가공을 위한 최고의 CNC 재료 선택 가이드

CNC 가공은 많은 재료와 호환되는 고정밀 공정입니다. 올바른 CNC 가공 재료는 제조 공정 효율성과 가공 부품의 품질 및 기능에 큰 역할을 합니다. 그러나 수많은 사람들 중에서 올바른 것을 선택하는 것은 어려울 수 있습니다.

이 문서에서는 프로젝트에 적합한 CNC 재료를 선택하는 방법을 설명합니다.

CNC 가공 재료 선택을 위한 3단계 가이드

기사를 살펴보기 전에 아래는 대부분의 CNC 기계공이 재료를 선택하는 데 사용하는 3단계 가이드에 대한 간략한 소개입니다. 그러나 각 단계는 다음 섹션에서 완전히 설명되므로 이것은 소개용이라는 점에 유의하십시오.

· 1단계:부품 요구사항의 우선순위 지정

부품 요구 사항은 CNC 가공의 핵심 부분이며 사용할 수 있는 재료 유형에 대한 템플릿을 설정합니다. 일반적인 요구 사항에는 부품 응용 프로그램, 즉 사용할 환경, 경량, 인장 강도 및 예산과 같은 추정 속성이 포함됩니다.

· 2단계:잠재적 자료 식별

위의 부품 요구 사항에 따라 재료의 우선 순위를 지정하면 전체 또는 대부분을 충족할 수 있는 일부 재료를 식별할 수 있습니다. 이 자료의 목록을 만드십시오.

· 3단계:가장 적합한 재료 선택

부품 요구 사항을 절충하여 가장 적합한 재료를 선택하십시오. 예를 들어, 예산이 범위 내에 있지 않다면 기계적 성능보다 비용을 선택할 수 있습니다.

1단계:CNC 가공 재료를 선택할 때 부품 요구 사항 고려

아래는 모든 CNC 가공 프로젝트에 적용할 수 있는 부품 요구 사항에 대한 집중 연구입니다.

· 부품 응용 프로그램

사용하는 CNC 재료가 의도한 애플리케이션 또는 환경과 호환되는지 확인하십시오. 예를 들어, 해양 환경에서 사용되는 구조 부품을 만들기 위한 스테인리스강과 탄소강을 비교해 보겠습니다. 두 재료 모두 가공 가능합니다. 그러나 스테인레스 스틸은 내식성으로 인해 더 적합합니다. 일반적인 건조한 환경을 보면 탄소강이 더 강하고 내구성이 있기 때문에 더 적합할 것입니다.

· 부품 중량

고려 중인 재료가 해당 응용 분야에 따라 요청된 올바른 무게인지 확인하십시오. 더 크다고 더 좋은 것은 아닙니다. 예를 들어, 알루미늄 및 기타 저밀도 재료는 가볍고 강도가 높기 때문에 자동차 및 항공우주 산업에 강력하게 어필합니다.

· 부품 속성

올바른 CNC 재료는 기능 손실 없이 효과적인 가공을 지원하는 필수 속성을 갖습니다. 따라서 고려할 수 있는 부품 속성을 고려해야 합니다.

가공성

가공성은 재료가 CNC 가공 프로세스와 얼마나 호환되는지 보여줍니다. 올바른 재료는 가공성이 높아야 생산 효율성이 증가하고 CNC 부품 파손이 줄어듭니다. 알루미늄, 구리, 황동 및 플라스틱과 같은 부드러운 금속은 가공성이 높은 재료입니다.

금속이나 탄소 섬유와 같은 단단한 금속과 단단한 플라스틱은 가공성이 낮습니다. 따라서 CNC 기계 절단 속도 및 이송 속도를 제어해야 하므로 생산성과 생산 효율성이 낮아집니다. . 또한 금속 부품을 손상시키거나 티타늄의 경우와 같이 특수 절단 도구가 필요할 수 있습니다.

강도

금속과 플라스틱의 강도 측정에는 여러 가지가 있으며 프로젝트에 가장 적합한 재료를 찾을 때 다음 사항을 고려해야 합니다.

• 인장 강도 : 당기는 힘에 대한 재료의 저항
• 압축 또는 하중 지지: 일정한 하중에 대한 재료의 저항
• 인성: 찢어짐에 저항하는 재료의 능력
• 탄력성: 하중을 제거한 후 원래 모양으로 돌아가는 재료의 능력

만들고자 하는 부품의 허용 가능한 강도 한계를 파악한 다음 그러한 한계에 부합하는 재료를 선택하십시오. 또한 온라인으로 이동하여 다양한 재료의 강도에 대한 포괄적인 기술 정보를 얻거나 직원과 대화할 수 있습니다.

내열성

내열성은 온도 변화로 인한 기계적 특성의 변화에 ​​저항하는 재료의 능력을 나타냅니다. 선택한 재료가 온도 변화에 따라 불규칙하게 팽창하거나 수축하지 않도록 하십시오.

내식성

내식성은 부품 고장을 유발할 수 있는 이물질에 저항하는 재료의 능력입니다. 이러한 이물질은 물에만 국한되지 않는다. 다른 예로는 오일, 그리스 및 산, 염 및 알코올과 같은 화학 시약이 있습니다. 따라서 화학 물질 노출을 견딜 수 있는지 확인하기 위해 재료의 기술 데이터 시트를 확인하십시오.

경도

재료 경도는 정확한 표면 하중을 견딜 수 있는 능력을 보여주고 CNC 기계가 절단할 수 있는 재료를 결정합니다. 단단한 재료는 CNC 기계의 구성 요소를 파괴할 수 있으므로 CNC 가공에 적합하지 않습니다. 그들은 또한 특별한 절단 절차가 필요합니다. 예를 들어, 티타늄에는 다이아몬드 절삭 공구가 필요합니다.

내구력/한계

재료의 전반적인 응력 흡수 능력입니다. 예를 들어 알루미늄은 미세 구조로 인해 내구성 제한이 없습니다. 그러나 합금은 인장 강도의 1/3의 내구성 한계를 가져야 합니다.

· 치수 공차

치수 공차는 효과적인 기능을 위해 기계 부품의 변동에 허용되는 한계입니다. 치수 공차를 높이려면 가공성이 높은 재료가 필요합니다.

엄격한 공차를 사용하여 만든 부품은 조립이 더 쉽습니다. 결과적으로 자동차 및 항공에 매우 적합합니다.

또한 모든 CNC 기계에는 제조업체에 따라 허용 오차 수준이 있습니다. 그러나 평균 공차는 0.02mm입니다. 공차가 확실하지 않은 경우 CNC 가공의 표준 공차에 대한 기사를 볼 수 있습니다.

· 신체적 외모

미학은 CNC 재료를 선택할 때 요구 사항의 최전선에 있지 않습니다. 그러나 특정 제품, 특히 소비자 제품의 경우 이를 고려해야 할 수도 있습니다.

물리적 외관은 최종 부품의 부드러움과 색상 측면에서 볼 수 있습니다. 금속은 색상 범위가 제한적이지만 일반적으로 표면 마감이 매끄럽습니다. 플라스틱 소재는 다양한 색상으로 제공됩니다.

· 프로젝트 예산

CNC 머시닝은 최종 제품을 만들기 위해 공작물에서 칩을 제거하는 감산 프로세스이기 때문에 재료 비용은 CNC 재료 선택의 중요한 부분입니다. 따라서 프로젝트 예산은 자재 선택의 주요 요소입니다. 지출 범위 내에서 원하는 특성을 가진 재료를 선택해야 합니다.

2단계:CNC 가공 재료 후보 식별

위에 강조 표시된 부품 요구 사항을 사용하여 프로젝트에 사용할 수 있는 재료 목록을 만들 수 있어야 합니다. 금속, 플라스틱 및 기타의 세 가지 유형의 재료가 CNC 가공에 적합합니다. 이 섹션에서는 세 가지 유형, 속성 및 응용 프로그램에 대해 설명합니다.

· 금속 CNC 가공 재료

금속은 고유한 특성을 가진 일반적인 CNC 밀링 재료입니다. 공정과 호환되는 광범위한 금속이 있습니다. 다음은 잘 알려진 옵션, 속성 및 응용 프로그램입니다.

– 알루미늄

알루미늄 합금은 일반적으로 강도 대 중량비, 열 및 전기 전도성, 내식성이 우수합니다. 그러나 이러한 특성의 수준은 알루미늄 합금 유형에 따라 다릅니다. . 예를 들어, 6061 대 7075 알루미늄 비교는 알루미늄 6061이 내식성이 더 낮다는 것을 보여줍니다. 재료 특성의 다양성을 보여주는 알루미늄 합금의 다른 비교도 있습니다.

알루미늄 합금은 프레임 및 고성능 레크리에이션 장비와 같은 부품을 만들기 위해 자동차 및 항공 산업에 적용 가능합니다.

–  황동

황동은 아연과 구리의 합금입니다. 청동 및 구리와 달리 , 마찰 계수가 낮고 내화학성이 높으며 강도가 낮은 비용 효율적인 재료입니다. 부드러움으로 인해 가공성이 높습니다. 결과적으로 황동은 의료산업(수술도구), 엔지니어링, 음악산업(현)에 사용되는 부품을 만드는 데 적용할 수 있습니다.

–  스테인리스 스틸

스테인리스 스틸 합금은 부식, 변형 및 마모에 강합니다. 대부분의 스테인리스 합금 너트, 볼트, 샤프트 및 기어를 만드는 데 사용되는 303 스테인리스 강판을 제외하고 열처리가 가능합니다. 또 다른 일반적인 합금은 높은 기계 가공성, 내식성 및 용접성으로 알려진 304 스테인리스강입니다.

스테인리스 스틸은 일반적으로 외과용 도구를 만드는 의료 산업과 자동차 및 항공 산업에 적용할 수 있습니다.

–  스틸

강철 합금은 성형성, 용접성 및 가공성이 높습니다. 그러나 이러한 특성의 정도는 합금에 따라 다릅니다. 강철은 기어 및 샤프트와 같이 강한 용접이 필요한 재료를 만드는 데 적합합니다.

–  티타늄

티타늄은 높은 강도, 인성, 생체 적합성 및 내식성을 가지고 있습니다. 알루미늄에 비해 가장 시간이 많이 걸립니다. 그러나 알루미늄 합금과 달리 고가이고 가공성이 낮습니다(특수 절단기가 필요함). 또한 용접성이 낮아 티타늄과 강철을 비교할 때 많은 기계공이 강철을 선호합니다.

티타늄은 항공 우주, 군사 및 의료 기기 제조에 사용되는 쾌속 프로토타입 부품의 중요한 소재입니다.

–  구리

구리는 높은 전기 전도성과 내식성 및 열 전도성을 가지고 있습니다. 그러나 산, 할로겐, 황화물 및 암모니아 용액과 같은 화학 물질에 대한 내성이 낮습니다.

구리는 전도성 부품을 만드는 전기 산업과 냉각 시스템과 열교환기를 만드는 자동차 산업에 적용할 수 있습니다.

· 플라스틱 CNC 가공 재료

플라스틱 폴리머는 CNC 가공을 위한 일반적인 재료이기도 하며 다목적성과 미적 특성으로 유명합니다. 다음은 잘 알려진 옵션, 속성 및 응용 프로그램입니다.

–  ABS

ABS 플라스틱 소재는 내충격성이 높고 전기전도도가 낮으며 내화학성이 우수한 열가소성 수지입니다. 다용도성으로 인해 CNC 가공에 매우 적합하지만 사출 성형에 더 일반적입니다.

ABS는 자동차 부품, 장난감, 스포츠 용품 제조에 적용됩니다. 그러나 다른 플라스틱과 달리 가격이 저렴하고 고온에 오래 견디지 못합니다.

– 나일론

나일론은 높은 가공성, 적당한 난연성 및 높은 강도를 가진 폴리아미드 중합체입니다. 절연체, 베어링, 바퀴 및 가전제품 케이스 제작에 적합합니다.

–  아크릴

PMMA는 유리 대용으로 사용되는 단단하고 투명하며 긁힘 방지 및 충격 방지 소재입니다. CNC용 아크릴은 디스플레이 스크린, 렌즈, 투명 인클로저 및 식품 보관에 적용 가능합니다(비스페놀-A가 부족하기 때문에). 그러나 열 변형에 취약합니다.

–  엿보기

PEEK는 가공성, 치수안정성, 내화학성, 내충격성이 우수한 반결정성 고분자입니다. 테스트 소켓, 스위치, 커넥터 등의 부품 제작에 적용 가능합니다.

–  PVC

PVC는 내화학성이 있으며 대부분의 CNC 밀링 재료보다 저렴합니다. 수도 및 가스 파이프를 만드는 주택 산업에 적용할 수 있습니다.

· 기타 CNC 가공 재료

금속과 플라스틱이 더 널리 사용되는 CNC 가공 재료이지만 다른 호환 가능한 재료도 있습니다. 다음은 귀하의 프로젝트에 적합할 수 있는 몇 가지입니다.

–  도자기

세라믹은 부서지기 쉽고 내열성이 있으며 부식에 강하다고 알려진 재료입니다. 따라서 세심한 가공이 필요합니다.

그 특성 때문에 우주왕복선 엔진 부품, 탱크 갑옷, 초전도체와 같이 내열성이 있는 부품을 만드는 데 중요합니다.

–  나무

목재(단단한 목재 및 합판)는 높은 미관과 내마모성을 가지고 있습니다. 합판은 치수 안정성이 더 높습니다. 따라서 높은 허용 수준이 요구되는 제품에 적합합니다. 두 재료 모두 비싸고 특수 절단 도구가 필요할 수 있습니다.

– 거품

Foam은 저렴하고 가벼우며 가공이 쉬운 재료로 CNC 가공의 시험 재료로 적합합니다. 리지드와 카빙의 두 가지 유형이 있습니다.

경질 폼은 단열 값이 더 높습니다(-100°에서 200°F 사이의 온도에서 작동할 수 있음). 결과적으로 바닥 및 벽에 사용되는 부품을 만드는 데 적합합니다. 습기를 견뎌야 하는 제품을 만드는 데에도 적합합니다.

조각 거품은 더 높은 유연성을 가지고 있습니다. 따라서 Gasket, Seal 등의 제품 제작에 적용 가능합니다.

–  합성

복합 재료는 탄소, 유리 등으로 만든 합성 재료를 열경화성 수지 또는 열가소성 수지로 결합한 것입니다. 화학적 구성으로 인해 가공성이 낮습니다. 결과적으로 기계 가공이 어렵고 종종 다이아몬드 툴링과 5축 CNC 기계가 필요합니다. 자동차, 항공우주 및 발전 애플리케이션에 적용할 수 있습니다.

3단계:최고의 CNC 가공 재료 선택

최고의 CNC 머시닝 재료를 선택하는 것은 여러분이 구상하는 제품과 해당 응용 분야에 따라 다릅니다. 사용할 수 있는 재료가 많기 때문에 적합한 재료의 목록을 작성할 수 있어야 합니다. 다음은 최상의 재료를 선택하기 위해 고려할 수 있는 몇 가지 사항입니다.

· 비금속 재료 고려

금속이 항상 최선의 선택은 아닙니다. 일부 비금속 재료는 금속과 같은 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어, 폴리카보네이트는 금속에 비유되는 매우 강한 플라스틱입니다. 또한 가볍고 내구성이 뛰어나며 성형이 가능합니다. 따라서 프로젝트가 비금속 CNC 재료를 사용하는 것이 더 나은 경우 사용하십시오.

· 페놀류 고려

페놀은 단단하고 치수 안정성이 있으며 전기 저항성, 내열성 및 내화학성입니다. 따라서 프로젝트의 특정 규정을 준수하기 위한 훌륭한 옵션입니다.

· 폼의 다양한 목적을 알고 있습니다.

폼은 경량, 내구성 및 강성으로 인해 기계 가공에서 매우 중요합니다. 결과적으로 특히 값 비싼 재료로 작업하는 경우 올바른 테스트 재료가 될 수 있습니다. 경질 폼은 높은 구조적 무결성과 안정성이 필요한 부품에 적합하고 조각 폼은 높은 수준의 단열이 필요한 부품 및 금형 프로토타입에 적합합니다.

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FAQ

가공에 가장 적합한 알루미늄은 무엇입니까?

알루미늄 6061-T6은 CNC 가공의 표준 등급으로 간주되는 인기 있는 알루미늄 합금입니다. 가공성이 높고 가벼우며 내식성이 있으며 다용도입니다. 자동차 및 항공 산업에 적용 가능

CNC 기계로 절단할 수 있는 재료는 무엇입니까?

CNC 기계는 알루미늄 및 스테인리스 스틸과 같은 연질 금속, ABS, PEEK 및 PVC와 같은 플라스틱 및 폼 및 세라믹과 같은 기타 재료를 절단할 수 있습니다.

플라스틱과 금속 중 어느 것이 더 낫습니까?

두 재료 모두 서로 다른 시나리오에 적용할 수 있는 속성이 있습니다. 금속은 좋은 기능적 특성을 지닌 고가입니다. 미학을 위해서는 플라스틱이 더 나은 선택입니다. 이것은 금속에 미적 특성이 없다는 것을 의미하지는 않습니다. 표면 마감을 사용하여 미학적으로 보기 좋게 만들 수 있습니다. 또한 많은 플라스틱이 기능적 특성 면에서 금속을 대체할 수 있습니다.