CNC 가공에서 경금속 vs 연금속 선택 시 고려할 6가지 필수 요소

대안이 있다는 건 좋은 일이지만, 예정된 CNC 가공 프로젝트에 명확한 목표가 있는 것이 더 좋습니다. 여기에 적용할 소재를 선택해야 하는데, 이는 생산 공정에서 필수적인 열쇠가 될 수 있으며 비용도 많이 들 수 있습니다. 다음 기사에서는 CNC 가공에서 경금속과 연금속 중 무엇을 선택할지 고려해야 할 6가지 요소를 보여드리겠습니다.

• CNC 가공에서 금속의 특성

CNC용 금속을 선택하기 전에 서로 다른 힘이 가해질 때 소재의 성능을 알아야 합니다. 고려해야 할 금속의 핵심 기계적 특성은:

• 강도 (경금속)
• 탄성 (경금속이 연금속보다 더 탄성적임)
• 경도 (경금속)
• 자성 (강철)
• 연성 (연금속)
• 파단 인성 (모든 금속이 가장 높은 범위의 파단 인성을 가지나, 연함에서 경함으로 갈수록 가장 강함)
• 밀도 (연함에서 경함으로 밀도 스케일에서 범위가 다름)
• 감쇠 (경금속은 낮은 감쇠 용량을 가짐)

위 소재 중 하나라도 귀사 필요 이상이라면 실제 소재별 특성 등급을 조사해 보시거나, 당사의 CNC 가공용 소재 페이지에서 필요할 수 있는 모든 소재의 포괄적인 목록을 확인하십시오.

• 금속의 마모 및 피로 특성

목표 가공 부품에 따라 선택하십시오. 고려해야 할 가장 중요한 피로 특성을 나열합니다.

피로 강도와 인성: 이는 소재가 일정 사이클 수 내에서 견딜 수 있는 응력입니다. 이 변화들은 최종 용도 요구사항을 충족하는 적절한 소재 선택을 돕기 위해 광범위하게 연구되었습니다. 사실 이 주제 연구에 따르면 "피로는 모든 금속 고장의 약 90%를 차지하는 것으로 추정됩니다." 고장은 빠르고 경고 없이 발생하므로, 보통 비율의 평균으로 피로 강도를 측정합니다. 소재 선택 시 귀사 부품이 여러 응력 사이클을 견뎌야 한다면 피로 강도 수준을 평가하실 것을 권장합니다.

환경 사이클: 환경 사이클 테스트 자료가 많습니다. 대부분 조절된 환경에 두고 고온/저온, 고습/저습, 열 사이클, 열충격 테스트를 수행합니다.

—고온 견딜 수 있는 금속: 티타늄, 스테인리스강.

—저온에서 연성 유지 가능한 금속: 구리, 알루미늄.

크립 저항은 소재가 '크립(creep)'을 견딜 수 있는 능력으로 정의되는데, 이는 장기간에 걸쳐 소재가 변형하려는 경향(높은 저항 수준 초래)을 말합니다. 변형 소재의 표준 방사선은 시간이 지남에 따라 변할 수 있습니다. 니켈, 티타늄, 스테인리스강이 금속 변형 저항성이 가장 높습니다. 알루미늄은 융점이 극히 낮아 항공우주 용도로 권장되지 않습니다.

• 금속의 부식(산화) 저항성

주변 환경과의 화학 반응으로 인한 금속 부식은 열화 또는 산화입니다. 금속 부식에는 많은 이유가 있으며, 주로 모든 금속 부식입니다. 스테인리스강은 매우 느리게 부식되므로 부식이 걱정된다면 최선의 선택입니다.

스테인리스강의 또 다른 대안은 아노다이징 알루미늄입니다. 이 방법은 부식 감소에 도움이 되며 매우 내구성 있는 마감입니다. 아노다이징은 부가 서비스이므로 프로젝트 납기를 늘릴 수 있어 프로젝트 필요에 맞지 않을 수 있습니다.

• 금속의 열적 특성

약간 다루었지만, 금속은 열압 하에서 매우 다르게 반응합니다. 금속은 팽창하고, 녹고, 전기를 전도합니다. 몇 가지 변화를 탐구해 보겠습니다.

• 금속의 제조 적합성

제조 적합성 측면에서 각 공급업체나 제조 파트너는 역량에 따라 다른 요구사항 세트를 가질 수 있습니다. 귀사 부품을 가공할 수 없고 부품 설계 유연성이 적다면, 3D 프린팅으로 제조 방법을 변경해야 할 수도 있습니다. 이는 독특한 금속 및 플라스틱 솔루션을 제공합니다. 좋은 소식은 부품 가공을 결정하고 견적을 업로드하면 JTR Protolabs에서 거의 즉각적으로 각 견적에 대한 제조 적합성 설계(DFM) 피드백을 제공한다는 것입니다.

견적 분석에서 부품 설계의 인터랙티브 3D 이미지에 접근할 수 있어 부품 지오메트리를 검토하고 벽 두께, 좁은 홈, 공차, 나사 가공, 구멍 가공 등 잠재적 설계 문제를 추정할 수 있습니다.

• 금속 비용

중요한 요소 체크리스트의 마지막은 비용입니다. 이는 놀라운 일이 아닐 수 있지만, 더 많은 특성 요구사항이나 필요가 있다면 소재 비용을 더 지불해야 할 수 있습니다. 위 다른 특성들 중 일부를 감수할 수 있다면 알루미늄은 경제적인 가공 소재입니다. 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.

풀어야 할 것이 많지만, 이제 경금속과 연금속 간의 트레이드오프를 더 잘 이해하시고 다음 가공 프로젝트를 시작하실 수 있기를 바랍니다. 아직 질문이 있으시다면 경험 많은 엔지니어링 팀에 조언을 구하시길 권장합니다.