Bạn đã bao giờ tự hỏi quy trình nào tốt hơn cho dự án Die Casting Vs của bạn chưa? Gia công CNC? Mọi người thường bị cuốn hút khi cả hai cách tiếp cận đều có nhiều lợi ích khiến chúng trở nên hấp dẫn. Chọn sai phương pháp có thể dẫn đến chậm trễ, chi phí cao hơn và chất lượng sản phẩm kém. Nếu bạn đang gặp phải vấn đề về phương pháp nào trong hai phương pháp sẽ là tốt nhất cho mình, đừng lo lắng vì hướng dẫn này sẽ xóa tan sự nhầm lẫn cho bạn.
Các yếu tố chính xác định quyết định giữa đúc khuôn và gia công CNC là số lượng sản xuất, vật liệu và độ chính xác. Trong khi đúc khuôn là tối ưu cho các ứng dụng có khối lượng lớn, nơi các bộ phận tương đối lớn và có hình dạng phức tạp. Gia công CNC phù hợp nhất với số lượng nhỏ hơn, hình dạng phức tạp và dung sai chặt chẽ hơn. Nó sẽ giúp bạn xác định phương pháp nào phù hợp cho dự án của bạn khi bạn tìm hiểu những gì dự án của bạn yêu cầu.
Bây giờ là lúc mở rộng thông tin liên quan đến từng quy trình này. Trong một số chủ đề phụ tiếp theo, việc so sánh giữa đúc khuôn và gia công CNC sẽ được thực hiện ở các khía cạnh như chi phí, tốc độ và vật liệu sẵn có.
Đúc khuôn liên quan đến việc buộc kim loại nóng chảy phải đổ vào khuôn, còn được gọi là khuôn. Khuôn thường được làm bằng thép và quy trình này được sử dụng khi cần các bộ phận có hình dạng phức tạp và dung sai gần. Đúc khuôn chủ yếu được áp dụng trên các kim loại như nhôm, kẽm, magiê và hợp kim của chúng cũng như đồng. Quá trình này cho phép tạo hình các bộ phận kim loại phức tạp và chính xác trong thời gian tương đối ngắn; lý tưởng cho sản xuất hàng loạt.
Trong đúc khuôn, khuôn thường được làm bằng vật liệu có độ bền cao. Kim loại có hình dạng mong muốn được bơm ở áp suất lớn vào khoang khuôn. Nơi nó nguội đi và cứng lại. Sau khi khuôn nguội, chi tiết được lấy ra khỏi khuôn thông qua việc cắt tỉa, làm sạch chính xác hoặc thậm chí các quy trình khác.
Đúc khuôn nổi tiếng với thời gian chu kỳ ngắn. Việc sử dụng khuôn mẫu giúp dễ dàng sản xuất các bộ phận với số lượng lớn, giúp quá trình sản xuất diễn ra nhanh nhất. Thời gian chu trình tổng thể dao động từ vài giây đến vài phút tùy thuộc vào hình dạng bộ phận và vật liệu được sử dụng.
Quá trình này rẻ khi được sử dụng để sản xuất nhiều bộ phận cùng một lúc hoặc với công suất sản xuất lớn. Nhìn chung, chi phí đúc khuôn thấp hơn chi phí của các quy trình khác do giảm chi phí trên mỗi đơn vị với khối lượng sản xuất. Sau khi khuôn được tạo ra, các bộ phận tiếp theo sẽ được chế tạo với chi phí bổ sung tương đối thấp cho mỗi bộ phận.
Ngoài ra, đúc khuôn có thể tạo ra các bộ phận có hình dạng rất phức tạp mà không thể dễ dàng sản xuất bằng các phương tiện thông thường. Các tính năng chi tiết và thiết kế phức tạp có thể đạt được với độ dày càng mỏng càng tốt. Điều này làm cho khuôn đúc phù hợp trong các ngành công nghiệp như ô tô, công nghiệp điện tử và công nghiệp máy bay, những nơi hầu hết cần đến các tính năng như vậy.
Các thành phần được chế tạo thông qua quá trình đúc khuôn thường có đặc điểm là bề mặt hoàn thiện mịn và dung sai nhỏ do đó cần ít quá trình xử lý sau. Độ chính xác và tinh tế như vậy rất hữu ích trong nhiều ngành công nghiệp mà sản phẩm cuối cùng phải được thiết kế theo các tiêu chuẩn nhất định hoặc phải đáp ứng các tiêu chuẩn hiệu suất nhất định.
Các bộ phận đúc sẵn là một trong những thành phần phổ biến nhất do các đặc tính cơ học đáng kể của chúng, bao gồm cả độ bền và độ chắc chắn. Áp suất được sử dụng khi đúc giúp cải thiện mật độ cấu trúc vi mô của vật liệu, mang lại cho sản phẩm cuối cùng độ bền và độ bền tốt chống mài mòn và ăn mòn.
Quá trình này chỉ phù hợp với một số lựa chọn vật liệu cụ thể, vật liệu kim loại màu thường được ưa chuộng hơn bao gồm các kim loại như nhôm, kẽm và magie. Mặc dù những vật liệu này phổ biến trong các ngành công nghiệp khác nhau, đúc khuôn vẫn có một số hạn chế, đặc biệt đối với các kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao, chẳng hạn như thép hoặc titan. Hạn chế này có thể trở thành bất lợi trong một số ứng dụng cần những vật liệu như vậy.
Chủ yếu, khuôn (khuôn) được tạo ra vì việc phát triển các bộ phận phức tạp có thể tốn kém. Khuôn thường được hình thành bằng thép cường độ cao, do đó có phạm vi lắp đặt ban đầu cao. Đây là lý do tại sao việc đúc khuôn tương đối đắt đối với sản xuất quy mô nhỏ do chi phí ban đầu này. Nhưng khi liên quan đến quy mô sản xuất, chi phí trên mỗi đơn vị sản phẩm sẽ giảm và trở nên phù hợp với số lượng lớn.
Đúc khuôn thường gắn liền với việc sản xuất các linh kiện có độ chính xác và chất lượng tốt; tuy nhiên, khả năng chịu đựng tốt rất khó đạt được. Nếu dung sai cực kỳ chính xác, có thể cần phải thực hiện thêm các thao tác khác để hoàn thiện phôi. Điều này có thể làm tăng tổng chi phí và thời gian sản xuất các sản phẩm này, đặc biệt là các bộ phận nhỏ và phức tạp.
Mặc dù quá trình đúc khuôn có hiệu quả cao nhưng sản phẩm vẫn có thể gặp các vấn đề như độ xốp của các bộ phận đúc. Điều này có thể xảy ra nếu kim loại nóng chảy không che phủ hoàn toàn khoang khuôn hoặc nếu hệ thống thông hơi trên khuôn kém, không đủ hoặc không đủ. Tuy nhiên, vấn đề này không có tầm quan trọng lớn nhưng nó ảnh hưởng đến hiệu suất và tiêu chuẩn của thành phẩm, đặc biệt là trong các ứng dụng hiệu suất cao.
Việc thay đổi thiết kế bộ phận trên khuôn thường cồng kềnh và tốn kém khi khuôn đã được phát triển cho thiết kế cụ thể đó. Do việc hình thành khuôn hoặc sửa đổi khuôn hiện có có thể tốn thời gian và tiền bạc nên việc đúc khuôn tương đối cứng so với quy trình gia công CNC, nơi có thể thực hiện sửa đổi dễ dàng trong quá trình sản xuất.
Gia công CNC (Điều khiển số máy tính) đề cập đến một quy trình sản xuất trong đó chuyển động của các công cụ được điều khiển bởi các chương trình máy tính. Do tính linh hoạt của nó, nó thường được sử dụng để sản xuất các bộ phận yêu cầu kích thước và hình dạng cụ thể. Các thiết bị được sử dụng trong gia công CNC như máy nghiền, máy tiện, bộ định tuyến và máy mài được điều khiển bởi chương trình máy tính để biến nguyên liệu thô thành sản phẩm được tổng hợp. Quá trình này có thể phù hợp với nhiều loại vật liệu như kim loại, nhựa, gỗ và vật liệu tổng hợp.
Máy CNC hoạt động bằng cách điều khiển chuyển động của dụng cụ cắt theo nhiều hướng, bao gồm ba, bốn hoặc năm hướng để khoan, phay, tiện hoặc mài. Thiết kế của bộ phận ở định dạng kỹ thuật số, thông thường tệp CAD được tải lên máy CNC, nơi nó được phần mềm CNC diễn giải và các chuyển động được tạo và thực hiện một cách tinh xảo. Tự động hóa như vậy đảm bảo tính chính xác và tiêu chuẩn hóa của toàn bộ quá trình sản xuất.
Máy CNC có thể hoạt động với độ chính xác vài micron (phần nghìn mm) và do đó phù hợp cho các ứng dụng nhạy cảm với độ chính xác như ứng dụng hàng không vũ trụ, ô tô và y tế. Một ưu điểm khác của gia công CNC là có thể lặp lại nhiều lần mà kết quả vẫn gần như giống hệt nhau do được máy tính điều khiển chính xác.
Gia công CNC có thể xử lý hầu hết tất cả các loại vật liệu vì nó có khả năng rất lớn khi sử dụng các vật liệu mà nó sử dụng. Không giống như đúc khuôn có giới hạn về vật liệu có thể sử dụng, gia công CNC có thể đáp ứng tất cả các loại vật liệu như nhôm, thép, titan, nhựa, vật liệu tổng hợp và gỗ. Đặc tính này làm cho nó phù hợp để sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau đòi hỏi các bộ phận được làm từ các vật liệu khác nhau có đặc tính và hiệu suất cơ học khác nhau.
CNC mang lại tính linh hoạt cao, đặc biệt trong trường hợp thay đổi thiết kế hoặc sửa đổi sản phẩm. Tùy thuộc vào việc lập trình phần mềm của máy CNC, việc tùy chỉnh có thể dễ dàng được thực hiện mà không cần đặt mua khuôn hoặc công cụ mới. Vì lý do này mà gia công CNC là lý tưởng cho việc tạo mẫu, chạy ngắn hoặc làm một lần như trường hợp thường thấy với các sản phẩm tùy chỉnh. Nó phù hợp cho các bộ phận có tính năng phức tạp hoặc tinh tế, khó gia công hoặc rất tốn kém khi đúc khuôn.
Gia công CNC cung cấp khả năng thiết kế các hình dạng phức tạp cũng như các hốc và phần nhô ra hẹp mà có thể không thể thực hiện được bằng một số quy trình khác như ép phun hoặc đúc khuôn. Do thiết lập gia công CNC hoàn hảo, sản phẩm cuối cùng có thể đạt được các hình học rất phức tạp, các tính năng như ren, đường dẫn bên trong và bán kính hẹp với độ chính xác cao.
So với phương pháp đúc khuôn cần khuôn đắt tiền để sản xuất số lượng lớn các bộ phận, gia công CNC không cần các công cụ đắt tiền cho từng bộ phận. Khoản đầu tư lớn nhất vào gia công CNC là thời gian sử dụng máy CNC và chi phí nhân công, nhưng một khi chương trình CNC được tạo ra, các bộ phận có thể được sản xuất ngay lập tức với chi phí tăng ít. Điều này giúp cho việc gia công CNC có thể rẻ hơn đối với sản xuất hàng loạt vừa và nhỏ hoặc khi thường xuyên thay đổi thiết kế.
So sánh gia công CNC với đúc khuôn, CNC rẻ hơn khi sản xuất ở quy mô thấp đến trung bình; tuy nhiên, nó không hiệu quả về mặt chi phí khi sản xuất hàng loạt. Chi phí mỗi bộ phận trong gia công CNC có thể tương đối cao vì mỗi bộ phận được gia công khác nhau với thời gian dành riêng cao. Điều này gây tốn kém cho việc sản xuất số lượng lớn các bộ phận đơn giản có thể được sản xuất bằng phương pháp đúc khuôn.
Đúc khuôn thường nhanh hơn gia công CNC theo nghĩa là phương pháp gia công CNC thích hợp hơn cho việc sản xuất một số lượng lớn các bộ phận. Máy CNC có thể chạy 24/7 nhưng quá trình loại bỏ hoặc tạo vật liệu, cho dù thông qua cắt, khoan hoặc phay, mỗi bộ phận đều được sửa đổi trong mỗi chu kỳ khiến nó chậm hơn so với thời gian chu kỳ nhanh của đúc khuôn. So với đúc cát, đúc khuôn nhanh hơn nhiều, đặc biệt đối với sản xuất khối lượng lớn, nơi có năng suất cao.
Lý do là vì gia công CNC là quá trình cắt vật liệu từ một khối rắn (còn được gọi là “phay” hoặc “cắt bỏ”) dẫn đến lãng phí rất nhiều vật liệu, đặc biệt khi tạo ra các hình dạng phức tạp. Nguyên liệu thô thường ở dạng phôi hoặc khối lớn và các phần của chúng sẽ bị cắt bỏ trong quá trình xử lý. Điều này có thể dẫn đến tình trạng phát sinh chi phí vật liệu, đặc biệt khi sử dụng các vật liệu đắt tiền như titan hoặc hợp kim hiệu suất cao.
Mặc dù gia công CNC có thể tạo ra các bộ phận rất chính xác nhưng kích thước của bộ phận có thể bị ảnh hưởng do khả năng máy hạn chế. Một số thành phần của nó lớn hơn; điều này có thể bao gồm việc sử dụng các công cụ đặc biệt hoặc phải được chia thành các bộ phận nhỏ để tiện, đòi hỏi nhiều thời gian và công sức hơn. Hạn chế này có nghĩa là gia công CNC có thể không thuận tiện cho các dự án lớn/quá khổ hoặc lớn/nặng như đối với các phương pháp khác.
Mọi công cụ được sử dụng trong gia công CNC đều bị hao mòn theo thời gian, đặc biệt khi cắt vật liệu cứng hoặc chế tạo nhiều chi tiết của cùng một sản phẩm. Sự mài mòn này có thể làm giảm độ chính xác hoặc chất lượng hoạt động của dụng cụ và do đó cần phải bảo trì hoặc thay thế dụng cụ. Khi nói đến các bộ phận có độ chính xác cao, độ sắc bén của dụng cụ và hiệu suất có thể là yếu tố thành công quan trọng để đạt được chất lượng cao.
Đúc khuôn: Hợp kim nhôm, kẽm, magie và đồng được sử dụng nhiều trong kỹ thuật này nhưng cũng có thể xử lý kim loại màu. Việc lựa chọn vật liệu cũng bị hạn chế hơn so với gia công CNC, nhưng vật liệu này mang lại độ bền và trọng lượng nhẹ.
Gia công CNC: Đa dạng hơn nhiều, gia công CNC có thể xử lý nhiều loại vật liệu đa dạng như kim loại – nhôm, thép, titan – nhựa, vật liệu tổng hợp và thậm chí cả gỗ. Vì lý do này, gia công CNC có thể được áp dụng trong các lĩnh vực khác nhau và cho các mục đích sử dụng cụ thể.
Đúc khuôn: bền vững cho sản xuất khối lượng lớn. Sau khi khuôn được sản xuất, thời gian chu kỳ có thể được giảm thiểu khoảng vài giây và rất phù hợp cho các ứng dụng có tốc độ sản xuất cao. Ở khối lượng lớn, quy trình này có năng suất đặc biệt và tạo ra một sản phẩm đồng nhất về số lượng, có thể là hàng nghìn hoặc hàng triệu bộ phận.
Gia công CNC: Chậm hơn một chút so với đúc khuôn, đặc biệt khi sản xuất hàng loạt. Nó được thực hiện trên cơ sở cá nhân và tùy thuộc vào mức độ phức tạp của những phần đó, có thể mất vài phút đến vài giờ cho mỗi phần. Nó hiệu quả nhất trong sản xuất ở mức độ thấp đến trung bình, nơi sản phẩm cần số lượng lớn nhưng có nhiều biến thể và mức độ hoàn thiện rất cao.
Đúc khuôn: độ chính xác tương thích nhưng chỉ có thể mang lại mức độ chính xác và chi tiết ở mức trung bình so với gia công CNC. Nó lý tưởng cho các ứng dụng có hình dạng phức tạp nhưng có thể không mang lại bề mặt mịn như yêu cầu của một số ứng dụng.
Gia công CNC: Cung cấp độ chính xác và độ phân giải tốt hơn cho phôi, đồng thời có thể giữ các kích thước/kích thước rất nhỏ và các tính năng tốt. CNC hoạt động tốt nhất ở những nơi cần độ chính xác, ví dụ như trong ngành hàng không vũ trụ hoặc bộ phận y tế khác nơi độ chi tiết và độ chính xác là tối quan trọng.
Đúc khuôn: Quá trình này ban đầu tốn kém do chi phí khuôn cao, nhưng tỷ lệ trên mỗi bộ phận khá thấp khi số lượng lớn các bộ phận được sản xuất. Thích hợp nhất cho sản xuất quy mô lớn khi chi phí được trải đều trên một số lượng lớn sản phẩm.
Gia công CNC: Tuy nhiên, nó không có chi phí khuôn mẫu, chi phí cho mỗi bộ phận thường cao hơn và điều này là do thời gian chu kỳ dài hơn, đặc biệt là đối với các hoạt động lớn. Ưu điểm của kỹ thuật này là rẻ hơn khi sản xuất số lượng nhỏ đến trung bình và sản xuất bộ phận chuyên dụng hoặc nguyên mẫu, nhưng hơi đắt khi sản xuất số lượng lớn. (ở đây cũng đã thay đổi một số từ).
● Khối lượng sản xuất: Khi yêu cầu sản xuất cao, đúc khuôn sẽ rẻ hơn, trong khi gia công CNC phù hợp hơn với các hoạt động sản xuất vừa phải.
● Yêu cầu về vật liệu: Gia công CNC rất linh hoạt về cách sử dụng vật liệu trong khi khuôn đúc được cố định bằng hợp kim vật liệu nhất định.
● Nhu cầu về độ chính xác: Gia công CNC được sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao và chi tiết đẹp trong khi đúc khuôn được ưu tiên để có dung sai đơn giản hơn trong sản xuất số lượng với số lượng vật liệu rất ít.
● Sản xuất hàng loạt: Khi người ta yêu cầu sản xuất số lượng lớn các bộ phận khác nhau với hình dạng phức tạp trong thời gian ngắn và chi phí hợp lý. Đúc khuôn phù hợp nhất trong các hoạt động sản xuất cao, nơi đánh giá chi phí từng bộ phận.
● Hình học phức tạp: Nó cũng hữu ích để tạo các bộ phận có hình dạng và chi tiết phức tạp với tốc độ nhanh, đặc biệt là sản xuất khối lượng lớn với hiệu quả và chất lượng.
● Các bước chạy tùy chỉnh hoặc nhỏ: Gia công CNC phù hợp khi yêu cầu sản xuất từ nhỏ đến trung bình, khi chỉ sản xuất một số mẫu hoặc khi có thể có những thay đổi thường xuyên trong thiết kế.
● Các bộ phận có độ chính xác cao: Khi có những chi tiết nhỏ cần được thêm vào bên trong khuôn, hoặc có những đường cụ thể cần được thêm vào bên ngoài khuôn, hoặc một số hình dạng không thể tạo được trong quá trình đúc khuôn vì về mức độ chính xác được yêu cầu.
Đúc khuôn và gia công CNC là hai quy trình khá khác nhau, cả hai đều có những lợi ích riêng. Đúc khuôn phù hợp nhất với khối lượng sản xuất cao, dụng cụ rẻ tiền và thiết kế phức tạp, đồng thời, gia công CNC phù hợp với sản xuất từ thấp đến trung bình, thiết kế phức tạp, các bộ phận có dung sai cao và độ chính xác.
● Đối với sản xuất số lượng lớn, hàng loạt có thiết kế phức tạp: Chọn khuôn đúc.
● Đối với các hoạt động sản xuất vừa và nhỏ, các bộ phận tùy chỉnh hoặc nhu cầu có độ chính xác cao: Hãy chọn gia công CNC.
Vì vậy, về tổng thể; cần xác định các yêu cầu dự án của bạn bao gồm năng lực sản xuất, vật liệu và dung sai. Một bước quan trọng là liên hệ với nhà sản xuất hoặc nhận báo giá để tiếp tục. Việc lựa chọn một quy trình thích hợp sẽ đảm bảo năng suất vượt trội và khả năng chi trả của dự án.