鑄造是一種涉及使用模具制造零件的制造過程。有多種類型的鑄造方法可供選擇，并且可用于不同的材料。然而，本文特別關(guān)注金屬鑄造，不涵蓋其他材料，例如可能用于以下領(lǐng)域的環(huán)氧樹脂：多組分鑄造.

在金屬鑄造中，該過程涉及將熔融金屬澆注或注射到預(yù)制模具（有時稱為模具）中。如果需要復(fù)雜的內(nèi)部幾何形狀或型腔，則使用型芯或嵌件。一旦零件冷卻并凝固，就會進行清潔和加工以獲得所需的表面光潔度。在某些情況下，可以執(zhí)行額外的CNC加工作為二次操作，以進一步精煉鑄造金屬部件并實現(xiàn)更嚴格的公差。

有多種金屬鑄造技術(shù)可供選擇，這些技術(shù)是根據(jù)所選材料、鑄件的尺寸和形狀以及其他特定屬性等因素進行選擇的。一些流行的鑄造方法包括壓鑄,砂模鑄造,壓鑄，和熔模鑄造.

通過鑄造可以生產(chǎn)多種零件，例如渦輪葉片、火車車輪、公共汽車踏板和發(fā)動機缸體。鑄件用于各個行業(yè)，包括航空航天、汽車、消費品和醫(yī)療設(shè)備。

選角的優(yōu)點和缺點

優(yōu)點

鑄造提供了廣泛的設(shè)計可能性，允許創(chuàng)建復(fù)雜且獨特的形狀，包括復(fù)雜的內(nèi)腔。

對于大批量生產(chǎn)，鑄造比機加工更具成本效益。此外，鑄造的生產(chǎn)時間更快。

在鑄造中使用可重復(fù)使用的模具可確保高水平的可重復(fù)性，因為可以一致地創(chuàng)建相同的零件副本。

鑄造在金屬使用方面非常高效。該過程中使用的幾乎所有金屬都會成為最終產(chǎn)品的一部分。澆注過程中產(chǎn)生的任何多余金屬或廢棄零件都可以輕松熔化和回收。

缺點

壓鑄和精密熔模鑄造等技術(shù)可提供高精度，但在精度和實現(xiàn)嚴格公差方面，數(shù)控加工通常是更好的選擇。

就較小的生產(chǎn)量而言，與機械加工相比，鑄造的每個零件的成本通常更高。

由于設(shè)計和采購模具的要求，生產(chǎn)鑄件通常需要更多時間。

與數(shù)控加工相比，鑄造在可用金屬材料的選擇方面存在局限性。

鑄造零件通常需要額外的后處理步驟，例如去除多余的鑄造材料或使用噴砂以消除毛刺。

什么是數(shù)控加工？

數(shù)控加工是一種制造方法，涉及使用切削工具去除材料并獲得所需的形狀。為了控制加工過程，通常利用計算機程序G代碼指令，用于指導(dǎo)數(shù)控機床例如米爾斯,車床、及其他設(shè)備。CNC加工涵蓋各種類型的加工，包括銑削、車削、鉆削和鏜削，具體取決于具體要求。

數(shù)控加工零件在不同行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。它們對于制造金屬筆記本電腦外殼、手機中的小部件以及航空航天和汽車零件中使用的基本元件至關(guān)重要。此外，數(shù)控加工在生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用。固定裝置、夾具，甚至鑄造模具。

CNC加工的優(yōu)點和缺點

優(yōu)點

CNC加工能夠生產(chǎn)高精度零件，滿足嚴格的質(zhì)量要求，具有精確的尺寸和光滑的表面。

當加工獨特或少量的零件時，它通常比鑄造過程更快。

對于小批量生產(chǎn)和原型制作，數(shù)控加工通常每個零件的成本較低。

CNC加工可與多種金屬兼容，使其成為一種多功能工藝。

缺點

CNC加工不太適合在零件中創(chuàng)建內(nèi)部空腔，而更適合塑造外部幾何形狀。

對于大批量生產(chǎn)來說，成本很高，但無論鑄造的批量大小如何，每個零件的成本都保持相對穩(wěn)定。

某些具有復(fù)雜設(shè)計或特定材料的零件可能需要更長的加工時間。因此，數(shù)控加工對于大批量生產(chǎn)來說并不具有成本效益。

與鑄造相比，數(shù)控加工會產(chǎn)生更多的金屬廢料，而且回收過程可能更加勞動密集。通常，廢物需要運至場外進行適當?shù)幕厥铡?/p>

鑄造與數(shù)控加工：如何選擇正確的方法？

零件的具體要求，例如其形狀、尺寸和幾何形狀，會影響制造工藝的選擇。CNC加工和鑄造對于不同的幾何形狀各有優(yōu)勢，那么我們?nèi)绾螞Q定使用哪一種呢？在確定給定零件的適當制造方法時，需要考慮以下幾個因素：

基于數(shù)量和交貨時間

在某些情況下，制造工藝的選擇可能是明確的。如果您需要大量零件，數(shù)以萬計或更多，鑄造方法通常更具成本效益。盡管創(chuàng)建初始模具需要時間，但每個鑄件都可以快速生產(chǎn)，并且附加成本相對較低。

另一方面，數(shù)控加工可以更快、更經(jīng)濟地生產(chǎn)前幾個零件，但隨著產(chǎn)量增加超過某一點，成本效益就會降低。

因此，選擇制造方法時首要考慮的是所需的產(chǎn)量。如果您需要幾十個零件進行原型制作，或者需要幾百到幾千個零件進行小批量生產(chǎn)，則應(yīng)考慮CNC加工。對于10,000件或更多的數(shù)量，砂鑄或壓鑄會更合適。然而，對于介于這些極端之間的產(chǎn)量，各種因素都會發(fā)揮作用，影響制造方法的最佳選擇。

從機加工轉(zhuǎn)向鑄造有助于節(jié)省時間并減少浪費。然而，鑄造也有一些缺點，其中包括：

毛邊：鑄造后，可能會有多余的材料（稱為毛邊）需要去除。

孔隙率：厚部件有時可能會有小氣穴（孔隙率），在加工過程中可能會顯露出來。后加工.

流紋和脆性：鑄造過程中熔融材料的流動可能會導(dǎo)致表面出現(xiàn)可見的紋路，并且填充末端可能有較冷的區(qū)域，可能更容易脆化。

在某些情況下，即使鑄造了10,000件，由于特定要求，某些零件仍可能需要額外加工。這可能會增加零件的總體成本，但有時性能需求比成本考慮更重要。

當時間是一個關(guān)鍵因素時，數(shù)控加工具有顯著的優(yōu)勢。創(chuàng)建后數(shù)小時內(nèi)CAD模型，可以生產(chǎn)機加工零件。另一方面，鑄造需要更多時間，因為它涉及創(chuàng)建模具和設(shè)置鑄造工藝。即使最終生產(chǎn)將通過鑄造完成，機械加工也提供了更快的選擇。與鑄造一些原型相比，它可以以低得多的成本對零件進行建模、加工和測試。

通過使用機械加工，可以根據(jù)測試結(jié)果輕松地重新設(shè)計和微調(diào)零件。如果需要，這可以多次完成，而不會產(chǎn)生與生產(chǎn)模具和必要的夾具相關(guān)的更高成本和更長延遲。原型的生產(chǎn)量可能有所不同，從用于實驗室測試的單個零件到用于測試的大量零件。貝塔測試或測試營銷目的。

基于零件幾何形狀

選擇適當?shù)闹圃旒夹g(shù)時，考慮零件的幾何形狀至關(guān)重要。例如，需要大量去除材料的設(shè)計可能非常耗時并產(chǎn)生過多的浪費。在這種情況下，鑄造通常是一個合適的選擇。對于壁薄、內(nèi)部空間大以及需要長時間加工的復(fù)雜幾何形狀的空心零件尤其如此。

通過CNC加工制造內(nèi)腔，尤其是需要額外組裝或金屬連接工藝的密封內(nèi)腔，通常更具挑戰(zhàn)性。相反，鑄造可以簡化設(shè)計，并且無需組裝多個小零件。相反，整個零件可以鑄造為一個整體。

然而，使用鑄造來創(chuàng)建一些功能具有挑戰(zhàn)性。例如，底切或內(nèi)部形狀需要復(fù)雜的模具和額外的組件，如型芯和嵌件。鋒利的邊緣或拐角不太適合鑄造，并且鑄造零件的所有表面都需要傾斜。此外，大型或不規(guī)則形狀的厚壁零件最好使用數(shù)控加工來生產(chǎn)，因為這些形狀在鑄造過程中很難均勻填充和冷卻。

基于正確的工具

在金屬鑄造中，有多種方法可用于生產(chǎn)最終用途零件，例如壓鑄和砂型鑄造：

壓鑄是一個類似于注塑成型。它涉及將熔融金屬（例如鋁、銅、鋅或其合金）注入鋼模具中，然后使其冷卻并凝固。有時，可能需要進行額外的加工來添加螺紋、改善密封表面或完善特定細節(jié)。機加工作為精加工步驟，提供了從單個鑄件創(chuàng)建多種變體的靈活性。

與壓鑄相比，砂型鑄造是一種不太精細的工藝。砂鑄件的表面光潔度較粗糙，模具的兩半和所使用的嵌件之間可能存在細微差異，這可能需要額外的精加工。砂型鑄造通常用于不需要光滑和拋光外觀的零件，例如汽車發(fā)動機缸體。在更復(fù)雜的應(yīng)用中，例如在氣缸周圍創(chuàng)建發(fā)動機冷卻劑通道，可能需要額外的加工才能實現(xiàn)所需的最終形狀。砂型鑄造特有的一些設(shè)計特征無法通過壓鑄或數(shù)控加工來復(fù)制。

數(shù)控加工通常用于生產(chǎn)少量零件，從幾十到幾千個不等。這是一種快速高效的工藝，不需要與鑄造方法相同的準備工具。除了小批量生產(chǎn)外，數(shù)控加工還可用于創(chuàng)建最終將進行壓鑄或砂鑄的零件原型，以便測試和完善設(shè)計。它也可以用于橋梁工具，這意味著在開發(fā)大批量生產(chǎn)的模具時，使用CNC加工臨時制造生產(chǎn)零件。

基于材料

與數(shù)控加工相比，鑄造產(chǎn)生的廢料更少。在鑄造過程中，僅使用最終零件所需的材料，少量額外的金屬流經(jīng)澆口、流道和澆口等通道。去除多余的材料并將其熔化以在其他部件中重復(fù)使用很簡單。

然而，與數(shù)控加工相比，鑄造提供的材料選擇較少。幾乎所有合金都可以進行數(shù)控加工，但適合鑄造的金屬合金范圍較為有限。

基于生產(chǎn)速度

鑄造過程從開始到完成通常需要幾周的時間。一旦模具準備好，鑄造過程本身就相對較快，適合生產(chǎn)大批量的零件。然而，模具設(shè)計和加工需要一些交貨時間。盡管某些鑄造方法使用一次性模具，但模具還需要進行質(zhì)量檢查和維護。另一方面，壓鑄使用永久模具，隨著零件體積的增加，每個零件的時間和成本都會減少。

另一方面，數(shù)控加工可提供更快的生產(chǎn)速度，從而加快小批量零件的周轉(zhuǎn)速度。無需等待模具制造，只需CAD模型，CAM程序、一臺數(shù)控機床以及開始生產(chǎn)零件的專業(yè)知識。

基于重復(fù)性和精度

重復(fù)性在制造中起著至關(guān)重要的作用，而鑄造工藝在生產(chǎn)一致的零件方面表現(xiàn)出色。一旦模具和工藝經(jīng)過微調(diào)，每個零件都可以制造得完全相同。壓鑄鋁時，公差可保持在+/-0.25毫米（最大25.4毫米）的范圍內(nèi)，而對于精密鑄造，標準鑄件的公差可小至0.01英寸（最大1英寸），小至0.002英寸。每1英寸可實現(xiàn)更精確的鑄造。

這些公差可能會根據(jù)所使用的材料而有所不同。例如，與鋅相比，鋁的熔點更高，因此需要更高的注射壓力和更積極的工藝。因此，與機加工鋁部件相比，鑄鋁部件的公差可能更低。然而，鑄鋅可以實現(xiàn)更嚴格的公差。您可以參考我們的帖子來了解更多鑄鋁和機加工鋁的區(qū)別.

金屬數(shù)控加工也是一種高度可重復(fù)且精確的工藝，與鑄造相比，能夠?qū)崿F(xiàn)更嚴格的公差。對于標準金屬加工，合理的期望公差為0.025毫米（0.001英寸）。精密加工甚至可以通過Runsom Precision的特定工藝生產(chǎn)公差小至+/-0.0002"的零件。

基于需求

需求的可變性也是一個重要的考慮因素。如果需求波動或者您只需要偶爾生產(chǎn)額外的零件，數(shù)控加工通常是更好的選擇。數(shù)控加工可以實現(xiàn)更快的生產(chǎn)和按需制造，特別是隨著制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型所帶來的進步。通過CNC加工，您可以根據(jù)需要訂購零件，從而避免生產(chǎn)過剩和庫存過剩的風(fēng)險。

相比之下，如果您預(yù)計需求量很大并正在轉(zhuǎn)向生產(chǎn)，鑄造就會成為一個不錯的選擇。鑄造非常適合大量零件，并提供更快的整體生產(chǎn)過程。

如果您目前處于設(shè)計過程的原型制作階段，通常不建議進行鑄造。這是因為每次更改設(shè)計時，您都需要支付昂貴的模具重新創(chuàng)建或調(diào)整費用。這會顯著增加交貨時間和成本。事實上，原型壓鑄成本可能很高。雖然砂型鑄造通常更便宜，但原型制造并沒有太大優(yōu)勢。

另一方面，數(shù)控加工由于其適應(yīng)設(shè)計變化的靈活性，是原型制作的更好選擇。當您的設(shè)計仍在不斷發(fā)展時，您所需要做的就是修改模型并更新CAM程序。無需創(chuàng)建新模具或?qū)ΜF(xiàn)有模具進行修改。這可以節(jié)省原型制作過程中的時間和資源。