프로토타입 부품:금속 또는 플라스틱으로 성공적으로 제조하는 방법

최근에 제품(또는 부품) 디자인을 생각해 냈거나 차세대 제품이 될 것이라고 생각하는 새로운 제품 아이디어가 있습니까? 그렇다면 프로토타이핑이 제품 개발 프로세스에서 중요한 프로세스라는 데 동의할 것입니다. 이를 통해 설계 결함을 조기에 발견하고 제품의 적합성과 내구성을 결정할 수 있습니다.

그러나 프로토타입 제작에 뛰어들기 전에 프로토타입 설계에 적합한 제조 방법을 선택해야 하는 중요한 결정을 내려야 합니다. 프로토타입 부품의 품질을 손상시키지 않으면서 짧은 리드 타임을 제공하는 저렴한 제조 프로세스를 원합니다.

그렇기 때문에 프로토타입 부품을 성공적으로 제조하는 데 도움이 되는 포괄적인 가이드를 마련했습니다. 이 기사에서는 신속한 프로토타이핑을 위한 4가지 일반적인 방법과 올바른 방법을 선택하는 데 도움이 되는 팁을 제공합니다. 또한 금속 및 플라스틱 부품의 신속한 프로토타이핑을 위한 유용한 설계 팁을 제공합니다.

래피드 프로토타이핑을 위한 4가지 일반적인 방법

#1 CNC 가공

CNC 머시닝은 항상 프로토타입을 만드는 인기 있는 방법이었습니다. 예를 들어, 2007년 현재 Apple은 알루미늄용 폴리카보네이트를 버리고 CNC 기계를 사용하여 알루미늄 블록에서 MacBook 인클로저의 프로토타입을 제작했습니다.

CNC 가공은 컴퓨터 제어를 활용하여 절삭 공구의 움직임을 결정하고 원하는 맞춤형 부품이 만들어질 때까지 공작물에서 재료를 제거하는 제조 공정입니다.

CNC 가공은 최대 ±4μm의 매우 엄격한 공차를 제공합니다. 또한 광범위한 재료 호환성은 블록으로 되어 있는 경우 거의 모든 금속 또는 플라스틱으로 작업할 수 있음을 의미합니다. (관련 포스트:Rapid Prototyping에 CNC를 사용해야 하나요? 장점과 단점)

#2 3D 프린팅

3D 프린팅과 CNC 머시닝은 프로토타입 부품을 자동으로 생성하기 위해 3D CAD 모델과 컴퓨터 지침에 의존하기 때문에 유사합니다. 그러나 CNC 가공의 빼기 특성과 달리 3D 프린팅은 적층 제조 공정입니다. 재료를 층으로 쌓아 처음부터 프로토타입 부품을 제작합니다.

3D 프린팅 기술에는 SLA(Stereolithography), FDM(Fused Deposition Modeling) 및 SLS(Selective Laser Sintering)가 포함되며, 이들 모두는 최소 피처 크기가 0.25mm에서 0.8mm 사이입니다. 이 크기 범위는 대부분의 프로토타이핑 요구 사항에 충분히 정확합니다.

#3 우레탄 주조

진공 주조라고도 하는 우레탄 주조는 실리콘 주형을 사용하여 진공 상태에서 플라스틱 프로토타입 부품을 생산합니다. 이 주조 프로세스는 일반적으로 CNC 기계 또는 3D 프린터를 사용하여 마스터 패턴을 생성하는 것으로 시작됩니다. 그런 다음 액체 폴리우레탄을 금형에 부어 프로토타입 디자인의 사본을 만듭니다.

#4 신속한 사출 성형

급속 사출 성형(RIM)은 기술적으로 기존 사출 성형의 더 빠른 버전일 뿐입니다. 우레탄 주조와 마찬가지로 RIM 프로세스는 빠른 CNC 가공을 활용하여 금형 캐비티를 생성하므로 복잡한 부품과 형상을 생산할 수 있습니다.

올바른 제조 방법을 어떻게 선택합니까?

CNC 머시닝, 3D 프린팅, 우레탄 주조 및 급속 사출 성형은 모두 몇 가지 장점을 제공합니다. 올바른 선택은 일반적으로 다음에 따라 다릅니다.

• 얻고자 하는 기계적 특성
• 필요한 프로토타입 부품의 양
• 예산
• 리드 타임
• 재료 호환성

품질, 짧은 리드 타임, 경제성 및 광범위한 재료 호환성을 모두 찾고 있다면 CNC 래피드 프로토타이핑을 선택해야 합니다. CNC 가공은 또한 바람직한 기계적 특성을 가진 대량의 프로토타입을 만드는 데 이상적입니다. 그러나 이 빼기 제조 공정은 재료 낭비와 관련이 있습니다.

3D 프린팅은 CNC 가공에서 재료 낭비 문제를 제거하고 고품질 표면 마감을 제공합니다. 그러나 높은 비용과 제한된 재료 옵션의 단점이 있습니다. 3D 프린팅 기술은 열가소성 수지(예:ABS, 나일론, PLA, ULTEM) 및 공구강, 스테인리스강, 티타늄 및 알루미늄과 같은 일부 금속에만 호환됩니다. (관련 게시물:알루미늄 프로토타입 제조:최상의 방법을 결정하는 방법)

우레탄 주조 및 사출 성형 부품은 CNC 가공 부품의 구조적 무결성과 3D 인쇄 부품의 우수한 표면 마감을 결합합니다. 또한, 특히 대량의 플라스틱 프로토타입을 제작하려는 경우 매우 저렴합니다.

그러나 우레탄 주조 및 급속 사출 성형은 일반적으로 3D 프린팅 및 CNC 가공보다 리드 타임이 더 깁니다. 일반적으로 100개 이상의 동일한 플라스틱 프로토타입 부품을 만들려면 이 방법을 사용해야 합니다.

금속 부품의 신속한 프로토타이핑을 위한 팁

다음 팁은 신속한 금속 프로토타이핑에 도움이 될 것입니다.

• CNC 기계로 접근할 수 없는 오목한 형상이 디자인에 있는 경우가 아니면 금속 부품에 CNC 래피드 프로토타이핑을 사용하십시오.
• 3D 프린터를 사용하여 CNC 기계를 사용하여 만들기 어려운 오목한 형상의 프로토타입을 제작합니다.
• 캐비티 깊이 대 너비의 비율이 4 미만이 되도록 캐비티를 설계하십시오. 이렇게 하면 CNC 가공 중 과도한 진동과 공구 변형을 제거하는 데 도움이 됩니다.
• 얇은 벽 금속은 CNC 가공 중에 변형되기 쉽기 때문에 벽 두께가 0.8mm 이상인 금속 프로토타입 부품을 설계하십시오.
• 제조 공정을 일류 기계 공장에 아웃소싱하여 시간을 절약하고 제조 비용을 절감합니다.

플라스틱 부품 프로토타이핑을 위한 팁

3D 프린팅, 사출 성형 및 우레탄 주조가 플라스틱 부품 프로토타이핑에 가장 널리 사용되는 방법이지만 특정 시나리오에서는 CNC 가공이 더 나은 대안이 될 수 있습니다. 예를 들어, CNC 가공은 설계에 아주 작은 세부 사항이 포함되어 있거나 PVC, PEI 및 PEEK와 같은 특수 플라스틱으로 작업하려는 경우에 이상적입니다. (관련 포스트:CNC 머시닝 플라스틱 프로토타입:최선의 선택인가?)

그럼에도 불구하고 플라스틱 부품 프로토타이핑에 3D 프린팅을 사용하려는 경우 다음 설계 팁이 비용을 절감하고 프로토타입 부품을 성공적으로 제조하는 데 도움이 됩니다.

• 특히 시각적 표현에 사용할 비기능 프로토타입 부품의 경우 부피가 큰 부품을 속이 빈 상태로 만듭니다.
• 더 많은 재료를 사용하고 3D 인쇄 시간을 늘리므로 설계에서 지지 구조를 줄입니다.
• 첨단 3D 프린팅 기술, 우수한 기술자 및 품질 관리 전문가를 갖춘 타사 제조업체를 선택하십시오.

Gensun 정밀 가공을 통한 프로토타입 부품 제조

Gensun Precision Machining은 거의 20년 동안 많은 혁신적인 회사에 고품질 프로토타이핑 서비스를 제공했습니다. 당사의 신속한 프로토타이핑 서비스에는 CNC 가공, 3D 프린팅, 신속한 사출 성형 및 우레탄 주조가 포함됩니다.

프로토타입 디자인과 제작해야 하는 부품의 양에 따라 사용할 프로토타입 제작 방법을 결정하고 필요한 프로토타입 부품을 만드는 데 도움을 드릴 수 있습니다.

당사의 신속한 프로토타이핑 서비스에 대해 자세히 알아보십시오.