CNC 가공의 알루미늄 주조:장점, 단점 및 최선의 방법을 선택하는 방법

가공 부품을 설계할 때 주요 고려 사항 중 하나는 재료입니다. 알루미늄 합금은 다양한 산업 및 응용 분야의 CNC 가공에 일반적으로 사용됩니다. 그러나 정밀 부품으로 성형되기 전에 먼저 여러 주조 공정 중 하나를 거쳐야 합니다. 

각 주조 방법에는 고유한 장점과 고려 사항이 있습니다. 이 기사에서는 알루미늄 CNC 가공의 장단점을 살펴보고 가장 일반적인 주조 기술에 대한 개요와 각 기술이 프로젝트에 권장되는 이유를 제공합니다. 

고객들은 알루미늄이 고광택 마감을 얻을 수 있기 때문에 시각적 매력을 위해 알루미늄을 선택하는 경우가 많습니다. 대부분의 알루미늄 합금은 내부식성도 뛰어나므로 페인팅이나 마감이 필요하지 않을 수도 있습니다. 물론 알루미늄은 무게 대비 강도가 뛰어난 것으로 잘 알려져 있습니다. 자동차 및 항공우주 산업과 같이 경량 소재가 필요한 응용 분야에 이상적입니다. 알루미늄은 대부분의 다른 유형의 금속(구리 제외)보다 전도성이 더 높기 때문에 전기 부품 및 인클로저에 자주 사용됩니다.

CNC 가공의 관점에서 볼 때 알루미늄에는 몇 가지 장점이 있습니다. 칩이 더 잘 생기고 일반적으로 성형이 더 쉬워서 사이클 시간이 더 빨라지기 때문에 기계 가공이 더 쉽습니다. 또한 마무리 과정에서 디버링이 덜 필요합니다. 강철이나 철만큼 단단하지 않기 때문에 알루미늄을 가공하는 데 사용되는 도구는 교체가 필요할 때까지 훨씬 더 오래 지속됩니다. 결국 노동력이 덜 필요하고 대량 부품 주문에 적합한 선택이 될 수 있습니다.

알루미늄 CNC 가공의 잠재적인 단점

알루미늄은 높은 강도 대 중량 비율을 자랑하지만 여전히 철이나 강철만큼 강하지는 않습니다. 그리고 알루미늄은 가공하기 쉽지만 고온에 노출되면 불균일하게 구부러지는 경향이 있기 때문에 용접하고 엄격한 공차를 유지하기가 더 어려울 수 있습니다.

알루미늄의 다공성도 문제가 될 수 있으며, 특정 화학 물질에 노출된 함유물이 있는 구성 요소는 약화되어 누출이 더 쉽게 발생할 수 있습니다. 이러한 문제를 방지하려면 합금을 적절하게 선택하고 품질 관리를 실시해야 합니다. 그리고 알루미늄이 철이나 강철보다 더 비쌀 수 있다는 사실을 무시할 수 없습니다. 경량 재료나 고품질 마감재가 필요하지 않은 응용 분야에서는 때때로 철이나 강철을 선택합니다. 이것이 바로 트랙터나 기타 농업 장비에 철이 사용되는 것을 자주 볼 수 있는 이유입니다. 

4가지 일반적인 알루미늄 금속 주조 기술 

알루미늄의 주조 방법은 합금 유형을 선택하는 데 중요한 역할을 합니다. Stecker에서는 일부 국제 파트너 외에도 중서부 중심부에 위치한 많은 주조 공장과 협력하고 있습니다. 알루미늄 합금 원료는 응용 분야에 필요한 정밀 부품으로 가공하기 전에 주조가 필요합니다. 가장 일반적인 금속 주조 기술은 다음과 같습니다:

1. 고압 다이캐스팅

다이캐스팅 방식은 용융된 알루미늄을 강철 주형에 고압으로 주입하여 최종 부품의 형태로 빠르게 응고되는 방식입니다. 금형은 재사용이 가능하므로 대규모 생산에 적합합니다.

왜 선택하나요? 복잡하고 공차가 엄격하며 표면이 매끄러운 부품을 대량 생산해야 하는 경우 고압 다이캐스팅을 선택할 수 있습니다. 처리 시간을 단축하고 마무리 요구 사항이 더 적은 경우에 적합합니다.

2. 영구 금형 주조

다이 캐스팅과 마찬가지로 영구 주형 주조에서는 강철 주형을 사용하여 알루미늄을 원하는 모양으로 만듭니다. 차이점은 영구 주형 주조의 경우 용융된 알루미늄을 주형에 붓고 중력을 이용해 주형을 채우는 것입니다. 반면에 다이캐스팅은 고압을 사용하여 액체 알루미늄을 금형에 주입합니다. 

왜 선택하나요? 영구 주형 주조는 다이 캐스팅보다 시간이 더 오래 걸릴 수 있지만 다공성이 적고(표면이 매끄러움) 강도가 더 높은 용도에 적합할 수 있습니다. 

3. 모래 주조

모래 주조는 가장 일반적인 주조 유형입니다. 이름에서 알 수 있듯이, 용융된 알루미늄을 모래 주형에 붓습니다. 식힌 후 금형을 제거하면 최종 가공 및 마무리 작업을 위해 보내지는 제품이 드러납니다. 

왜 선택하나요? 샌드 캐스팅은 초기 툴링 비용이 낮고 소량 주문에 적합할 수 있습니다. 다른 방법으로 주조하기 어려운 프로토타입이나 대형 부품에도 사용할 수 있습니다. 그러나 일반적으로 사형 주조를 사용하면 마감이 더 거칠어지고 엄격한 공차를 달성하기가 더 어려우므로 잠재적으로 추가 가공 및 마감이 필요할 수 있습니다.

4. 잃어버린 폼 캐스팅

로스트 폼 캐스팅은 용융된 알루미늄을 금형에 부으면 증발하는 폼 패턴을 사용합니다. 이 방법을 사용하면 코어 없이도 속이 빈 부분이 있는 복잡한 형상과 부품을 만들 수 있습니다.

왜 선택하나요?  로스트 폼 주조는 복잡한 형상에 선호되며 일반적으로 많은 가공이 필요하지 않습니다. 대량으로 복잡하고 내구성이 뛰어난 디자인을 위해 선택되는 경우가 많습니다.

관련:고품질 가공 부품을 위한 금속 주조의 중요성

어떤 알루미늄 합금을 사용할지 결정

순수 알루미늄은 매우 부드러운 소재이므로 CNC 응용 분야에 적합하지 않습니다. 알루미늄 합금은 연성을 향상시켜 이 문제를 해결합니다. 때로는 합금 유형에 따라 주조 방법 유형이 결정되기도 합니다. 예를 들어, 380 또는 413 알루미늄 합금은 고압 다이 캐스팅에 가장 적합하지만 강도가 저하되므로 샌드 캐스팅이 불가능합니다. 319 합금은 열처리가 필요하지 않고 비용 절감에도 도움이 되므로 사형 주조에 가장 적합합니다. 사형 주조에 적합한 다른 합금으로는 333과 356이 있습니다.

어떤 알루미늄 합금을 사용할지 아는 것이 항상 절단 및 건조되는 것은 아닙니다. CNC 기계 회사는 설계의 복잡성, 필요한 정밀도, 생산량, 비용 효율성 또는 기타 요인을 기반으로 한 가지 유형의 알루미늄 합금 또는 주조 방법을 권장할 수 있습니다. CNC 기계 공장이 귀하와 협력하여 다음 단계를 결정하는 방법을 알아보려면 CNC 기계 공장 가이드를 확인하세요. .

고객이 부품 설계를 요청하면 당사의 가공 전문가가 고객이 이상적이고 가장 경제적인 재료와 사용 방법을 결정하도록 도와드립니다. 귀하의 디자인에 어떤 유형의 재료나 주조 방법이 적합한지 궁금하십니까? 지금 Stecker 팀에 연락해 무료 상담 및 견적을 받아보세요.

저자 소개

Jason은 고객 문제를 해결하는 것을 즐깁니다. 비즈니스 개발 부사장으로서 Jason은 SMC의 현재 고객 중 일부를 위한 담당자로서 새로운 비즈니스 개발을 담당하고 있습니다. Jason은 엔지니어링, 생산, 영업 분야에서 일해 왔으며 자신의 가장 큰 강점은 고객에게 제조 문제에 대한 솔루션을 제공하는 것이라고 생각합니다.