CNC 가공 영역에서, 공작물 재료의 선택은 제조 공정의 결과에 크게 영향을 미치는 중추적 인 요인이다. CNC 가공 부품의 노련한 공급 업체로서, 다른 재료가 생산의 품질, 비용 및 효율성을 어떻게 형성 할 수 있는지 직접 목격했습니다. 이 블로그 게시물은 CNC 가공 부품에 대한 공작물 자료의 다양한 영향을 탐구하여 모든 제조업체와 구매자가 알아야 할 뉘앙스와 고려 사항을 탐구합니다.
재료 특성 및 가공 가능성
경도, 강도, 연성 및 열전도율과 같은 공작물 재료의 기본 특성은 가공성을 결정하는 데 중요한 역할을합니다. 가공 가능성은 CNC 가공 공정을 사용하여 재료를 얼마나 쉽게 자르고, 형성하고, 완료 할 수 있는지를 나타냅니다.
스테인레스 스틸 및 티타늄과 같은 단단한 재료는 탁월한 강도와 내구성을 제공하지만 기계에는 어려울 수 있습니다. 그들의 경도가 높으면 종종 공구 마모가 증가하고 더 강력한 절단 도구와 느린 절단 속도가 필요합니다. 이로 인해 가공 시간이 길고 생산 비용이 증가 할 수 있습니다. 반면, 알루미늄 및 황동과 같은 부드러운 재료는 일반적으로 더 가공 가능합니다. 더 빠른 절단 속도, 도구 마모가 낮아지고 매끄러운 표면 마감을 허용합니다. 예를 들어,알루미늄 합금 가공 보스알루미늄 합금의 유리한 가공성으로 인해 상대적으로 쉽게 생성 될 수 있습니다.
연성은 또 다른 중요한 속성입니다. 연성 재료는 파손되지 않고 변형 될 수 있으며, 이는 굽힘 및 형성과 같은 공정에 유리합니다. 그러나 CNC 가공에서 과도한 연성은 칩 형성 문제와 같은 문제를 일으킬 수 있습니다. 길고 끈끈한 칩은 절단 도구 나 공작물에 얽히게되어 표면 마감재가 열악하고 기계의 잠재적 손상이 발생할 수 있습니다.
열전도율도 가공에도 영향을 미칩니다. 구리와 같은 열전도율이 높은 재료는 절단 과정에서 열을 빠르게 소산 할 수 있습니다. 이를 통해 절단 가장자리의 온도를 줄이고 공구 마모를 최소화하고 전체 가공 성능을 향상시키는 데 도움이됩니다. 대조적으로, 일부 플라스틱과 같은 열전도율이 낮은 재료는 열을 축적하여 공작물과 절단 도구에 열 손상을 초래할 수 있습니다.
표면 마감 및 치수 정확도
공작물 재료의 선택은 CNC 가공 부품의 표면 마감 및 치수 정확도에 큰 영향을 줄 수 있습니다. 다른 재료는 절단력 및 공구 상호 작용에 다르게 반응하여 표면 품질의 변화를 초래할 수 있습니다.
하드 재료는 필요한 절단력으로 인해 더 거친 표면 마감재를 생성하는 경향이 있습니다. 이 도구는 재료의 더 많은 찢어지고 변형을 일으켜 표면이 덜 부드럽게 될 수 있습니다. 하드 재료에서 고품질 표면 마감 처리를 위해서는 종종 생산 시간과 비용을 추가하는 연삭 또는 연마와 같은 추가 마감 작업이 필요합니다.
반면에 부드러운 재료는 더 부드러운 표면 마감을 생성 할 가능성이 높습니다. 절단 과정은 일반적으로 재료 변형이 적 으면서 일반적으로 더 깨끗합니다. 그러나 부드러운 재료는 버 및 긁힘과 같은 표면 결함에 더 쉽습니다. 이러한 문제를 최소화하려면 적절한 도구 선택 및 가공 매개 변수가 필수적입니다.
치수 정확도는 또한 재료 특성의 영향을받습니다. 일부 재료, 특히 열 팽창 계수가 높은 재료는 열 발생으로 인해 가공 공정 중에 상당한 차원 변화를 경험할 수 있습니다. 예를 들어, 플라스틱은 온도 변화와 함께 확장 및 수축 할 수 있으므로 정확한 치수를 유지하기가 어렵습니다. 대조적으로, 특정 세라믹과 같은 열 팽창 계수가 낮은 재료는 더 안정적이며 더 높은 수준의 치수 정확도로 가공 될 수 있습니다.
도구 선택 및 도구 수명
공작물 재료는 절단 도구의 선택과 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 다른 재료마다 최적의 가공 결과를 달성하기 위해 다른 유형의 절단 도구가 필요합니다.
단단한 재료의 경우 탄화물 - 팁 또는 다이아몬드 - 코팅 도구가 종종 필요합니다. 이 도구는 경도와 내마모성이 높기 때문에 하드 재료 가공과 관련된 높은 절단력과 마모를 견딜 수 있습니다. 그러나 이러한 도구도 더 비쌉니다. 가공 할 때트레일러 휠 허브 캐스트 허브효율적이고 정확한 가공을 보장하기 위해 적절한 탄화물 도구를 사용하여 비교적 단단한 금속 합금으로 만들어 질 수 있습니다.
소프트 재료는 고속 스틸 (HSS) 도구를 포함한 더 넓은 범위의 절단 도구로 가공 할 수 있습니다. HSS 도구는 더 저렴하지만 카바이드 또는 다이아몬드 코팅 도구와 같은 수준의 내마모성을 가질 수 있습니다. 도구 수명은 또한 재료의 영향을받습니다. 하드 재료는 더 빠른 도구 마모를 유발하여 더 자주 도구 변경이 필요합니다. 이는 툴링 비용을 증가시킬뿐만 아니라 가공 프로세스를 방해하고 생산성을 줄입니다.
비용 고려 사항
공작물 재료의 비용은 CNC 가공에서 중요한 요소입니다. 원료 비용 외에도 재료의 가공성에 의해 영향을받는 가공 비용은 부품의 전체 비용에 기여합니다.
티타늄 및 일부 고성능 합금과 같은 고가의 재료는 최종 제품의 비용을 크게 증가시킬 수 있습니다. 그러나 이러한 재료는 종종 고강도 대 중량 비율 또는 부식 저항과 같은 고유 한 특성이 필수적인 응용 분야에서 사용됩니다. 반면, 알루미늄 및 강철과 같은보다 일반적이고 저렴한 재료가 다양한 응용 분야에서 널리 사용됩니다.
다른 재료와 관련된 가공 비용도 다양합니다. 앞에서 언급했듯이 하드 재료는 기계에 더 많은 시간과 에너지가 필요하므로 가공 비용이 더 높아집니다. 또한 전문 절단 도구 및 추가 마무리 작업이 필요하면 비용이 추가로 추가됩니다. 대조적으로, 소프트 재료는 더 빠르고 저렴한 도구로 가공 할 수있어 전체 생산 비용이 줄어 듭니다. 예를 들어,트레일러 휠 허브 키트가공 가능한 재료로 만들어지면 더 많은 비용을 생산할 수 있습니다.
응용 프로그램 - 특정 요구 사항
CNC 가공 부품의 의도 된 적용은 또한 공작물 재료의 선택을 나타냅니다. 다양한 산업 및 응용 프로그램은 재료 특성 측면에서 특정 요구 사항이 있습니다.
항공 우주 산업에서는 알루미늄 합금 및 티타늄과 같은 고강도가있는 경량 재료가 일반적으로 사용됩니다. 이 재료는 항공기 구성 요소의 무게를 줄이고 연료 효율 및 성능을 향상시키는 데 도움이됩니다. 자동차 산업에서는 재료가 우수한 기계적 특성, 부식 저항 및 경제성을 가져야합니다. 강철 및 알루미늄은 엔진 부품, 섀시 부품 및 바디 패널을 포함한 다양한 자동차 부품에 널리 사용됩니다.
의료 산업에서 재료는 생체 적합성, 부식 - 저항력이 있으며 멸균이 쉬워야합니다. 티타늄과 스테인레스 스틸은 의료 임플란트 및 수술기구에 인기있는 선택입니다. 식음료 산업에는 독성이없고 청소하기 쉬우 며 부식에 내성이있는 재료가 필요합니다. 스테인레스 스틸은 종종 탱크, 파이프 및 가공 기계와 같은 장비에 사용됩니다.
결론
CNC 가공 부품의 공급 업체로서 제조 공정에 대한 공작물 재료의 영향을 이해하는 것이 필수적입니다. 재료의 선택은 가공 가능성 및 표면 마감에서 공구 선택 및 비용에 이르기까지 CNC 가공의 모든 측면에 영향을 미칩니다. 재료 속성, 응용 프로그램 요구 사항 및 비용 요소를 신중하게 고려함으로써 고객에게 특정 요구를 충족하는 고품질 CNC 가공 부품을 제공 할 수 있습니다.
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참조
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2008). 제조 엔지니어링 및 기술. 피어슨 프렌 티스 홀.
- Dieter, GE (1988). 엔지니어링 설계 : 재료 및 처리 방식. 맥그로 - 힐.
- ASM 핸드북 볼륨 16 : 가공. ASM 국제.
