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，本文特別關注金屬鑄造，不涵蓋其他材料，例如可能用于以下領域的環氧樹脂：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制模具（有時稱為模具）中。如果需要復雜的內部幾何形狀或型腔，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更嚴格的公差。

有多種金屬鑄造技術可供選擇，這些技術是根據所選材料、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.

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

選角的優點和缺點

優點

鑄造提供了廣泛的設計可能性，允許創建復雜且獨特的形狀，包括復雜的內腔。

對于大批量生產，鑄造比機加工更具成本效益。此外，鑄造的生產時間更快。

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

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品的一部分。澆注過程中產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可提供高精度，但在精度和實現嚴格公差方面，數控加工通常是更好的選擇。

就較小的生產量而言，與機械加工相比，鑄造的每個零件的成本通常更高。

由于設計和采購模具的要求，生產鑄件通常需要更多時間。

與數控加工相比，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。

什么是數控加工？

數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，用于指導數控機床例如米爾斯,車床、及其他設備。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。

數控加工零件在不同行業有著廣泛的應用。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重要。此外，數控加工在生產中起著至關重要的作用。固定裝置、夾具，甚至鑄造模具。

CNC加工的優點和缺點

優點

CNC加工能夠生產高精度零件，滿足嚴格的質量要求，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。

對于小批量生產和原型制作，數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建內部空腔，而更適合塑造外部幾何形狀。

對于大批量生產來說，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定。

某些具有復雜設計或特定材料的零件可能需要更長的加工時間。因此，數控加工對于大批量生產來說并不具有成本效益。

與鑄造相比，數控加工會產生更多的金屬廢料，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的回收。

鑄造與數控加工：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勢，那么我們如何決定使用哪一種呢？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，數以萬計或更多，鑄造方法通常更具成本效益。盡管創建初始模具需要時間，但每個鑄件都可以快速生產，并且附加成本相對較低。

另一方面，數控加工可以更快、更經濟地生產前幾個零件，但隨著產量增加超過某一點，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，則應考慮CNC加工。對于10,000件或更多的數量，砂鑄或壓鑄會更合適。然而，對于介于這些極端之間的產量，各種因素都會發揮作用，影響制造方法的最佳選擇。

從機加工轉向鑄造有助于節省時間并減少浪費。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致表面出現可見的紋路，并且填充末端可能有較冷的區域，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。

當時間是一個關鍵因素時，數控加工具有顯著的優勢。創建后數小時內CAD模型，可以生產機加工零件。另一方面，鑄造需要更多時間，因為它涉及創建模具和設置鑄造工藝。即使最終生產將通過鑄造完成，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，可以根據測試結果輕松地重新設計和微調零件。如果需要，這可以多次完成，而不會產生與生產模具和必要的夾具相關的更高成本和更長延遲。原型的生產量可能有所不同，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

選擇適當的制造技術時，考慮零件的幾何形狀至關重要。例如，需要大量去除材料的設計可能非常耗時并產生過多的浪費。在這種情況下，鑄造通常是一個合適的選擇。對于壁薄、內部空間大以及需要長時間加工的復雜幾何形狀的空心零件尤其如此。

通過CNC加工制造內腔，尤其是需要額外組裝或金屬連接工藝的密封內腔，通常更具挑戰性。相反，鑄造可以簡化設計，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，使用鑄造來創建一些功能具有挑戰性。例如，底切或內部形狀需要復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，大型或不規則形狀的厚壁零件最好使用數控加工來生產，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。機加工作為精加工步驟，提供了從單個鑄件創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，例如汽車發動機缸體。在更復雜的應用中，例如在氣缸周圍創建發動機冷卻劑通道，可能需要額外的加工才能實現所需的最終形狀。砂型鑄造特有的一些設計特征無法通過壓鑄或數控加工來復制。

數控加工通常用于生產少量零件，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。除了小批量生產外，數控加工還可用于創建最終將進行壓鑄或砂鑄的零件原型，以便測試和完善設計。它也可以用于橋梁工具，這意味著在開發大批量生產的模具時，使用CNC加工臨時制造生產零件。

基于材料

與數控加工相比，鑄造產生的廢料更少。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使用很簡單。

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

基于生產速度

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，適合生產大批量的零件。然而，模具設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，數控加工可提供更快的生產速度，從而加快小批量零件的周轉速度。無需等待模具制造，只需CAD模型，CAM程序、一臺數控機床以及開始生產零件的專業知識。

基于重復性和精度

重復性在制造中起著至關重要的作用，而鑄造工藝在生產一致的零件方面表現出色。一旦模具和工藝經過微調，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，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英寸可實現更精確的鑄造。

這些公差可能會根據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別.

金屬數控加工也是一種高度可重復且精確的工藝，與鑄造相比，能夠實現更嚴格的公差。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額外的零件，數控加工通常是更好的選擇。數控加工可以實現更快的生產和按需制造，特別是隨著制造業數字化轉型所帶來的進步。通過CNC加工，您可以根據需要訂購零件，從而避免生產過剩和庫存過剩的風險。

相比之下，如果您預計需求量很大并正在轉向生產，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過程。

如果您目前處于設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計時，您都需要支付昂貴的模具重新創建或調整費用。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勢。

另一方面，數控加工由于其適應設計變化的靈活性，是原型制作的更好選擇。當您的設計仍在不斷發展時，您所需要做的就是修改模型并更新CAM程序。無需創建新模具或對現有模具進行修改。這可以節省原型制作過程中的時間和資源。