CNC 가공을 위한 재료 선택 가이드

최근 몇 년 동안 CNC 가공의 발전과 함께 CNC 공작 기계 부품도 계속 개발되었습니다. CNC 가공은 많은 분야에서 필수품이 되었으며 이러한 분야에서는 프로젝트를 위한 특수 부품을 제조해야 합니다. CNC 재료는 소비자, 엔지니어, 계약자 및 기타 분야의 요구 사항을 충족하도록 확장되어 매우 특정한 응용 프로그램을 위한 솔루션을 만들었습니다. 최고의 완제품을 만드는 열쇠는 올바른 재료를 선택하는 것입니다.

다양한 재료를 선택할 수 있으며 재료는 완전히 다른 용도로 다양한 부품에 사용할 수 있습니다. 재료가 매우 다양하기 때문에 응용 분야에 적합한 재료를 선택하는 것이 어려울 수 있습니다. 부품에 가장 적합한 가공 재료의 종류를 좁혀 가장 적합하고 비용 효율적인 재료를 선택할 수 있습니다. 자료를 선택할 때 다음 사항을 고려해야 합니다.

재료 선택 고려 요소

부품은 어떻게 사용되나요?

CNC 가공이 수년 동안 개발되었기 때문에 CNC 공작 기계 구성 요소도 개발되었습니다. 유사한 유형의 재료가 여러 제품에 사용될 수 있으며 다양한 기능으로 이어질 수 있습니다. 부품이 의료 장비, 자동차, 항공 우주, 기계 또는 산업 제조에 사용됩니까?

단열재를 예로 들면 호흡 분석기를 단열하는 데 사용되는 재료는 카메라에 단열재를 제공하는 데 사용되는 재료와 다를 수 있습니다. 그것들은 모두 같은 목적을 수행하지만 같은 방식이나 같은 결과 유형으로 사용될 수 없습니다. 실외나 습한 환경에서 부품을 사용하는 경우 부품의 부식을 방지하기 위해 탄소강 대신 스테인리스강을 사용하십시오.

스트레스 부하

높은 응력 하중으로 인해 일부 재료가 변형되거나 균열이 발생할 수 있습니다. 부품의 재질을 선택할 때 응력 하중을 고려해야 합니다. 높은 응력을 받는 부품은 응력 부하에 저항하고 변형을 방지하는 구성 요소로 처리해야 합니다. 부품에 높은 응력이 가해지면 부품으로 만든 재료에 하중을 견디고 변형을 방지하는 데 필요한 요소가 필요합니다.

치수 공차

치수 공차의 중요성을 과소 평가하지 마십시오. 재료 선택에서 역할을 할 뿐만 아니라; 또한 부품 및 조립품, 절단 방법, 도구 및 기계 사용에도 영향을 미칩니다. 치수 공차는 전체 프로세스와 최종 결과에 영향을 미칩니다.

부품에 필요한 공차를 알아야 합니다. 기존 부품 설계나 스케치를 사용 중이고 과거 방식을 따르고 싶다면 공차가 적절한지 다시 확인하는 것이 가장 좋습니다. 문서에 오타가 쉽게 나타날 수 있습니다. 정보가 정확하더라도 공차를 완화하고 부품이 최상의 성능을 발휘할 수 있도록 조정을 수행할 수 있다면 공차를 재평가하여 비용을 절감할 수 있습니다. 엄격한 허용 오차는 일반적으로 더 비쌉니다.

표준 치수 공차가 기본적으로 사용되지만 공차를 지정하지 않거나 숫자가 잘못된 경우 결국 부적절한 부품을 주문하게 됩니다. 크기 조정 및/또는 재정렬에 더 많은 시간이 소요되며 장기적으로 이 간단한 초기 단계를 통해 비용을 절약할 수 있습니다.

필요한 부품의 정확한 허용 오차가 확실하지 않은 경우, 근거 없는 추측을 하지 말고 전문 CNC 가공 회사의 도움을 받아 해결하시기 바랍니다.

작동 온도

재료를 선택할 때 재료의 융점은 공정의 작동 온도보다 낮아야 합니다. 또한 작동 온도의 변동이 있는지 여부와 재료가 시간이 지남에 따라 뒤틀림, 변형 또는 파손 없이 온도를 견딜 수 있어야 합니다.

이러한 변화를 견디기 위해 더 내구성 있는 재료가 제조되지만 많은 재료는 시간이 지남에 따라 뒤틀림, 팽창 및/또는 균열의 징후가 나타납니다. 극한의 온도는 특정 재료의 내구성에도 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

CNC 가공 재료인 경우 이 정보를 이해하는 것도 중요하므로 부품의 절단 및 성형으로 인해 발생하는 온도가 부품을 변형시키지 않도록 할 수 있습니다. 작동 온도와 사용된 재료 사이의 연결을 설정하는 것은 성공적인 설계 및 생산에 매우 중요합니다.

무게 및 스트레스 용량

가공된 재료의 무게는 부품이 어떻게 사용되는지에 따라 다릅니다.
무거운 재료는 많은 압력을 흡수할 수 있습니다. 과도한 하중 지지 능력과 높은 응력 하중이 필요한 프로젝트의 경우 무거운 재료를 고려해야 합니다. 그러나 무게에 민감한 품목에는 적합하지 않습니다.

경량 소재는 중량에 민감한 프로젝트에서 널리 사용됩니다. 그들은 내구성이 있고 사용하며 많은 스트레스를 흡수할 수 있지만 더 비쌉니다. 경량 소재는 많은 제품에 이상적이지만 비용이 중요한 요소인 경우 최상의 선택이 아닐 수 있습니다.

무거운 재료와 가벼운 재료 중에서 선택하는 것은 CNC 가공 부품에 가장 중요한 기능의 한 예일 뿐입니다. 이러한 방식으로 부품이 제대로 작동하도록 하는 데 중요한 요소를 지정하고 이러한 표준을 충족하지 않는 재료를 제외하고 비용을 비교할 수 있습니다.

전체 비용 및 재료 제조 가능성

가장 비싼 재료는 일반적으로 고강도 경량 재료입니다. 가공 재료를 선택할 때 많은 요소가 결정을 내리는 데 도움이 될 것입니다. 가장 적합한 재료를 찾으려면 완성된 부품에 가장 중요한 특성을 우선시하십시오. 강도 곡선, 온도 제한 및 조립 요구 사항을 충족하는 재료를 선택하십시오. 이러한 요구 사항에 맞지 않는 재료는 제거하고 재료 비용을 비교한 다음 선택하십시오.

일반적으로 부품에 사용되는 재료가 많을수록 비용이 높아집니다. 마찬가지로 특수 재료와 매우 강한 재료(예:티타늄)도 비용이 더 많이 듭니다.

무료 견적을 제공하고 최소 주문 수량이 없는 회사를 찾는 것이 비용 절감에 도움이 될 것입니다. 모든 범위가 축소되면 더 비용 효율적인 자료를 사용하여 대부분의 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

재료 선택 지침

SANS는 요청 시 수백 가지의 금속, 합금 및 플라스틱 재료와 기타 맞춤형 재료를 처리할 수 있습니다. 그래서 아래에서 우리는 가장 인기 있는 재료와 그 특성에 대해 논의할 것입니다.

금속

CNC 밀링에서 가장 일반적인 재료 유형 중 하나는 금속이며 다양한 옵션도 있습니다. 가장 잘 알려진 옵션과 각 금속에 가장 적합한 응용 분야에 대한 개요를 살펴보겠습니다. 부품의 크기와 형상에 따라 재료 비용이 부품 총 가격의 상당 부분을 차지할 수 있습니다.

알루미늄

알루미늄은 아마도 CNC 밀링에 가장 널리 사용되는 재료이며 기계 부품 및 외부 부품에 탁월한 선택입니다. 알루미늄은 다른 금속에 비해 일반적으로 다른 금속보다 빠르게 가공할 수 있어 가장 경제적인 방법입니다. 알루미늄으로 만들어진 부품은 환경에 노출될 때 보호층을 형성하여 추가적인 강도와 내식성을 제공합니다. 이러한 고품질 재료 특성을 고려할 때 CNC 밀링 알루미늄은 자동차, 항공 우주, 의료 및 소비자 전자 산업에서 사용하기에 매우 적합합니다. 특정 응용 분야에는 항공기 액세서리, 전자 인클로저, 의료 장비, 기어 및 샤프트가 포함됩니다.

알루미늄 6061

강도/중량비가 우수하고 가공성이 우수한 범용 알루미늄 합금으로 가장 많이 사용되는 합금입니다. 자동차 부품, 자전거 프레임, 스포츠 용품, RC 프레임 등에 가장 많이 사용되는 범용 알루미늄 등급입니다.

주요 합금 원소는 마그네슘, 규소 및 철입니다. 다른 알루미늄 합금과 유사하게 중량 대비 강도가 우수하고 대기 부식에 대한 내성이 자연스럽습니다. 6061의 단점 중 하나는 염수 또는 기타 화학 물질에 노출되었을 때 내식성이 좋지 않다는 것입니다. 더 까다로운 응용 분야에서는 다른 알루미늄 합금만큼 강하지 않습니다.

알루미늄 6082의 구성과 재질 특성은 6061과 유사합니다. 유럽에서는 영국 규격을 준수하기 때문에 더 많이 사용됩니다.

알루미늄 7075

7075는 알루미늄의 고급형 제품입니다. 주로 아연과 합금됩니다. 가장 강한 알루미늄 합금 중 하나입니다. 고강도 엔터테인먼트 장비와 자동차 및 항공우주 프레임에 이상적인 선택입니다. 강철의 경우 알루미늄 7075는 피로 특성이 우수하고 열처리를 통해 고강도 및 고경도를 얻을 수 있기 때문에 경량화가 필수적입니다. 단, 용접이 필요한 경우에는 피해야 합니다.

알루미늄 5083

알루미늄 5083은 대부분의 다른 알루미늄 합금보다 강도가 높고 내해수성이 우수하여 건설 및 해양 응용 분야에 일반적으로 사용됩니다. 이것은 또한 용접을 위한 탁월한 선택입니다.

CNC Alumunium Machining의 모든 것에서 알루미늄 부품에 대한 추가 정보

스테인리스 스틸

스테인레스 스틸 합금은 고강도, 고연성, 우수한 내마모성 및 내식성을 가지며 용접, 기계 가공 및 광택이 용이합니다. 구성에 따라 (본질적으로) 비자성 또는 자성일 수 있습니다.

스테인레스 스틸에는 여러 유형이 있습니다. 산화(녹)를 방지하는 크롬을 함유하고 있어 스테인리스강이라고 합니다. 모든 스테인리스 스틸은 모양이 동일하기 때문에 최신 측정 장비(예:OES 감지기)를 사용하여 사용되는 강철의 특성을 확인하기 위해 극도의 주의를 기울여 들어오는 원자재를 테스트해야 합니다.

스테인리스 스틸 303

303의 경우 황도 첨가된다. 이 유황은 303을 가공하기 가장 쉬운 스테인리스강으로 만드는 데 도움이 되지만 내식성을 어느 정도 감소시키는 경향이 있습니다.

303은 냉간 성형(굽힘)에 적합하지 않으며 열처리도 불가능합니다. 황의 존재는 또한 그것이 용접에 이상적이지 않다는 것을 의미합니다. 가공성능은 우수하지만 절삭공구의 속도/이송 및 날카로움에 주의가 필요합니다.

303은 일반적으로 스테인레스 스틸 너트 및 볼트, 피팅, 샤프트 및 기어에 사용됩니다. 그러나 해양 등급 액세서리에는 사용해서는 안 됩니다.

스테인리스 스틸 304

기계적 물성이 우수하고 가공성이 우수한 가장 일반적인 스테인리스강 합금입니다. 대부분의 환경 조건과 부식성 매체에 견딜 수 있습니다.

이것은 다양한 소비자 및 산업 제품에서 발견되는 가장 일반적인 형태의 스테인리스강입니다. 일반적으로 18/8이라고 하며 가장 일반적인 형태의 스테인리스강인 합금에 18%의 크롬과 8%의 니켈을 첨가한 것을 말합니다.

304는 매우 단단하고 비자성이며 가공이 용이하고 일반적으로 내식성이 있어 산업, 건설 및 자동차 산업에서 사용되는 주방 액세서리, 저장 탱크 및 파이프에 매우 적합합니다.

304는 가공이 용이하지만 303과 달리 용접이 가능합니다. 또한 대부분의 일반(비화학) 환경에서 부식에 더 강합니다. 기계공의 경우 매우 날카로운 절단 도구를 사용하여 가공하고 다른 금속에 오염되지 않도록 하십시오.

스테인리스 스틸 316

304와 유사한 기계적 특성을 가진 또 다른 일반적인 스테인리스 스틸 합금입니다. 일반적으로 해양 등급 스테인리스 스틸로 간주되며 단단하고 용접하기 쉽습니다. 이 소재는 부식에 매우 강하며 염수 용액(예:해수)의 경우 건설, 선박 부속품, 산업 배관 및 자동차 응용 분야에 매우 적합합니다.

스테인리스 스틸 2205

스테인레스 스틸 2205 듀플렉스 스테인레스 스틸은 가장 강한 스테인레스 스틸 합금 (다른 일반 스테인레스 스틸 합금의 2 배)이며 내식성이 우수합니다. 열악한 환경에서 사용되며 석유 및 가스 산업에서 많은 응용 분야가 있습니다.

17-4 스테인리스강

17-4 스테인리스강(SAE 630 등급)의 기계적 특성은 304와 유사합니다. 높은 수준의 석출 경화가 가능하고(공구강에 비해) 내화학성이 우수하여 매우 고성능 응용 분야에 적합합니다. , 터빈 블레이드 제조와 같은.

공구강

공구강은 경도, 강성, 마모 및 내열성이 매우 높은 금속 합금입니다. 그들은 다이, 스탬프 및 몰드와 같은 제조 도구(따라서 이름)를 만드는 데 사용됩니다. 우수한 기계적 특성을 얻으려면 열처리를 거쳐야 합니다.

<강한> 공구강 D2 425°C의 온도까지 경도를 유지하는 내마모성 합금입니다. D2 강은 내마모성이 높은 공기 경화, 고탄소, 고크롬 공구강입니다. 열처리가 가능하고 경도 범위가 강합니다. D2 Steel은 쉽게 구부려야 하지만 구부려야 하는 부품 및 제품을 만드는 데 이상적인 선택입니다.

공구강 A2 고온에서 인성과 치수안정성이 우수한 공기경화 범용공구강입니다. 일반적으로 사출 성형 금형을 제조하는 데 사용됩니다.

공구강 O1 65HRC의 고경도 오일 경화 합금입니다. 칼과 절단 도구에 일반적으로 사용됩니다.

연강

저탄소강이라고도 하며 기계적 특성, 기계가공성 및 용접성이 우수합니다. 저렴한 비용으로 인해 기계 부품, 지그 및 고정 장치 제조를 포함한 범용 응용 프로그램을 찾습니다. 연강은 부식과 화학 물질의 공격에 취약합니다. 일반적으로 사용되는

연강 1018

연강 1018은 가공성 및 용접성이 우수하고 인성, 강도 및 경도가 우수한 범용 합금입니다. 가장 일반적으로 사용되는 저탄소강 합금입니다.

탄소강 1045

이 거친 재료는 일반적으로 스테인리스 강보다 저렴하지만 강도는 더 높은 스테인리스가 아닌 저탄소 강입니다. 재료는 경화 및 열처리가 가능하여 기계 가공 및 용접이 용이합니다. 너트와 볼트, 기어, 샤프트, 커넥팅 로드와 같이 높은 인성과 강도를 요구하는 산업 분야 및 기계 부품에 가장 일반적으로 사용됩니다. 건축용으로도 사용되지만 환경에 노출되면 녹이 발생하지 않도록 표면처리를 하는 것이 일반적입니다.

연강 A36

저탄소강 A36은 용접성이 좋은 일반적인 구조용 강입니다. 다양한 산업 및 건설 분야에 적합합니다.

마그네슘 AZ31

알루미늄과 아연의 합금인 마그네슘 AZ31은 알루미늄에 비해 무게는 35% 줄었지만 강도는 더 높다. 그러나 이 재료는 일반적으로 더 비싸고 항공기 부품에 자주 사용됩니다. 가공이 용이하지만 인화성이 있는 소재입니다.

마그네슘은 가공이 용이하지만 특히 분말 형태의 연소가 매우 쉽기 때문에 액체 윤활제로 가공해야 합니다. 마그네슘은 내식성을 향상시키기 위해 양극 산화 처리될 수 있습니다. 또한 매우 안정적인 구조 재료이며 다이캐스팅에 탁월한 선택입니다.

가벼운 무게와 높은 강도로 인해 노트북 케이스, 전동 공구, 카메라 본체 및 기타 집 주변의 용도로도 자주 사용됩니다.
티타늄

티타늄은 고강도, 경량, 인성 및 내식성으로 유명합니다. 보호를 강화하고 외관을 개선하기 위해 용접, 부동태화 및 양극 처리될 수 있습니다. 티타늄은 연마 효과가 좋지 않고 전기 전도도가 좋지 않지만 열 전도는 좋습니다. 가공이 어려운 소재로 전문적인 도구만 사용할 수 있습니다.

이 재료는 일반적으로 다른 금속보다 비쌉니다. 지각에 풍부하지만 정제하기가 어렵습니다. 군사, 항공 우주, 산업 및 생물 의학 분야에서 가장 일반적으로 사용됩니다.

황동

CNC 밀링에서 가장 간단하고 비용 효율적인 재료 중 하나로 인식되는 황동은 구리와 안정적이지만 충분히 강하지 않은 아연. 일반적인 용도에는 의료 장비, 소비자 제품, 전기 하드웨어 및 접점이 포함됩니다. 황동은 마찰 계수가 낮고 내식성이 높기 때문에 엔지니어링, 배관, 증기 공학, 심지어 악기에도 사용됩니다. 재질이 부드럽고 가공이 용이하여 배관 액세서리, 가정 장식 및 악기에 사용됩니다.

가공성이 우수하고 전도성이 우수하여 저마찰이 요구되는 용도에 매우 적합합니다. 미적 외관과 함께 금색 외관을 연출하기 위해 건축에서도 많이 사용됩니다.
Brass C36000은 인장강도가 높고 내식성이 뛰어난 소재입니다. 가공이 가장 쉬운 재료 중 하나이므로 일반적으로 대용량 응용 분야에 사용됩니다.

구리

CNC 밀링 재료와 관련하여 구리의 전기 전도성을 제공하는 금속은 거의 없습니다. 높은 내식성은 이 소재가 녹을 방지하는 데 도움이 되며 열 전도성 특성은 CNC 가공 중 성형 프로세스를 더 쉽게 만듭니다. 자동차 산업에서 자주 사용되는 응용 분야에는 냉각 시스템 및 열교환기뿐만 아니라 밸브 및 라디에이터와 같은 다양한 엔지니어링 응용 프로그램이 포함됩니다. 그러나 구리는 산, 할로겐 황화물 및 암모니아 용액과 같은 특정 화학 물질에 약하다는 것을 아는 것이 중요합니다.

플라스틱

금속 재료 외에도 SANS 고정밀 CNC 가공 서비스는 여러 플라스틱과도 호환됩니다. 다음은 CNC 밀링 기술에 가장 널리 사용되는 플라스틱입니다.

ABS

ABS는 기계적 특성, 충격 강도, 내열성 및 가공성이 우수한 가장 일반적인 열가소성 재료 중 하나입니다.

ABS는 밀도가 낮아 경량 애플리케이션에 매우 적합합니다. CNC 가공된 ABS 부품은 일반적으로 사출 성형을 통해 대량 생산하기 전에 프로토타입으로 사용됩니다.

나일론

폴리아미드(PA)라고도 하는 나일론은 일종의 열가소성 수지입니다. 기계적 물성, 충격강도, 내약품성, 내마모성이 우수하고 난연성도 적당하여 일반적으로 사용되는 절연체, 베어링, 사출성형용 단기제품 등이 있습니다. 물과 습기를 쉽게 흡수한다는 단점이 있습니다.

POM

POM은 Delrin이라고도 합니다. 엔지니어링 열가소성 수지로 플라스틱 중 가공성이 가장 높습니다.

POM(Delrin)은 일반적으로 고정밀, 고강성, 저마찰, 고온에서의 우수한 치수 안정성 및 극히 낮은 흡수성을 요구하는 플라스틱 부품의 CNC 가공에 가장 적합한 선택입니다.

PTFE

일반적으로 폴리테트라플루오로에틸렌(테플론)으로 알려진 PTFE는 내화학성 및 내열성이 우수하고 알려진 고체 중 마찰 계수가 가장 낮은 엔지니어링 열가소성 수지입니다. 우수한 전기 절연체입니다. 그러나 순수한 기계적 성질을 가지고 있어 부품의 라이닝이나 인서트로 많이 사용됩니다.

HDPE

고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 중량 대비 강도가 높고 충격 강도가 높으며 내후성이 우수한 열가소성 수지입니다.

HDPE는 가벼운 열가소성 물질로 옥외 사용 및 파이프라인 운송에 적합합니다. ABS와 마찬가지로 사출 성형 전에 프로토타입을 만드는 데 자주 사용됩니다.

엿보기

PEEK는 우수한 기계적 특성, 넓은 온도 범위에서 열 안정성, 대부분의 화학 물질에 대한 우수한 내성을 갖춘 고성능 엔지니어링 열가소성 수지입니다.

PEEK는 높은 중량 대 중량 비율로 인해 금속 부품을 대체하는 데 자주 사용됩니다. 의료 등급도 제공되므로 PEEK는 생물 의학 응용 분야에도 적합합니다.