생산을위한 부품 제조 방법

이 기사에서는 생산 부품, 이점, 고려해야 할 사항 등을 제조하는 데 사용되는 여러 기술 및 재료를 살펴 보겠습니다.

소개

최종 사용 부품이라고도하는 생산 부품 제조는 원자재를 사용하여 프로토 타입이나 모델과 달리 최종 제품에서 사용하도록 설계 및 제조 된 부품을 만드는 과정을 나타냅니다. 이에 대한 자세한 내용은 초기 프로토 타입 제조에 대한 가이드를 확인하십시오.

기계 부품, 차량 부품, 소비자 제품 또는 기타 기능적 목적으로 실제 환경에서 부품을 작동하도록하려면 제조를 염두에 두어야합니다. 생산을 위해 부품을 성공적으로 효율적으로 제조하려면 필요한 기능, 안전 및 품질 요구 사항을 충족시키기 위해 재료, 설계 및 생산 방법을 고려해야합니다.

생산 부품을위한 재료 선택

생산을위한 부분의 일반적인 재료에는 강철 또는 알루미늄과 같은 금속, ABS, 폴리 카보네이트 및 나일론과 같은 플라스틱, 탄소 섬유 및 유리 섬유 및 특정 세라믹과 같은 복합재가 포함됩니다.

최종 사용 부품에 적합한 자료는 응용 프로그램의 특정 요구 사항과 비용 및 가용성에 따라 다릅니다. 다음은 생산을 위해 부품을 제조 할 재료를 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 일반적인 특성입니다.

힘. 재료는 사용 중에 부품이 노출 될 힘을 견딜 수있을 정도로 강해야합니다. 금속은 강한 재료의 좋은 예입니다.

내구성. 재료는 시간이 지남에 따라 마모를 견딜 수 있어야합니다. 복합재는 내구성과 강도 모두로 알려져 있습니다.

유연성. 최종 부품의 적용에 따라, 재료는 움직임 또는 변형을 수용하기 위해 유연해야 할 수 있습니다. 폴리 카보네이트 및 나일론과 같은 플라스틱은 유연성으로 유명합니다.

온도 저항. 예를 들어, 부품이 고온에 노출되면, 재료는 용융 또는 변형없이 열을 견딜 수 있어야합니다. 강철, ABS 및 세라믹은 온도 저항성이 우수한 재료의 예입니다.

생산 부품을위한 제조 방법

세입 제조, 첨가제 제조, 금속 형성 및 주조의 세 가지 유형의 제조 방법은 생산 부품을 생산하는 데 사용됩니다.

빼기 제조

전통적인 제조라고도하는 빼기 제조는 원하는 모양이 달성 될 때까지 더 큰 재료에서 재료를 제거하는 것입니다. 빼기 제조는 종종 첨가제 제조보다 빠르므로 대량 배치 생산에 더 적합합니다. 그러나 특히 툴링 및 설정 비용을 고려할 때 더 비쌀 수 있으며 일반적으로 더 많은 폐기물을 생성합니다.

차수 제조의 일반적인 유형은 다음과 같습니다.

컴퓨터 수치 제어 (CNC) 밀링. CNC 가공 유형의 CNC 밀링에는 절단 도구를 사용하여 단단한 블록에서 재료를 제거하여 완성 된 부품을 만듭니다. 금속, 플라스틱 및 복합재와 같은 재료에서 정확도와 정밀도가 높은 부품을 만들 수 있습니다.

CNC 회전 서비스. 또한 CNC 가공 유형 인 CNC 회전은 절단 도구를 사용하여 회전 고체에서 재료를 제거합니다. 일반적으로 밸브 나 샤프트와 같이 원통형 인 객체를 만드는 데 사용됩니다.

판금 제조. 판금 제조에서, 평평한 금속 시트는 청사진, 일반적으로 DXF 또는 CAD 파일에 따라 절단되거나 형성된다.

첨가제 제조

3D 프린팅이라고도하는 첨가제 제조는 부품을 생성하기 위해 자체 자체가 추가되는 공정을 나타냅니다. 전통적인 (차수) 제조 방법에서는 불가능할 수있는 매우 복잡한 모양을 생산할 수 있으며, 폐기물이 적고, 특히 복잡한 작은 부품을 생산할 때 더 빠르고 저렴할 수 있습니다. 그러나 간단한 부품을 만드는 것은 빼기 제조보다 느리게 느릴 수 있으며 이용 가능한 재료의 범위는 일반적으로 더 작습니다.

첨가제 제조의 일반적인 유형은 다음과 같습니다.

스테레오 리소그래피 (SLA). 수지 3D 프린팅이라고도하는 SLA는 UV 레이저를 광원으로 사용하여 중합체 수지를 선택적으로 경화하고 완성 된 부품을 만듭니다.

융합 증착 모델링 (FDM). FFF (Fused Filament Fabrication)라고도하는 FDM은 층에 의해 부품 층을 빌드하고, 사전 결정된 경로에 녹은 재료를 선택적으로 증착합니다. 그것은 필라멘트로 들어오는 열가소성 중합체를 사용하여 최종 물리적 물체를 형성합니다.

선택적 레이저 소결 (SLS). SLS 3D 프린팅에서, 레이저는 선택적으로 중합체 분말의 입자를 소결시켜 함께 융합하고 층별로 층을 만들어냅니다.

멀티 제트 퓨전 (MJF). HP의 독점 3D 프린팅 기술로서 MJF

금속 형성

금속 형성에서, 금속은 기계적 또는 열 방법을 통해 힘을 적용함으로써 원하는 형태로 형성된다. 공정은 금속과 원하는 모양에 따라 뜨겁거나 차가울 수 있습니다. 금속 형성으로 생성 된 부품은 일반적으로 좋은 강도와 내구성을 특징으로합니다. 또한 다른 형태의 제조보다 일반적으로 재료 폐기물이 적습니다.

일반적인 금속 형성 유형은 다음과 같습니다.

단조. 금속은 가열 된 다음 압축력을 가열하여 형성됩니다.

압출. 금속은 다이를 통해 강제로 원하는 모양이나 프로파일을 만듭니다.

그림. 금속은 다이를 통해 당겨서 원하는 모양이나 프로파일을 만듭니다.

굽힘. 금속은 적용된 힘을 통해 원하는 모양으로 구부러집니다.

주조

주조는 금속, 플라스틱 또는 세라믹과 같은 액체 재료를 곰팡이에 붓고 원하는 모양으로 굳어지는 제조 공정입니다. 정확도와 반복성이 높은 부품을 만드는 데 사용됩니다. 캐스팅은 또한 대규모 배치 생산에서 비용 효율적인 선택입니다.

일반적인 유형의 캐스팅은 다음과 같습니다.

주입 성형. 용융 재료 (종종 플라스틱)를 곰팡이에 주입하여 부품을 생산하는 데 사용되는 제조 공정. 그런 다음 재료를 냉각시키고 굳 히고 완성 된 부분은 금형에서 배출됩니다.

다이 캐스팅. 다이 캐스팅에서, 용융 금속은 고압 하에서 금형 구멍으로 강제됩니다. 다이 캐스팅은 정확도와 반복성이 높은 복잡한 모양을 생성하는 데 사용됩니다.

제조 가능성을위한 설계 및 생산 부품

DFM (Design for Manufacturing 또는 Manufacturability)은 디자인 우선 초점을 갖춘 부품 또는 도구를 만드는 엔지니어링 방법을 말해서보다 효과적이고 저렴한 최종 제품을 생산할 수 있습니다. Protolabs Network의 자동 DFM 분석을 통해 엔지니어와 디자이너는 부품을 만들기 전에 부품을 생성, 반복, 단순화 및 최적화하여 전체 제조 공정을보다 효율적으로 만들 수 있습니다. 제조하기 쉬운 부품을 설계함으로써 최종 부품의 오류 및 결함의 위험과 마찬가지로 생산 시간 및 비용을 줄일 수 있습니다.

생산 비용을 최소화하기 위해 DFM 분석을 사용하기위한 팁

구성 요소를 최소화합니다. 일반적으로 부품의 구성 요소가 적을수록 조립 시간, 위험 또는 오류 및 전체 비용이 줄어 듭니다.

유효성. 사용 가능한 생산 방법 및 장비로 제조 할 수 있으며 비교적 간단한 디자인을 특징으로하는 부품은보다 쉽고 저렴합니다.

재료 및 구성 요소. 표준 재료 및 구성 요소를 사용하는 부품은 비용을 줄이고 공급망 관리를 단순화하며 교체 부품을 쉽게 이용할 수 있도록하는 데 도움이 될 수 있습니다.

부분 방향. 생산 중에 부품의 방향을 고려하십시오. 이를 통해 전체 생산 시간과 비용을 증가시킬 수있는 지원 또는 기타 추가 기능의 필요성을 최소화 할 수 있습니다.

언더컷을 피하십시오. 언더컷은 곰팡이 나 고정물에서 부품이 쉽게 제거되는 것을 방지하는 기능입니다. 언더컷을 피하면 생산 시간과 비용을 줄이고 최종 부품의 전반적인 품질을 향상시킬 수 있습니다.

생산 부품 제조 비용

생산을위한 제조 부품의 품질과 비용 사이의 균형을 유지하는 것이 중요합니다. 고려해야 할 몇 가지 비용 관련 요소는 다음과 같습니다.

재료. 제조 공정에 사용되는 원료 비용은 사용 된 재료 유형, 가용성 및 필요한 수량에 따라 다릅니다.

압형. 기계, 금형 및 제조 공정에 사용되는 기타 특수 도구를 포함하여.

생산량. 일반적으로 생산 부품의 양이 클수록 부품 당 비용이 낮습니다. 이는 특히 더 큰 주문량에 대한 규모의 상당한 경제를 제공하는 주입 성형에 해당됩니다.

리드 타임. 시간에 민감한 프로젝트를 위해 빠르게 생산되는 부품은 종종 리드 타임이 더 긴 제품보다 비용이 더 높습니다.