CNC 가공은 거의 모든 금속이나 플라스틱으로 부품을 생산할 수 있습니다. 따라서 CNC 밀링과 터닝으로 제작되는 부품에 사용 가능한 소재의 범위가 매우 넓습니다. 용도에 맞는 올바른 소재를 선택하는 것은 상당한 도전이 될 수 있으며, 사용 가능한 각 소재의 장점과 최적 용도를 이해하는 것이 매우 중요할 수 있습니다.
이 기사에서는 기계적/열적 특성, 비용, 일반적(및 최적) 응용 분야 측면에서 가장 일반적인 CNC 소재들을 비교합니다.
CNC 가공용 부품을 설계할 때 올바른 소재 선택은 필수적입니다. 커스텀 부품에 적합한 소재를 선택하기 위해 다음 기본 단계를 따르는 것을 권장합니다.
이 기사에서는 2단계에 초점을 맞춥니다. 아래 제시된 정보를 사용해 프로젝트 예산을 유지하면서 용도에 가장 적합한 소재를 식별할 수 있습니다.
아래 표들에서 소재 제조사 제공 데이터시트를 검토해 수집한 가장 일반적인 CNC 소재들의 관련 특성을 요약합니다. 금속과 플라스틱을 두 개의 뚜렷한 카테고리로 나누었습니다.
금속은 주로 높은 강도, 경도, 내열성이 요구되는 응용 분야에 사용됩니다. 플라스틱은 다양한 물리적 특성을 가진 경량 소재로, 주로 내화학성과 전기 절연 능력을 위해 사용됩니다.
CNC 소재 비교에서 우리는 기계적 강도(인장 항복 강도로 표현), 가공성(가공 용이성이 CNC 가격에 영향), 비용, 경도(주로 금속), 내온성(주로 플라스틱)에 초점을 맞춥니다.
특정 엔지니어링 니즈에 맞는 CNC 소재를 빠르게 식별하는 데 사용할 수 있는 빠른 참조 인포그래픽입니다:
| 소재 | 등급 | 강도* | 경도+ | 가공성 | 비용 | 일반적 응용 분야 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 알루미늄 | 6061 | 중간 | 중간 | ★★★★★ | $ | 범용, 항공기 부품, 자동차 부품, 자전거 프레임, 식품 용기 |
| 6082 | 중간 | 중간 | ★★★★★ | $ | 범용, 자동차 부품, 식품 용기 | |
| 7075 | 높음 | 중간 | ★★★★ | $$$ | 항공우주 부품, 자동차 부품, 해양 응용, 스포츠 장비 | |
| 5083 | 중간 | 낮음 | ★★★★★ | $$ | 해양 응용, 건설, 압력 용기 | |
| 스테인리스 강 | 304 | 높음 | 중간 | ★★ | $$$ | 범용, 의료 기기, 식품 산업, 해양 응용, 화학 처리 |
| 316 | 높음 | 중간 | ★★ | $$$$ | 식품 조리 기구, 해양 응용, 건축, 수술용 임플란트, 화학 용기 | |
| 2205 듀플렉스 | 높음 | 높음 | ★ | $$$$$ | 석유 & 가스, 해양 응용, 화학 처리, 열교환기 | |
| 303 | 높음 | 높음 | ★★★ | $$$$ | 항공기 부품, 기계 부품, 너트, 볼트, 기어, 부싱 | |
| 17-4 | 높음 | 매우 높음 | ★★ | $$$$$ | 터빈 블레이드, 해양 응용, 화학 용기, 석유 & 가스, 원자력 응용 | |
| 마일드 강 | 1018 | 중간 | 중간 | ★★★ | $$ | 범용, 기계 부품, 지그 & 픽스처 |
| 1045 | 중간 | 높음 | ★★ | $$$ | 범용, 기계 부품 | |
| A36 | 높음 | 중간 | ★★★ | $$ | 건설, 기계 부품, 지그 & 픽스처 | |
| 합금강 | 4140 | 중간 | 높음 | ★★ | $$$ | 범용, 기계 부품, 툴링 |
| 4340 | 높음 | 높음 | ★★ | $$$ | 항공기 랜딩 기어, 동력 전달, 툴링 | |
| 공구강 | D2 | 높음 | 매우 높음 | ★ | $$$$ | 냉간 가공 툴링, 다이 & 스탬프, 절삭 공구 & 나이프 |
| A2 | 높음 | 매우 높음 | ★ | $$$$ | 냉간 가공 툴링, 다이 & 스탬프, 절삭 공구 & 나이프 | |
| O1 | 높음 | 매우 높음 | ★ | $$$$ | 냉간 가공 툴링, 다이 & 스탬프 | |
| 황동 | C36000 | 중간 | 중간 | ★★★★★ | $$ | 기계 부품, 밸브 & 노즐, 건축 |
| 소재 | 강도* | 사용 온도+ | 가공성 | 비용 | 일반적 응용 분야 |
|---|---|---|---|---|---|
| ABS | 중간 | 최대 60°C | ★★★ | $$ | 자동차, 전자 인클로저, 파이프 & 피팅, 소비재 |
| 나일론 | 높음 | 최대 100°C | ★ | $$ | 자동차 부품, 기계 부품, 패스너 |
| 폴리카보네이트 (PC) | 높음 | 최대 120°C | ★★ | $$ | 건축, 자동차, 전자 인클로저, 식품 용기 |
| POM (델린) | 중간 | 최대 82°C | ★★★★ | $$ | 기계 부품, 전자 인클로저, 부싱 & 피팅 |
| PTFE (테플론) | 낮음 | 최대 260°C | ★★★★ | $$ | 고온 응용, 화학 처리, 전자 인클로저, 식품 가공 |
| HDPE | 낮음 | 최대 80°C | ★ | $$ | 화학 용기, 파이프 & 피팅, 소비재 |
| PEEK | 높음 | 최대 260°C | ★★ | $$$$ | 의료 응용, 화학 처리, 식품 가공, 고압 밸브 |
알루미늄 합금은 우수한 강도-중량비, 높은 열/전기 전도성, 자연적인 내식성을 가집니다. 가공이 쉽고 대량으로 비용 효율적이어서 시제품 및 기타 부품 생산에 가장 경제적인 옵션인 경우가 많습니다.
알루미늄 합금은 일반적으로 강철보다 강도와 경도가 낮지만, 아노다이징으로 표면에 단단한 보호층을 형성할 수 있습니다.
다양한 알루미늄 합금 유형을 분석해 보겠습니다.
스테인리스 강 합금은 높은 강도, 높은 연성, 우수한 내마모성/내식성을 가지며 용접, 가공, 연마가 쉽습니다. 조성에 따라 (본질적으로) 비자성이거나 자성을 가질 수 있습니다.
플랫폼에서 제공하는 스테인리스 강 유형을 분석해 보겠습니다.
소재 특성:
마일드 강은 저탄소강으로도 알려져 있으며 양호한 기계적 특성, 탁월한 가공성, 좋은 용접성을 가집니다. 상대적으로 저렴해 지그와 픽스처 같은 많은 범용 응용에 제조사들이 사용합니다. 마일드 강은 부식과 화학적 손상에 취약합니다.
플랫폼에서 사용 가능한 마일드 강 유형을 분석해 보겠습니다.
합금강은 탄소 외에 다른 합금 원소를 포함해 경도, 인성, 피로 및 내마모성이 향상됩니다. 마일드 강과 마찬가지로 합금강도 부식과 화학적 공격에 취약합니다.
공구강은 열처리를 거치면 예외적으로 높은 경도, 강성, 내마모성, 내열성을 가지는 금속 합금입니다. 다이, 스탬프, 몰드 같은 제조 공구 제작에 사용됩니다(이름의 유래).
Hubs에서 제공하는 공구강을 분석해 보겠습니다.
황동은 양호한 가공성과 우수한 전기 전도성을 가진 금속 합금으로, 낮은 마찰이 필요한 응용에 이상적입니다. 건축용(금색 디테일)으로 장식용 황동 부품을 자주 볼 수 있습니다.
Hubs에서 제공하는 황동입니다.
ABS는 양호한 기계적 특성, 우수한 내충격성, 높은 내열성, 양호한 가공성을 제공하는 가장 일반적인 열가소성 소재 중 하나입니다.
ABS는 낮은 밀도로 경량 응용에 이상적입니다. CNC 가공 ABS 부품은 사출 성형으로 대량 생산하기 전 시제품으로 자주 사용됩니다.
소재 특성:
나일론(폴리아미드(PA)이라고도 함)은 우수한 기계적 특성, 양호한 내충격성, 높은 내화학성/내마모성으로 엔지니어링 응용에 자주 사용되는 열가소성 수지입니다. 물과 습기 흡수에 취약합니다.
나일론 6과 나일론 66이 CNC 가공에 가장 흔히 사용되는 등급입니다.
폴리카보네이트는 높은 인성, 양호한 가공성, 우수한 내충격성(ABS보다 우수)을 가진 열가소성 수지입니다. 보통 투명하지만 다양한 색상으로 염색 가능합니다. 이런 특성들로 유체 장치나 자동차 글레이징 등 다양한 응용에 이상적입니다.
소재 특성:
POM은 상업명 델린(Delrin)으로 널리 알려져 있으며, 플라스틱 중 가장 높은 가공성을 가진 엔지니어링 열가소성 수지입니다.
POM(델린)은 높은 정밀도, 높은 강성, 낮은 마찰, 고온에서의 우수한 치수 안정성, 매우 낮은 흡수율이 요구되는 플라스틱 부품 CNC 가공 시 종종 최선의 선택입니다.
소재 특성:
PTFE는 일반적으로 테플론(Teflon)으로 알려져 있으며, 우수한 내화학성/내열성과 알려진 고체 중 가장 낮은 마찰 계수를 가진 엔지니어링 열가소성 수지입니다. 200°C 이상의 작동 온도를 견딜 수 있는 몇 안 되는 플라스틱 중 하나이며 뛰어난 전기 절연체입니다. 순수한 기계적 특성을 가지며 어셈블리의 라이닝이나 인서트로 자주 사용됩니다.
고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 높은 강도-중량비, 높은 내충격성, 양호한 내후성을 가진 열가소성 수지입니다. HDPE는 경량이며 옥외 사용과 배관에 적합합니다. ABS처럼 사출 성형 전 시제품 제작에 자주 사용됩니다.
소재 특성:
PEEK는 우수한 기계적 특성, 매우 넓은 온도 범위에서의 열적 안정성, 대부분의 화학물질에 대한 우수한 내성을 가진 고성능 엔지니어링 열가소성 수지입니다.
PEEK는 높은 강도-중량비로 금속 부품을 대체하는 데 자주 사용됩니다. 의료 등급도 사용 가능해 생체 의학 응용에도 적합합니다.
질문하신 응용 분야에 따라 많이 달라지지만, 전반적으로 알루미늄 6061이 CNC 가공에 가장 일반적이고 저렴한 금속입니다.
POM(델린)이 CNC 가공에 가장 경제적인 플라스틱입니다. 이는 열가소성 수지의 탁월한 가공성 덕분입니다.
금속은 높은 강도, 경도, 극한 온도에 대한 신뢰할 수 있는 내성이 요구되는 제조 응용에 이상적입니다.
3D 프린팅에서 더 흔하지만, 특수 소재 요구사항이 있는 경량 부품을 생산하려 할 때 플라스틱은 CNC 가공에 이상적입니다. 플라스틱은 시제품 제작(특히 사출 성형으로 더 큰 수량을 만들기 전)에도 실행 가능합니다.
CNC 기계
소재가 중요합니다: 내식성을 위한 올바른 소재 선택 해양 플랫폼에는 거의 50,000피트의 튜빙, 20,000개 이상의 유체 시스템 구성 요소, 최소 10,000개의 피팅, 최대 8,000개의 기계적 연결이 있을 수 있습니다. 그렇기 때문에 소재를 지정할 때 내식성 금속을 선택하는 것이 중요합니다. 부식을 관리하기 위해 소재를 지정할 때 고려해야 할 측면이 많습니다. 많은 고려 사항은 소재 자체를 넘어섭니다. 소재의 초기 품질과 제조 품질이 유체 시스템 구성 요소의 수명에 중요하지만, 소재 과학 전문 지식과 소재 선택 의사 결정을
CNC 가공은 모든 제품 제조 산업의 핵심입니다. 산업 제조와 프로토타이핑에서 가장 일반적으로 사용되는 공정입니다. 현재 귀사의 비즈니스를 위해 고품질 CNC 가공 서비스를 찾고 있다면 두 가지 이유일 수 있습니다: 1. 제품 제조를 위한 서드파티 파트너를 찾고 있거나, 2. 긴급하게 CNC 서비스가 즉시 필요합니다. 어느 쪽이든, 귀사의 비즈니스를 위해 올바른 CNC 가공 공급업체(Vendor)를 선택하는 것은 반드시 내려야 할 중요한 결정입니다. 귀사의 비즈니스에 적합한 CNC 공급업체를 선택하면 장기적으로 많은 작업을 줄이고
