있는 알루미늄 또는 강철 몰드를 만드는 것으로 시작됩니다. 러너 시스템은 용융 플라스틱이 몰드의 캐비티로 흐르도록 하는 채널입니다. 용융된 플라스틱 재료를 금형에 주입하고 냉각 및 응고시키면 원하는 플라스틱 원형 모양이 형성됩니다.

사출 성형을 사용하면 프로토타입이 생산 후 추가 작업이나 표면 처리가 거의 필요하지 않습니다. 플라스틱 사출 성형은 사출 금형에 필러를 사용할 수 있기 때문에 강도가 향상되었습니다. 또 뭔데? 이 플라스틱 프로토타이핑 방법은 비용 효율적이며 복잡한 디자인을 제작하는 데 사용할 수 있습니다.

방법 #3:진공 주조

폴리우레탄 또는 우레탄 주조라고도 하는 진공 주조는 고품질 플라스틱 프로토타입을 만드는 기술입니다. 이 공정은 실리콘 몰드와 붓는 주물 수지를 사용하여 마스터 패턴의 복사본을 만듭니다. 이 플라스틱 사본을 사용하여 아이디어를 시각화하거나(알파 프로토타입) 디자인 결함을 해결(베타 프로토타입)할 수 있습니다.

진공 주조 부품은 사출 성형 프로토타입에 필적하는 물리적 품질과 표면 마감을 나타냅니다. 진공 주조 공정은 다양한 유형의 우레탄(또는 폴리우레탄)을 성형하여 지정된 경도와 원하는 표면 질감을 생성할 수 있기 때문에 다목적입니다.

시제품에 가장 적합한 방법을 결정하는 방법

CNC 가공, 3D 프린팅, 사출 성형 및 진공 주조에는 다양한 시나리오에 적합한 기능과 장점이 있습니다.

예를 들어, 어려운 플라스틱 재료로 작업하거나 구조적 무결성이 개선된 복잡한 프로토타입을 만들려는 경우 CNC 가공이 최선의 선택입니다. 사출 성형은 또한 향상된 구조적 무결성과 우수한 기계적 특성을 제공하지만 대규모 프로토타이핑 또는 생산에 더 적합합니다. 이는 알루미늄 또는 강철 몰드 제작과 관련된 높은 비용 때문입니다.

진공 주조 공정의 실리콘 몰드는 최대 25개의 부품을 만들 수 있습니다. 따라서 프로세스는 소규모 생산 실행에 적합합니다. 그럼에도 불구하고 진공 주조 플라스틱 프로토타입은 일반적으로 표면 마감이 우수하고 디자인 개념을 시각적으로 표현하는 데 적합합니다.

진공 주조 공정과 마찬가지로 3D 프린팅은 소량 생산에도 사용해야 합니다. 그러나 3D 프린팅을 사용하면 몇 시간 만에 프로토타입을 준비할 수 있는 반면 진공 주조는 최대 5일까지 소요될 수 있습니다.

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