마스터 패턴을 만들기 위해 CNC 가공이나 3D 프린팅을 사용해야 합니까?

부품 제조에는 종종 주물 재료로 채울 수 있는 주형이 필요합니다. 이러한 주형은 기본적으로 최종 제품의 복제본인 마스터 패턴으로 만들어집니다. 그러나 일반적으로 성형 재료의 어느 정도 수축을 설명하기 위해 최종 물체의 의도된 크기보다 약간 더 큽니다.

패턴은 두 가지 주요 이유로 엄격한 표준에 따라 제작되어야 합니다. 우선, 캐스트 개체는 제작된 주형만큼 정확하므로 패턴을 잘 구성해야 합니다. 둘째, 패턴은 재사용할 수 있어야 합니다. 고품질 구조로 치수가 정밀한 금형을 만들기 위해 반복적으로 사용할 수 있습니다.

이러한 요구 사항으로 인해 엔지니어는 전통적으로 패턴 제작자, 도구, 금형 제작 및 금형 제작에 대한 지식을 갖춘 고도로 숙련된 작업자의 서비스로 눈을 돌렸습니다. 그러나 제조 기술의 발전으로 엔지니어는 CNC 머시닝이나 3D 프린팅과 같은 전통적인 빼기 방법을 사용하여 마스터 패턴을 생성할 수 있습니다.

마스터 패턴을 생성할 때 사용할 제조 프로세스를 결정할 때 염두에 두어야 할 몇 가지 주요 고려 사항이 있습니다. 여기에는 크기, 기하학적 복잡성, 패턴의 전문화 정도와 같은 디자인 사양과 생산 규모, 부품의 의도된 적용, 제품 재료가 포함됩니다.

CNC 가공을 사용하여 마스터 패턴 만들기

CNC 머시닝은 절삭 공구나 드릴을 사용하여 더 큰 블록에서 재료를 제거하여 부품을 형성하는 절삭 가공 공정입니다. CNC로 가공된 마스터 패턴은 툴링 보드 또는 빠르고 쉽게 패턴으로자를 수 있는 가공 가능한 재료 슬래브를 사용하여 만들어집니다. 여러 개의 툴링 보드를 함께 고정하여 큰 마스터 패턴을 생성할 수 있으며, CNC 머시닝은 금속 또는 플라스틱 주조에 사용되거나 프로토타입을 만드는 데 사용되는 패턴에 유용한 프로세스입니다.

폴리우레탄, 에폭시, 우레탄 및 렌셰이프를 비롯한 몇 가지 다른 유형의 툴링 보드가 있습니다. 이러한 툴링 보드는 다양한 밀도로 제공되며 일반적으로 가볍기 때문에 자동차 프로토타입, 파운드리 패턴 및 신속한 툴링 애플리케이션에 유용합니다. 일부 품종은 고온 내성을 제공하여 비행기, 자동차, 보트 및 기타 차량에서 볼 수 있는 산업 생산 부품의 마스터 패턴을 만들 때 이점으로 작용합니다.

CNC 가공 마스터 패턴은 3D 인쇄 패턴보다 더 엄격한 치수 공차 요구 사항을 충족할 수 있으며, 이는 최소 치수 변화가 중요한 항공우주 및 의료 부품용 금형을 생성할 때 유용합니다. CNC 가공을 통해 마스터 패턴으로의 통풍구와 같은 전략적 금형 기능을 구성하는 동시에 필요한 후반 작업 표면 마무리 작업의 양을 줄일 수 있습니다.

그러나 CNC 가공의 주요 제한 사항은 절삭 공구를 매우 정확한 각도로 배치해야 하기 때문에 복잡한 내부 형상을 생성하기 어렵고 비용이 많이 든다는 것입니다. 일부 형상은 너무 복잡하여 조립해야 하는 더 작고 단순한 여러 조각으로 분할되어야 하므로 비용이 추가되고 조립품의 전체 강도가 감소합니다.

3D 프린팅을 사용하여 마스터 패턴 만들기

CNC 가공에 비해 3D 프린팅이 제공하는 주요 이점은 설계의 효율성, 속도 및 유연성입니다. 3D 프린팅은 적층 공정이기 때문에 단일 빌드로 복잡한 설계를 생성할 수 있으므로 추가 가공이나 조립이 필요하지 않습니다. 대부분의 경우 이 때문에 3D 프린팅은 유기적 모양, 여러 구멍, 더 작은 세부 사항 또는 전략적 몰드 기능을 포함하는 복잡한 형상이 있는 패턴에 더 나은 옵션이 됩니다. 또한 3D 인쇄 부품은 높은 표면 해상도를 제공하는 경향이 있습니다. 이는 복잡한 디자인의 부품에 대한 중요한 고려 사항입니다.

3D 프린팅 패턴은 설계 파일을 사용하여 생성되기 때문에 설계가 완료되는 즉시 금형 제조 프로세스를 시작할 수 있습니다. 반면에 CNC로 가공된 패턴은 리드 타임이 훨씬 더 길고 생산을 시작하기 전에 여러 차례의 테스트가 필요할 수 있습니다. 가공된 패턴은 생성하는 데 몇 주 또는 몇 달이 걸릴 수 있지만 3D 인쇄 패턴은 며칠 만에 만들 수 있습니다. 또한 3D 프린팅 패턴의 디자인 파일이 디지털 방식으로 저장되기 때문에 마스터 패턴을 필요에 따라 재현할 수 있습니다.

그러나 3D 인쇄 마스터 패턴은 CNC 가공을 통해 생성된 패턴만큼 내구성이 없습니다. 이러한 이유로 3D 인쇄 마스터 패턴은 여러 금형을 필요로 하는 대규모 생산 실행에서 비용 효율적이지 않습니다. 더 내구성이 있고 내열성이 있는 패턴의 경우 CNC 가공이 더 나은 선택인 경우가 많습니다.

각 프로세스의 장단점 비교

궁극적으로, 만들려는 패턴에 가장 적합한 프로세스를 결정하기 전에 사용 가능한 모든 옵션의 주요 장점과 단점을 분류하는 것은 엔지니어, 파운드리 및 패턴 제작자에게 달려 있습니다.

CNC로 가공된 패턴은 생성하는 데 더 비싸고 시간이 많이 걸리지만 초기 비용은 종종 여러 부품에 분산되므로 대량 생산 실행에 적합합니다. 3D 프린팅은 특히 복잡한 형상을 가진 부품의 경우 유연한 프로토타이핑 옵션을 제공하여 매우 상세한 패턴을 빠르게 생성할 수 있습니다.

Fast Radius를 사용하기로 선택하면 마스터 패턴 설계에서 후반 작업 마무리까지 부품이 저렴하고 안정적으로 제시간에 제작될 수 있도록 이러한 결정을 안내해 드립니다.

CNC 머시닝, 3D 프린팅 및 당사가 제공하는 기타 서비스에 대해 자세히 알아보려면 리소스 센터를 방문하세요. 여기에서 각 프로세스에 사용할 수 있는 다양한 제조 재료도 읽을 수 있습니다.

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