제조 세계에서는 정확한 차원을 달성하고 타이트한 공차를 유지하는 것이 구성 요소의 기능과 품질을 보장하는 데 중요합니다. 이러한 요구를 충족시키는 두 가지 일반적인 제조 공정은 주물 과 CNC 가공 입니다 . 이러한 방법들 사이의 공차 기능 차이를 이해하는 것은 응용 프로그램에 적합한 기술을 선택할 때 엔지니어와 설계자에게 필수적입니다. 이 논의는 캐스팅 대 CNC 가공으로 달성 할 수있는 공차의 비교 분석을 탐구하여 각각의 장점과 한계에 대한 통찰력을 제공합니다.
제조 공차는 제조 부품의 물리적 치수에서 허용 가능한 변화의 한계를 정의합니다. 이러한 공차는 부품이 올바르게 맞고 의도 한대로 작동하도록하는 데 중요합니다. 긴밀한 공차는 종종 필요한 정밀도 증가로 인해 제조 비용이 높아집니다. 따라서, 공차 요구 사항과 비용 효율성의 균형을 맞추는 제조 프로세스를 선택하는 것은 제품 개발의 중추적 인 결정입니다.
주조는 액체 재료를 원하는 모양의 중공 공동을 함유 한 금형에 붓고 발화시키는 제조 공정이다. 고형화 된 부분은 주조로 알려져 있으며, 그 다음 금형에서 검색됩니다. 이 과정은 다른 방법으로 만들기가 어렵거나 경제적이지 않은 복잡한 모양을 만드는 데 널리 사용됩니다.
주조 과정은 원하는 모양의 패턴을 만드는 것으로 시작하는 몇 가지 단계를 포함합니다. 이 패턴은 주위에 모래를 형성하거나 다른 성형 기술에 의해 곰팡이 공동을 만드는 데 사용됩니다. 그런 다음 금속이나 플라스틱과 같은 용융 물질을 곰팡이에 붓고 냉각하고 팽팽하게합니다. 응고 후, 캐스팅은 최종 사양을 달성하기 위해 청소, 연삭 또는 열처리와 같은 마무리 공정을 위해 제거됩니다.
캐스팅에서 달성 할 수있는 공차에 영향을 미칩니다.
곰팡이 재료 및 설계 : 금형의 품질과 정확도는 주조의 치수 정확도에 직접적인 영향을 미칩니다. 정밀 금형은 치수 분산을 줄일 수 있습니다.
수축 : 냉각시 금속 수축. 수축을 예측하고 보상하는 것은 원하는 치수를 달성하는 데 필수적입니다.
쏟아지는 온도 : 용융 물질의 온도는 유동성 및 응고 속도에 영향을 미쳐 치수 정확도에 영향을 미칩니다.
주조 공정 유형 : 투자 캐스팅 또는 모래 주조와 같은 다양한 캐스팅 방법은 다양한 수준의 정밀도를 제공합니다.
CNC (Computer Numerical Control) 가공은 다양한 절단 도구를 사용하여 고체 블록 (공작물)에서 재료를 제거하여 정확한 치수를 가진 부분을 생성하는 차수 제조 공정입니다. CNC 머신은 부품의 설계 사양에 따라 도구의 움직임 및 작동을 제어하는 컴퓨터 프로그램에 의해 안내됩니다.
CNC 가공 프로세스는 부품의 CAD (컴퓨터 보조 설계) 모델을 만드는 것으로 시작합니다. 그런 다음이 모델은 가공 도구를 제어하는 코드를 생성하는 CAM (Computer-Aided Manufacturing) 소프트웨어를 사용하여 CNC 프로그램으로 변환됩니다. 그런 다음 CNC 머신은 프로그램을 실행하여 원하는 부분을 형성하기 위해 재료를 정확하게 제거합니다.
CNC 가공으로 달성 할 수있는 공차는 다음과 같이 영향을받습니다.
기계 정밀도 : CNC 기계의 품질과 보정은 움직임과 컷의 정확성을 결정합니다.
도구 마모 : 절단 도구는 시간이 지남에 따라 마모되어 정밀도에 영향을 줄 수 있습니다. 정기적 인 도구 유지 보수가 필수적입니다.
재료 특성 : 절단되는 재료의 경도와 가공성은 달성 가능한 공차에 영향을 줄 수 있습니다.
프로그램 정확도 : CNC 프로그램의 오류는 치수 부정확성으로 이어질 수 있습니다. 정확한 코딩이 중요합니다.
주물과 CNC 가공을 비교할 때 각 프로세스가 달성 할 수있는 일반적인 공차와 이러한 공차가 최종 제품의 성능 및 비용에 어떤 영향을 미치는지 고려하는 것이 중요합니다.
CNC 가공은 일반적으로 캐스팅에 비해 우수한 치수 정확도를 제공합니다. CNC 기계는 ± 0.005 인치 (± 0.127 mm)의 단단한 공차를 달성하거나 고급 장비 및 프로세스를 사용하면 더 단단하게 내장을 달성 할 수 있습니다. 대조적으로, 표준 주조 공정은 일반적으로 약 ± 0.010 인치 (± 0.254 mm)의 공차를 달성하지만, 투자 캐스팅과 같은 정밀 캐스팅 방법은 CNC 수준에 접근 할 수 있지만 종종 더 높은 비용으로 접근 할 수 있습니다.
표면 마감은 CNC 가공이 뛰어난 또 다른 중요한 측면입니다. 가공 부품은 절단 도구의 정확한 제어와 미세한 마감 작업을 수행 할 수있는 능력으로 인해 더 부드러운 표면 마감을 달성 할 수 있습니다. 주물은 종종 유사한 표면 품질을 달성하기 위해 가공 또는 연마와 같은 추가 후 처리가 필요하며, 이는 생산 시간과 비용을 추가합니다.
주조와 CNC 가공은 모두 광범위한 재료를 처리 할 수 있지만 각각의 제한 사항이 있습니다. 캐스팅은 다양한 금속 및 합금을 포함하여 녹고 쏟아 질 수있는 재료에 적합합니다. CNC 가공은 금속, 플라스틱 및 복합재에 적용하여 재료 선택에 다재다능합니다. 그러나 특정 재료의 가공성은 달성 가능한 공차 및 전체 가공 비용에 영향을 줄 수 있습니다.
캐스팅 또는 CNC 가공을 사용하는시기 이해는 공차, 지오메트리, 생산량 및 비용 고려 사항을 포함한 프로젝트의 특정 요구 사항에 따라 다릅니다.
캐스팅은 종종 기계에 어렵거나 경제적이지 않은 복잡한 모양으로 복잡한 부품을 생산하는 데 선호됩니다. 곰팡이 준비 비용이 다수의 장치에 대해 상각 할 수있는 대규모 생산 실행에 이상적입니다. 가공하기 어려운 금속으로 작업 할 때는 주물도 유리합니다.
예를 들어, 자동차 산업에서 엔진 블록은 복잡한 형상과 많은 양의 생산으로 인해 주조 기술을 사용하여 일반적으로 생산됩니다. 초기 툴링 비용은 높지만 대량 생산으로 단위당 비용은 크게 감소합니다.
CNC 가공은 높은 정밀도 및 단단한 공차가 필요한 응용 분야에 적합합니다. 저용량에서 중간 정도의 생산량과 우수한 표면 마감이 필요한 부품에 이상적입니다. CNC 가공은 또한 중대한 가동 중지 시간이나 비용 증가없이 설계를 빠르게 변경하고 조정할 수 있습니다.
항공 우주 응용 분야에서 구성 요소는 종종 안전과 성능을 보장하기 위해 타이트한 공차와 고품질 마감재가 필요합니다. CNC 가공은 터빈 블레이드와 같은 부품 및 정밀도가 가장 중요한 구조 부품을 생산하는 것이 바람직한 방법입니다.
주물 과 CNC 가공 중에서 선택하는 것은 주로 제조되는 부품의 특정 요구 사항에 달려 있습니다. 캐스팅은 복잡한 모양과 대량 생산량에 유리하지만 CNC 가공은 우수한 공차와 고정밀 응용 분야에 적합한 표면 마감을 제공합니다. 각 프로세스의 공차 기능과 한계를 이해하면 엔지니어는 제조 프로젝트의 성능 및 비용 효율성을 최적화하는 정보에 근거한 결정을 내릴 수 있습니다.
끊임없이 진화하는 제조 환경에서 캐스팅 기술과 CNC 가공의 발전은 계속해서 기능을 향상시킵니다. 고정밀 투자 캐스팅 및 다축 CNC 기계와 같은 혁신은 설계자와 엔지니어의 가능성을 확대합니다. 궁극적으로 올바른 프로세스를 선택하려면 프로젝트의 공차 요구 사항, 재료 고려 사항, 생산량 및 예산 제약 조건을 신중하게 평가해야합니다.