CNC 가공 프로젝트에 적합한 재료 선택

CNC(Computer Numerical Control) 가공은 복잡한 부품의 중대량 생산 실행에 이상적인 다목적 고정밀 전통적인 제조 공정입니다. CNC 머시닝은 빼기 공정입니다. 즉, 적층 제조 방법에서 볼 수 있는 것처럼 점진적으로 재료를 증착하는 대신 기계가 단단한 재료 블록을 깎아서 완성된 부품을 만듭니다. CNC 머시닝을 통해 제조업체는 특정 애플리케이션을 위한 프로토타입과 내구성 부품을 신속하게 생산할 수 있습니다.

재료 선택은 모든 제조 프로세스에서 매우 중요한 부분이지만 엔지니어와 제품 팀은 CNC 머시닝을 위한 재료 선택과 관련하여 특히 부지런해야 합니다. 이 프로세스는 금속에서 유리 섬유, 목재에 이르기까지 다양한 재료와 호환되기 때문에 프로젝트에 충분하지만 가장 적합하지 않은 재료를 실수로 선택하기 쉽습니다. 이 기사에서는 CNC 가공 재료 선택에 대한 주요 고려 사항을 다루고 몇 가지 일반적인 옵션에 대한 개요를 제공합니다.

CNC 가공 재료 선택을 위한 주요 고려사항

재료 선택의 세부 사항에 들어가기 전에 제품 팀은 먼저 프로젝트 요구 사항을 검토해야 합니다. 다음 네 가지 질문을 고려하여 시작하십시오.

1. 부품은 어떻게 사용되나요?

엔지니어는 부품의 최종 용도와 사용 위치를 고려해야 합니다. 이러한 요소는 재료 선택에 큰 영향을 미치기 때문입니다. 예를 들어 스테인리스강과 탄소강은 모두 CNC 가공에 적합하지만 스테인리스강만 자연적으로 부식에 강합니다. 여기서 잘못된 종류의 강철을 선택하면 부품의 수명이 손상될 수 있습니다. FDA, FAA 및 모든 산업별 규정도 염두에 두어야 합니다.

2. 무게가 중요합니까?

부품이 가벼워야 하는 경우(자동차 및 항공우주 애플리케이션 제조 시 일반적인 요구 사항) 사용 가능한 저밀도 금속 옵션이 많이 있습니다. 제조업체는 강도를 희생할 의향이 있다면 ABS와 같은 플라스틱을 사용하여 무게를 줄이는 것도 고려할 수 있습니다.

3. 부품에 고강도 또는 내열성이 필요합니까?

강도는 다양한 방식(인장 강도, 내마모성 등)으로 측정할 수 있으므로 엔지니어는 부품에 필요한 강도의 종류와 강도가 어느 정도인지 결정해야 합니다. 이러한 매개변수는 실행 가능한 재료 풀의 크기에 영향을 미칩니다. 마찬가지로 온도 요구 사항은 처음부터 특정 재료를 제외합니다. 또한 엔지니어는 거의 모든 재료가 온도 변화에 따라 팽창하거나 수축하기 때문에 부품이 변동하는 온도에 노출되는지 여부도 고려해야 합니다.

4. 프로젝트 예산은 얼마입니까?

재료 비용은 거의 항상 재료 선택에 영향을 미칩니다. 대부분의 제품 팀의 목표는 비용을 최소화하면서 원하는 재료 속성과 성능을 최대화하는 재료를 선택하는 것입니다. CNC 머시닝의 경우 재료 비용이 특히 중요합니다. 이 프로세스는 상대적으로 많은 양의 스크랩 재료를 뒤에 생성하기 때문입니다. 특수 금속과 같은 일부 재료는 매우 비싸며, 이는 스크랩 재료 출력을 고려할 때 전체 프로젝트의 비용 효율성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 엔지니어는 최종 결정을 내리기 전에 예산을 신중하게 평가해야 합니다.

5가지 일반적인 CNC 가공 재료

금속 또는 플라스틱과 같이 기계로 가공하기에 충분히 단단한 재료는 CNC 제조에 사용할 수 있으므로 제품 팀은 선택의 여지가 없습니다. 이 짧은 목록은 오늘날 CNC 제조에 사용되는 가장 일반적인 재료에 대한 간략한 설명을 제공합니다.

1. 알루미늄

알루미늄 합금은 대량으로 가공하기 쉽고 강도 대 중량 비율이 좋으며 열 및 전기 전도성이 높습니다. 또한 자연적으로 부식에 강합니다. 알루미늄 6061은 CNC 가공에 자주 사용되는 다목적 알루미늄 합금입니다. 일반적으로 자동차 부품, 자전거 부품, 스포츠 용품 및 기타 레크리에이션 용품에서 발견됩니다. 이 소재는 가공성이 높습니다. 그러나 다른 금속보다 비쌀 수 있으며 바닷물이나 특정 화학 물질이 있는 곳에서는 잘 견디지 못합니다. 알루미늄 7075는 6061에서 한 단계 업그레이드되었습니다. 항공우주 프레임 및 고성능 레크리에이션 장비에 이상적이며 상업적으로 이용 가능한 가장 강력한 알루미늄 합금입니다.

2. 스테인리스 스틸

스테인리스 스틸 합금은 강하고 뒤틀림, 마모 및 부식에 강합니다. 303 스테인리스강에는 가공성을 향상시키기 위해 황이 포함되어 있지만 이 소재에는 엔지니어가 염두에 두어야 할 몇 가지 제한 사항이 있습니다.

303은 냉간 성형, 열처리 또는 용접이 불가능하며 CNC 제조 시 속도/이송 및 절삭 공구의 날카로움에 각별한 주의가 필요합니다. 즉, 303은 우수한 너트, 볼트, 비 해양 등급 피팅, 샤프트 및 기어를 만듭니다.

304 스테인레스 스틸은 인성으로 알려진 비자성, CNC 가공용 만능강입니다. 303처럼 쉽게 기계가공이 가능하고 부식에 강하지만 용접이 가능합니다. 304는 광범위한 소비자 및 산업용 애플리케이션, 주방 액세서리, 탱크 및 파이프, 건축 ​​등에 매우 적합합니다. 316 스테인리스강은 몰리브덴이 첨가되어 304 또는 303보다 훨씬 더 부식에 강합니다. 강하고 용접이 가능하며 몇 안 되는 해양 등급 스테인리스강 중 하나입니다.

육안으로 스테인리스강을 구별하는 것은 불가능하므로 엔지니어는 사용 중인 강철의 특성을 확인하기 위해 반드시 원료를 테스트해야 합니다.

3. 탄소강

탄소강 1045는 탄소강의 연한 등급입니다. 제조업체는 대부분의 스테인리스강보다 저렴하지만 더 강하고 더 강하기 때문에 이 재료를 사용하여 가공하는 경우가 많습니다. 1045는 기계 가공이 쉽고 용접이 가능하며 다양한 경도를 얻기 위해 경화 또는 열처리할 수 있습니다.

이 소재는 너트, 볼트, 기어, 샤프트, 커넥팅 로드 및 기타 강력하고 작은 기계 부품에 이상적입니다. 1045는 건축용으로도 사용할 수 있지만 녹과 부식을 방지하기 위해 표면 처리를 해야 합니다.

4. 티타늄

높은 강도, 인성 및 내식성으로 유명한 티타늄은 가장 까다로운 항공 우주, 군사 및 산업 응용 분야의 부품을 제조하는 데 자주 사용됩니다. 이 물질은 또한 생체 적합성이 있어 의료 기기 제조에 사용하기에 적합합니다.

그러나 티타늄은 상업적인 형태의 다른 어떤 금속보다 비싸고 잘 연마되지 않으며 전기 전도성이 좋지 않습니다. 또한 엔지니어는 티타늄이 가공하기 어렵고 특수 커터가 필요하다는 사실을 알고 있어야 합니다.

5. 나일론

나일론은 CNC 제조 부품에서 금속의 대안으로 자주 사용되는 다목적 저마찰 열가소성 수지입니다. 이 소재는 뻣뻣하고 강하며 충격에 강하고 내화학성이 있지만 놀라울 정도로 탄성이 있습니다. 나일론은 첨가제 및 충전제에 잘 반응하므로 엔지니어는 원하는 특성을 얻기 위해 이 소재를 자유롭게 조작할 수 있습니다.

나일론의 인기 있는 응용 분야에는 전기 성형, 연료 시스템 구성 요소, 기어, 식품 포장, 직물 등이 있습니다. 그러나 나일론은 수분을 쉽게 흡수하므로 부품의 치수 안정성에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

재료 선택에 대한 전문가의 조언 활용

이것이 완전한 목록은 아니지만 CNC 가공은 해당 부품에 가장 적합한 재료를 선택하기 위해 프로젝트 요구 사항을 철저히 평가해야 하는 매우 다양한 제조 프로세스라는 것을 분명히 알 수 있습니다. 그러나 비용, 품질 및 시간의 이상적인 균형을 달성하는 것은 어려울 수 있습니다.

Fast Radius와 같은 신뢰할 수 있는 주문형 제조 파트너와 함께라면 재료 선택이 쉬워집니다. 당사의 제조 전문가는 설계 및 재료 선택부터 시작하여 전체 제품 개발 및 생산 프로세스를 통해 제품 팀을 지도한 다년간의 경험을 보유하고 있습니다. 함께 놀라운 것을 만들어 봅시다. 시작하려면 저희에게 연락하십시오.

다양한 제조 공정에 적합한 재료 선택에 대한 주요 고려 사항 및 가이드는 Fast Radius 학습 센터의 다른 최근 기사를 참조하십시오.