CNC는 캐스트보다 강합니다?

1. 소개

최근 몇 년 동안, 가벼운 퀘스트, 튼튼한, 비용 효율적인 구성 요소가 강화되었습니다.

항공 우주 엔지니어는 1,400 ° C 연소 온도를 견딜 수있는 터빈 블레이드를 찾습니다.;

자동차 설계자는 엔진 블록을 푸시하여 200mpa 피크 실린더 압력을 처리합니다.; 정형 외과 의사는 고장없이 10 ℃ 로딩 사이클을 견딜 수있는 티타늄 임플란트를 요구합니다..

이러한 도전 속에서, 토론이 분노합니다: CNC 대출 부품은 본질적으로 캐스트 부품보다 강합니다?

이에 답하려면, 우리는 먼저“강도”가 수반하는 것을 명확히해야합니다., 피로의 삶,

충격 인성, 내마모성 - CNC 가공 및 다양한 캐스팅 방법을 이러한 기준에 따라 어떻게 측정하는지 비교합니다..

궁극적으로, 가장 강력한 솔루션은 종종 맞춤형 프로세스 조합에 있습니다., 재료, 치료 후.

2. CNC 가공 금속

CNC (컴퓨터 수치 제어) 가공 는 절삭 가공 공정, 의미는 단단한 공작물에서 재료를 제거한다는 것을 의미합니다 단정 금속 빌릿- 정확하게 정의 된 최종 형상을 생성합니다.

이 프로세스는 도구 경로를 지시하는 컴퓨터 프로그램에 의해 제어됩니다., 속도, 그리고 사료, 고 진수 부품의 일관된 생산을 가능하게합니다.

빼기 과정: 빌렛에서 완성 된 부분까지

일반적인 워크 플로는 a를 선택하는 것으로 시작합니다 단점 빌렛 다음과 같은 금속 7075 알류미늄, 316 스테인레스 스틸, 또는 TI-6AL-4V 티타늄.

그런 다음 빌렛을 CNC 공장 또는 선반으로 클램핑합니다., 어디 회전 절단 도구 또는 삽입물 회전 프로그래밍 된 축을 따라 재료를 체계적으로 제거합니다.

결과는 완성 된 부분입니다 매우 단단한 차원 공차, 높은 표면 품질, 그리고 기계적으로 강력한 특성.

전형적인 재료: 단조 합금

• 알루미늄 합금: 예를 들어, 6061- T6, 7075- T6 - 가벼운 중량으로 알려져 있습니다, 가공성, 및 강도 대 중량비.
• 강철 합금: 예를 들어, 1045, 4140, 316, 17-4PH - 우수한 기계적 강도와 내마모성을 제공합니다.
• 티타늄 합금: 예를 들어, TI-6AL-4V-부식 저항의 가치, 생체적합성, 강도 대 중량 성능.
• 기타 금속: 놋쇠, 구리, 마그네슘, 인코넬, 또한 전문화 된 애플리케이션을 위해 더 많은 CNC가 매치 될 수 있습니다.

주요 특징

• 치수 정확도: 고급 다축 CNC 머신에서 ± 0.005 mm 이상.
• 표면 마감: 대통적인 마감 처리는 일반적으로 달성됩니다 RA 0.4-1.6 µm, 추가 연마 도달 라 < 0.2 μm.
• 반복성: 최소한의 변동으로 저 및 중간 배치 생산에 이상적입니다..
• 도구 유연성: 밀링을 지원합니다, 교련, 선회, 지루한, 스레딩, 5 축 기계에서 한 번의 설정으로 새겨 져 있습니다.

CNC 가공의 장점

• 우수한 기계적 강도:
  부품은 단조 금속의 미세한 구조를 유지합니다, 일반적으로 보여줍니다 20–40% 더 높은 강도 캐스트 대응 자보다.
• 높은 정밀도 및 공차 제어:
  CNC 가공은 공차를 단단히 충족시킬 수 있습니다 ±0.001mm, 항공 우주에 필수적입니다, 의료, 광학 성분.
• 우수한 표면 무결성:
  매끄러운, 거칠기가 낮은 균일 한 표면은 피로 저항을 향상시킵니다, 밀봉 성능, 그리고 미학.
• 소재의 다양성:
  사실상 모든 산업 금속과 호환됩니다, 소프트 알루미늄에서 Inconel 및 Hastelloy와 같은 하드 슈퍼 합금으로.
• 빠른 프로토 타이핑 및 사용자 정의:
  중소형 배치에 이상적입니다, 반복 설계 테스트, 고가의 툴링이없는 독특한 부분 형상.
• 최소한의 내부 결함:
  가공 부품에는 일반적으로 다공성이 없습니다, 수축 공동, 또는 포함 - 캐스팅의 공통 문제.

CNC 가공의 단점

• 재료 폐기물:
  빼기, CNC 가공은 종종 발생합니다 50–80% 재료 손실, 특히 복잡한 형상의 경우.
• 대규모 생산에 대한 높은 비용:
  단위당 비용은 규모의 경제없이 유지됩니다, 광범위한 도구 마모는 운영 비용을 더욱 증가시킬 수 있습니다.
• 복잡한 부분의 경우 더 긴 사이클 시간:
  여러 설정 또는 도구가 필요한 복잡한 형상은 가공 시간을 크게 증가시킬 수 있습니다..
• 제한된 내부 복잡성:
  내부 구절과 언더 컷은 특수 비품없이 달성하기가 어렵습니다., 종종 EDM 또는 모듈 식 디자인이 필요합니다.
• 숙련 된 프로그래밍 및 설정이 필요합니다:
  정밀 프로그래밍 및 툴링 전략은 최적의 효율성과 부품 품질을 달성하는 데 필수적입니다..

3. 금속 주조

금속 캐스팅 가장 오래되고 가장 다재다능한 제조 방법 중 하나입니다., 몇 그램에서 여러 톤에 이르기까지 다양한 부품의 경제적 인 생산 가능.

녹은 금속을 금형에 쏟아두면 (단일 사용 또는 재사용 가능) 캐스트 가까운 넷 모양, 복잡한 내부 기능, 그리고 단단한 빌릿에서 기계에 어렵거나 엄청나게 비싸지 않은 큰 단면.

일반적인 캐스팅 방법의 개요

1. 모래 주조

• 프로세스: 패턴 주위에 모래를 포장하십시오, 패턴을 제거하십시오, 결과 공동에 금속을 붓습니다.
• 전형적인 볼륨: 10패턴 당 –10,000 단위.
• 공차: ± 0.5–1.5 mm.
• 표면 거칠기: RA 6–12 µm.

2. 투자 주조 (잃어버린)

• 프로세스: 왁스 패턴을 만듭니다, 세라믹 슬러리로 코팅하십시오, 왁스를 녹입니다, 그런 다음 세라믹 곰팡이에 금속을 붓습니다.
• 전형적인 볼륨: 100금형 당 –20,000 단위.
• 공차: ± 0.1–0.3 mm.
• 표면 거칠기: RA 0.8-3.2 µm.

3. 다이 캐스팅

• 프로세스: 녹은 비철 금속 주입 (알류미늄, 아연) 고압 강철로 고압으로 사망합니다.
• 전형적인 볼륨: 10,000다이 당 –1,000,000 이상.
• 공차: ± 0.05–0.2 mm.
• 표면 거칠기: RA 0.8-3.2 µm.

4. 잃어버린 주조

• 프로세스: 모래 패턴을 확장 된 폴리스티렌 폼으로 교체하십시오; 금속 접촉시 폼이 기화됩니다.
• 전형적인 볼륨: 100패턴 당 –5,000 단위.
• 공차: ± 0.3–0.8 mm.
• 표면 거칠기: RA 3.2-6.3 µm.

5. 영구 금형 주조

• 프로세스: 재사용 가능한 금속 금형 (종종 강철) 중력이나 저압으로 채워집니다, 그런 다음 냉각하고 열었습니다.
• 전형적인 볼륨: 1,000곰팡이 당 –50,000 단위.
• 공차: ± 0.1–0.5 mm.
• 표면 거칠기: RA 3.2-6.3 µm.

전형적인 주조 재료

1. 다리미 캐스트 (회색, 두들겨 펼 수 있는, 하얀색)

• 응용: 엔진 블록, 펌프 하우징, 기계 기지.
• 형질: 높은 감쇠, 압축 강도까지 800 MPa, 적당한 인장 강도 (200–400 MPa).

2. 깁스 철강

• 응용: 압력 용기, 중장비 구성 요소.
• 형질: 인장 강도 400–700 MPa, 강인함 100 열처리 후 MPA · √m.

3. 알류미늄 캐스트 합금 (A356, A319, 등.)

• 응용: 자동차 휠, 항공 우주 구조 부품.
• 형질: 인장 강도 250–350 MPa, 밀도 ~ 2.7 g/cm³, 좋은 내식성.

4. 구리, 마그네슘, 아연 합금

• 응용: 전기 커넥터, 항공 우주 피팅, 장식용 하드웨어.
• 형질: 우수한 전도성 (구리), 저밀도 (마그네슘), 타이트한 공차 기능 (아연).

캐스팅의 주요 기능

• 가까운 넷 모양 기능: 가공 및 재료 폐기물을 최소화합니다.
• 복잡한 기하학: 내부 공동을 쉽게 생성합니다, 갈비 살, 언더컷, 그리고 보스.
• 확장성: 에서 수백 에게 수백만 부품의, 방법에 따라.
• 대규모 제작: 체중이 몇 톤 인 구성 요소를 캐스팅 할 수 있습니다.
• 합금 유연성: 단단한 형태로 쉽게 구할 수없는 특수 구성을 허용합니다.

금속 주조의 장점

• 높은 볼륨을위한 비용 효율적인 툴링: 다이 캐스팅은 수십만 부품에 걸친 툴링을 상각합니다., 당 비용 절감 70% CNC에 비해.
• 디자인의 자유: 복잡한 내부 통로와 얇은 벽 (낮은 2 투자 캐스팅 MM) 가능합니다.
• 자재 절감: 가까운 네트 모양은 스크랩을 줄입니다, 특히 크거나 복잡한 부분에서.
• 크기의 다양성: 매우 큰 부품을 생성합니다 (예를 들어, 해양 엔진 블록) 그것은 기계에 비현실적입니다.
• 빠른 배치 생산: 다이 캐스트 부품은 모든 순환을 할 수 있습니다 15–45 초, 대량 요구를 충족시킵니다.

금속 주조의 단점

• 열등한 기계적 특성: 캐스트 미세 구조 (수수께끼 곡물 및 다공성)는 긴장 강도 20–40% 더 낮습니다 그리고 피로는 살고 있습니다 50–80% 더 짧습니다 단조/CNC 상대보다.
• 표면 및 치수 제한: 거친 마무리 (RA 3–12 µm) 그리고 느슨한 공차 (± 0.1–1.5 mm) 종종 보조 가공이 필요합니다.
• 결함 캐스팅 가능성: 수축 공극, 가스 다공성, 포함은 균열 개시 부위로서 작용할 수있다.
• 정밀 금형에 대한 초기 툴링 비용이 높습니다: 투자 캐스팅 및 다이 캐스팅 금형이 초과 될 수 있습니다 US $ 50,000– $ 200,000, 비용을 정당화하기 위해 많은 양이 필요합니다.
• 도구 제작을위한 더 긴 리드 타임: 설계, 조작, 복잡한 금형을 검증 할 수 있습니다 6–16 주 첫 번째 부분이 생성되기 전에.

4. 물질 미세 구조 및 강도에 미치는 영향

금속의 미세 구조 - 입자 크기, 모양, 결함 인구 - 학점은 기계적 성능을 적용합니다.

단조 대. 캐스트 곡물 구조

단조 합금은 뜨겁거나 차가운 변형을 겪고 제어 된 냉각을 겪습니다., 생산 괜찮은, 등의 곡물 종종 순서대로 5–20 µm 직경.

대조적으로, 방송 된 합금은 열 구배에서 굳어집니다, 형성 수지상 팔 그리고 분리 채널 평균 곡물 크기 50–200 µm.

• 강도에 미치는 영향: 홀 - 페치 관계에 따르면, 곡물 크기 절반은 항복 강도를 높일 수 있습니다 10–15%.
  예를 들어, 제작 된 7075 -T6 알루미늄 (곡물 크기 ~ 10 µm) 일반적으로 항복 강도를 달성합니다 503 MPa, 반면 A356 -T6 알루미늄을 주조합니다 (곡물 크기 ~ 100 µm) 주위에 봉우리 240 MPa.

다공성, 포함사항, 그리고 결함

캐스팅 프로세스를 소개 할 수 있습니다 0.5–2% 체적 다공성, 산화물 또는 슬래그 포함.

이 마이크로 스케일 공극은 다음과 같이 작용합니다 스트레스 농축기, 피로 수명과 골절 강인성을 크게 줄입니다.

• 피로 예: 캐스트 알루미늄 합금 1% 다공성은 a를 볼 수 있습니다 70–80% 주기적 하중하에있는 더 짧은 피로 수명은 단단한 대응 물에 비해.
• 파괴 인성: 꾸민 316 스테인레스 스틸은 종종 전시됩니다 K_IC 위의 값 100 MPA · √M, 모래 캐스트하는 동안 316 SS는 도달 할 수 있습니다 40–60 MPa · √m.

열처리 및 작업장

CNC 매개 부품은 고급 열처리를 활용할 수 있습니다.담금질, 템퍼링, 또는 석출경화- 미세 구조를 조정하고 강도와 인성을 극대화합니다.

예를 들어, 솔루션 - 처리 및 노화 된 TI -6AL -4V는 위의 인장 강도에 도달 할 수 있습니다 900 MPa.

이에 비해, 캐스트 부품은 일반적으로 수신합니다 균질화 화학 분리를 줄입니다, 그리고 때때로 솔루션 처리,

그러나 그들은 단조 합금과 동일한 균일 강수량 미세 구조를 얻을 수 없습니다..

결과적으로, 캐스트 슈퍼 합금은 인장 강도를 달성 할 수 있습니다 600–700 MPa 치료 후, 단단하지만 여전히 단단한 동등한 수준보다 낮습니다.

작업장 및 표면 처리

뿐만 아니라, CNC 가공 자체가 유리할 수 있습니다 압축 잔류 응력 임계 표면에서,

특히 결합 될 때 샷 촬영, 피로 저항력을 최대로 향상시킵니다 30%.

캐스팅에는 후속 처리가 아니라면이 기계적 작업이 발생하는 효과가 부족합니다 (예를 들어, 콜드 롤링 또는 피닝) 적용됩니다.

5. 기계적 특성 비교

CNC 매치 된 구성 요소가 캐스트 된 구성 요소보다 강한 지 여부를 결정하기 위해, 그들의 직접 비교 기계적 성질- 인장 강도를 포함하여, 피로 저항, 그리고 충격 강인함은 필수적입니다.

재료 선택과 디자인은 둘 다 역할을합니다, 제조 공정 자체는 부품의 최종 성능에 큰 영향을 미칩니다..

인장 및 항복 강도

인장강도 파손되기 전에 스트레칭 또는 당기는 동안 재료가 견딜 수있는 최대 응력을 측정합니다., ~하는 동안 항복강도 영구 변형이 시작되는 지점을 나타냅니다.

CNC 대형 부품은 일반적으로 만들어졌습니다 단조 합금, 기계적 작업 및 온도 역학적 처리로 인한 정제 된 미세 구조를 나타냅니다..

• 단조 알루미늄 7075-T6 (CNC 가공):

• • 항복 강도: 503 MPa
  • 최고의 인장 강도 (UTS): 572 MPa

• 캐스트 알루미늄 A356-T6 (열처리):

• • 항복 강도: 240 MPa
  • UTS: 275 MPa

비슷하게, 단조 티타늄 (Ti-6Al-4V) CNC 가공을 통해 처리 된 것은 UTS에 도달 할 수 있습니다 900–950 MPa,

반면 캐스트 버전은 일반적으로 맨 위에 있습니다 700–750 MPa 다공성의 존재와 덜 정제 된 미세 구조로 인해.

결론: 단단한 재료의 CNC가 부착 된 구성 요소가 일반적으로 제공합니다 30–50% 더 높은 수율 및 인장 강도 그들의 캐스트 상대보다.

피로 수명과 지구력 한계

피로 성능은 항공 우주에서 중요합니다, 의료, 그리고 주기적 하중을받는 자동차 부품.

다공성, 포함, 캐스트 부품의 표면 거칠기는 피로 저항을 심하게 감소시킵니다..

• 단조 된 강철 (CNC): 지구력 한도 ~ 50% UTS의
• 주철: 지구력 한도 ~ 30UTS의 –35%

예를 들어, AISI에서 1045:

• CNC 매치 (꾸민): 지구력 한도 ~ 310 MPa
• 동등한 캐스트: 지구력 한도 ~ 190 MPa

CNC 가공은 또한 더 부드러운 표면을 제공합니다 (RA 0.2-0.8 μm), 균열 시작을 지연시킵니다. 대조적으로, 캐스트 표면 (RA 3-6 μm) 시작 장소 역할을 할 수 있습니다, 가속 실패.

강인성과 골절 저항에 영향을 미칩니다

충격 인성은 갑작스런 충격 동안 에너지를 흡수하는 재료의 능력을 정량화합니다., 충돌이 발생하기 쉬운 부품 또는 대역 환경의 부품에 특히 중요합니다..

주식 금속에는 종종 포함됩니다 미세 소형 또는 수축 공동, 에너지 흡수 용량을 줄입니다.

• 단조 된 강철 (방 온도에서의 Charpy V-notch):>80 제이
• 주철 (같은 조건):<45 제이

열처리 후에도, 캐스팅은 거의 도달하지 않습니다 파괴인성 지속적인 내부 결함 및 이방성 구조로 인한 단단한 제품의 가치.

경도 및 내마모성

주조는 표면 경화 처리와 같은 표면 경화 처리를 허용합니다 케이스 경화 또는 유도 경화,

CNC 매치 부품은 종종 혜택을받습니다 일을 강화합니다, 강수 치료, 또는 질화, 부분에 걸쳐 일관된 표면 경도를 산출합니다.

• CNC 매치 된 17-4ph 스테인레스 스틸: 최대 HRC 44
• 17-4ph를 캐스트합니다 (늙은): 일반적으로 HRC 30–36

표면 무결성이 중요 할 때 - 예를 들어, 베어링 하우징에서, 금형, 또는 회전 샤프트 - CNC 가공은 우수한 것을 제공합니다, 보다 예측 가능한 마모 프로필.

6. 잔류 스트레스 및 이방성

CNC가 매치 된 및 캐스트 구성 요소를 비교할 때, 평가 잔류 응력 그리고 이방성 각 제조 공정이 구조적 무결성에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 데 필수적입니다., 치수 안정성, 장기 성능.

이 두 가지 요인, 인장 강도 나 피로 수명보다 종종 덜 논의,

실제 운영 조건에서 구성 요소의 동작에 크게 영향을 줄 수 있습니다., 특히 항공 우주와 같은 고전화 응용 분야에서, 의료기기, 자동차 파워 트레인.

잔류 스트레스: 기원과 효과

잔류 스트레스 제조 후 구성 요소에 보관 된 내부 응력을 나타냅니다., 외부 세력이 없더라도.

이러한 스트레스는 뒤틀림으로 이어질 수 있습니다, 열분해, 또는 제대로 관리되지 않은 경우 조기 실패.

CNC 대형 구성 요소

CNC 가공, 빼기 과정, 유도 할 수 있습니다 기계적 및 열 응력 주로 표면 근처. 이러한 잔류 응력은 발생합니다:

• 절단 힘과 공구 압력, 특히 고속 또는 심층 운영 중에
• 현지화 된 열 구배, 절단 도구와 재료 사이의 마찰 열로 인해
• 중단 된 컷, 구멍이나 날카로운 전환 주위에 고르지 않은 스트레스 구역을 만들 수 있습니다.

가공에 의한 잔류 응력은 일반적으로 이루어집니다 얕고 현지화되었습니다, 그들은 영향을 줄 수 있습니다 치수 정확도, 특히 얇은 벽 또는 고정밀 부품에서.

하지만, CNC 가공 단조 재료, 이미 곡물 구조를 개선하고 내부 응력을 완화하기 위해 광범위한 가공을 거쳐,

더 안정적이고 예측 가능한 잔류 응력 프로파일을 초래하는 경향이 있습니다..

데이터 포인트: 항공 우주 등급 알루미늄에서 (7075-T6), CNC 가공 중에 도입 된 잔류 응력은 일반적으로 내부에 있습니다 ± 100 MPa 표면 근처.

cast 구성 요소

캐스팅 중, 잔류 응력은 유래합니다 불균일 한 응고 그리고 냉각 수축, 특히 복잡한 형상 또는 두꺼운 벽면에서.

이러한 열 유도 응력은 종종 부분으로 더 깊이 확장되며 통제하기가 더 어렵습니다 추가 후 처리없이.

• 차동 냉각 속도가 생성됩니다 코어에서 인장 스트레스 그리고 표면의 압축 응력
• 수축 캐비티 및 다공성 스트레스 라이저 역할을 할 수 있습니다
• 잔류 응력 수준은 금형 설계에 따라 다릅니다, 합금 유형, 냉각 조건

데이터 포인트: 캐스트 강에서, 잔류 응력이 초과 될 수 있습니다 ± 200 MPa, 특히 스트레스 릴리프 열처리를받지 않은 대형 주물에서.

요약 비교:

측면	CNC 매치	깁스
스트레스의 기원	절단 힘, 국소 난방	냉각 중 열 수축
깊이	얕은 (표면 수준)	깊은 (부피)
예측 가능성	높은 (특히 단조 합금에서)	낮은 (스트레스-관련 과정이 필요합니다)
일반적인 응력 범위	± 50–100 MPa	± 150–200 MPa 이상

이방성: 재료의 방향 특성

이방성 다른 방향으로 재료 특성의 변화를 나타냅니다., 로드 베어링 애플리케이션에서 기계적 성능에 크게 영향을 줄 수 있습니다.

cnc machined (꾸민) 재료

CNC 가공의 기본 재고로 사용되는 단조 합금 구르는, 압출, 또는 단조, 결과적으로 세련되고 방향으로 일관된 입자 구조.

약간의 가벼운 이방성이 존재할 수 있습니다, 재료 특성은 일반적으로입니다 더 균일하고 예측 가능합니다 다른 방향에 걸쳐.

• 높은 정도 가공 부품의 등방성, 특히 다축 밀링 후
• 복잡한 하중 조건 하에서보다 일관된 기계적 거동
• 제어 된 곡물 흐름은 원하는 방향으로 특성을 향상시킬 수 있습니다.

예: 단조 티타늄 합금 (Ti-6Al-4V), 인장 강도는보다 적습니다 10% CNC 가공 후 종 방향과 가로 방향 사이.

▸ 캐스트 재료

대조적으로, 캐스트 금속은 용융 상태에서 단성화됩니다, 종종 발생합니다 방향성 곡물 성장 그리고 수지상 구조 열 흐름과 정렬됩니다.

이것은 축외 로딩 조건에서 고유 한 이방성 및 잠재적 약점을 유발합니다..

• 인장의 더 큰 변동성, 피로, 다른 방향에 걸쳐 특성에 영향을 미칩니다
• 입자 경계 분리 및 포함 정렬은 균일 성을 더욱 감소시킵니다
• 기계적 특성이 있습니다 예측 가능성이 떨어집니다, 특히 크거나 복잡한 주물에서

예: 캐스트 Inconel에서 718 터빈 블레이드, 인장 강도는 다를 수 있습니다 20–30% 방향성 응고로 인한 방사형 및 축 방향 사이.

7. 표면 무결성 및 후 처리

표면 무결성 및 후 처리는 장기 성능 결정에있어 필수 고려 사항입니다., 피로 저항, 제조 된 구성 요소의 시각적 품질.

부품이 생성되는지 여부 CNC 가공 또는 주조, 최종 표면 조건은 미학뿐만 아니라 서비스 조건에서도 기계적 행동에도 영향을 줄 수 있습니다..

이 섹션에서는 CNC 모칭 및 주조 부품간에 표면 무결성이 어떻게 다른지 탐색합니다., 후 처리 처리의 역할, 그리고 기능에 대한 누적 영향.

표면 마감 비교

CNC 가공:

• CNC 가공은 일반적으로 부품을 생산합니다 우수한 표면 마감, 특히 미세 도구 경로와 높은 스핀들 속도가 사용될 때.
• 일반적인 표면 거칠기 (라) CNC의 값:

• • 표준 마감: RA ≈ 1.6-3.2 µm
  • 정밀 마감: RA ≈ 0.4-0.8 µm
  • 초산 마감 (예를 들어, 랩핑, 세련): RA ≈ 0.1-0.2 µm

• 부드러운 표면이 줄어 듭니다 스트레스 농축기, 피로의 삶을 향상시킵니다, 밀봉 특성을 향상시킵니다, 유압 및 항공 우주 응용 분야에서 중요합니다.

주조:

• 캐스트 캐스트 표면은 일반적으로입니다 거칠고 일관성이 떨어집니다 곰팡이 텍스처로 인해, 금속 흐름, 및 응고 특성.

• • 모래 주조: RA ≈ 6.3-25 µm
  • 투자 주조: RA ≈ 3.2-6.3 µm
  • 다이캐스팅: RA ≈ 1.6-3.2 µm

• 거친 표면은 항구 할 수 있습니다 잔류 모래, 규모, 또는 산화물, 더 끝나지 않는 한 피로와 부식 저항을 저하시킬 수 있습니다..

지하 무결성 및 결함

CNC 가공:

• 단단한 빌릿에서 가공하면 종종 발생합니다 밀집한, 균질 한 표면 다공성이 낮습니다.
• 하지만, 공격적인 절단 매개 변수를 소개 할 수 있습니다:

• • 마이크로 크랙 또는 열 영향 구역 (위험요소)
  • 잔류 인장 응력, 피로 수명을 줄일 수 있습니다

• 제어 된 가공 및 냉각수 최적화 야금 안정성을 유지하는 데 도움이됩니다.

주조:

• 캐스트 부품은 지하 표면 결함에 더 취약합니다, ~와 같은:

• • 다공성, 가스 거품, 그리고 수축 공동
  • 포함사항 (산화물, 광재) 그리고 분리 구역

• 이러한 불완전 성은 다음과 같이 작용할 수 있습니다 균열에 대한 개시 사이트 주기적 하중 또는 충격 응력 하에서.

후 처리 기술

CNC 가공 부품:

• 기능 요구 사항에 따라, CNC 부품은 추가 치료를받을 수 있습니다, ~와 같은:

• • 아노다이징 - 부식 저항을 향상시킵니다 (알루미늄에서 일반적입니다)
  • 연마/랩핑 - 치수 정밀도 및 표면 마감을 향상시킵니다
  • 샷 피닝 - 피로 수명을 향상시키기 위해 유익한 압축 스트레스를 소개합니다
  • 코팅/도금 (예를 들어, 니켈, 크롬, 또는 PVD) - 내마모성을 향상시킵니다

캐스트 부품:

• 시제의 고유 한 표면 거칠기와 내부 결함으로 인해 후 처리는 종종 더 광범위합니다..

• • 표면 연삭 또는 가공 치수 정확도
  • 뜨거운 등방성 프레스 (잘 알고 있기) - 익숙합니다 다공성을 제거하십시오 밀도를 높입니다, 특히 고성능 합금의 경우 (예를 들어, 티타늄 및 Inconel 캐스팅)
  • 열처리 - 미세 구조 균일 성 및 기계적 특성을 향상시킵니다 (예를 들어, 알루미늄 주물 용 T6)

비교 표-표면 및 후 처리 메트릭

측면	CNC 가공	금속 주조
표면 거칠기 (라)	0.2–3.2 µm	1.6–25 µm
지하 결함	희귀한, 과도하게 움직이지 않는 한	흔한: 다공성, 포함
피로 성능	높은 (적절한 마무리로)	보통에서 낮은 (치료되지 않는 한)
전형적인 사후 처리	아노다이징, 세련, 코팅, 쇼트 피닝	가공, 잘 알고 있기, 열처리, 연마
표면 무결성	훌륭한	변하기 쉬운, 종종 개선이 필요합니다

8. CNC 대. 깁스: 포괄적 인 비교 테이블

범주	CNC 가공	주조
제조 방법	빼기: 재료는 단단한 빌릿에서 제거됩니다	첨가물: 용융 금속을 곰팡이에 붓고 굳어집니다
재료 유형	단속 금속 (예를 들어, 7075 알류미늄, 4140 강철, Ti-6Al-4V)	캐스트 합금 (예를 들어, A356 알루미늄, 주철, 낮은 합금 캐스트 강)
미세구조	미세한, 질의, 작업 하급	수상자, 거친 곡물, 다공성, 잠재적 수축 결함
인장강도	더 높은 (예를 들어, 7075-T6: ~ 503 MPa, Ti-6Al-4V: ~ 895 MPa)	낮추다 (예를 들어, A356-T6: ~ 275 MPa, 회색 주철: ~ 200–400 MPa)
피로 저항	깨끗한 미세 구조로 인해 우수합니다, 공극의 부재	다공성과 표면 거칠기로 인한 피로 수명이 낮습니다
영향 & 인성	높은, 특히 단조 강철 또는 티타늄과 같은 연성 합금에서	많은 캐스트 아이언에서 부서지기 쉬운; 캐스트 알루미늄 또는 강철의 가변
치수 정확도	매우 높은 정밀도 (± 0.01 mm), 꽉 조이는 구성 요소에 적합합니다	적당한 정확도 (± 0.1–0.3 mm), 프로세스에 따라 다릅니다 (모래 < 주사위 < 투자 주조)
표면 마감	매끄러운 마무리 (RA 0.2-0.8 μm), 사후 처리 옵션	거친 캐스트 마감 (RA 3-6 μm), 종종 보조 가공이 필요합니다
잔류 스트레스	가능한 절단으로 인한 응력, 일반적으로 마무리 작업에 의해 완화됩니다	응고 및 냉각은 잔류 응력을 유발합니다, 아마도 뒤틀림이나 균열로 이어질 수 있습니다
이방성	일반적으로 균일 한 롤/제조 빌릿으로 인한 등방성	방향성 응고 및 입자 성장으로 인한 이방성
디자인 유연성	언더컷이있는 복잡한 형상에 탁월합니다, 그루브, 그리고 세세한 디테일	재료 폐기물없이 복잡한 중공 또는 그물 모양 부품을 생산하는 데 가장 적합합니다.
볼륨 적합성	프로토 타이핑 및 저용량 생산에 이상적입니다	대량의 경제적, 저지 요금 제조
툴링 비용	낮은 초기 설정; 빠른 반복	높은 선불 툴링/금형 비용 (특히 죽거나 투자 캐스팅)
리드타임	빠른 설정, 빠른 처리 시간	곰팡이 설계의 리드 시간이 길어집니다, 승인, 그리고 캐스팅 실행
후 처리 요구	최소; 선택적 연마, 코팅, 또는 경화	종종 필요합니다: 가공, 피닝, 열처리
비용 효율성	작은 배치 또는 정밀 부품의 경우 비용 효율적입니다	상각 툴링으로 인한 대규모 생산의 경제적
애플리케이션 적합	항공우주, 의료, 방어, 맞춤형 프로토 타입	자동차, 건설 장비, 슬리퍼, 밸브, 엔진 블록
힘 평결	더 강력합니다, 보다 일관성-구조적 무결성 및 피로 크리티컬 구성 요소에 이상적	비교할 수있는 약점 - 강도 요구가 보통 또는 비용이 주요 운전자 인 경우 적합합니다.

9. 결론: CNC는 캐스트보다 강합니다?

예, CNC가 부착 된 구성 요소는 일반적으로 더 강합니다 캐스트 부품보다, 특히 인장 강도 측면에서, 피로의 삶, 그리고 치수 정밀도.

이 강도 이점은 주로에서 발생합니다 단조 금속의 정제 된 미세 구조 그리고 가공의 정밀도.

하지만, 올바른 선택은 특정에 따라 다릅니다 애플리케이션, 용량, 디자인 복잡성, 그리고 예산.

안전-크리티컬 용, 부하, 또는 피로에 민감한 구성 요소, CNC는 선호되는 솔루션입니다.

그러나 대규모, 덜 까다로운 기계적 부하를 갖는 기하학적으로 복잡한 부품, 캐스팅은 타의 추종을 불허하는 효율성을 제공합니다.

가장 혁신적인 제조업체는 이제 두 가지를 결합하고 있습니다: NET 캐스팅에 이어 CNC 마감- 스마트 시대의 성과와 경제를 통합하는 하이브리드 전략, 고성능 제조.

이것 고품질 CNC 가공 또는 주조 제품이 필요한 경우 제조 요구에 완벽한 선택입니다..

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