铸造是一种将熔融金属倒入模具中的工艺，已有6,多年的历史，至今仍被广泛使用。铸造技术的进步使得能够铸造具有严格公差的高质量零件，这与CNC加工不同，CNC加工是一种也被广泛使用的新型制造方法。

但是您是否考虑过CNC加工您通常铸造的零件？或者您正在考虑哪种方法最适合制造您的设计？本文将讨论这两种制造工艺以及各自的优缺点。

什么是铸造？

铸造是一种古老的工艺，至今仍以多种形式使用。

铸造被认为是使用模具制造零件的成型制造过程。铸造的种类很多，可以铸造的材料也很多。在本文中，我们将只讨论金属铸造，而不讨论其他可以铸造的时间设置多组分材料，如环氧树脂。

在金属铸造中，如果需要复杂的内部几何形状和型腔，将熔融金属倒入或插入带有型芯或镶件的预制模具中。零件冷却并凝固后，对其进行清洁和处理以使其具有所需的表面光洁度。有时，这种二次操作包括CNC加工，以产生更严格的公差或不适合铸造的特征。

一些常见的铸造零件包括火车车轮、公共汽车踏板、涡轮叶片和发动机缸体。几乎所有行业都使用铸件，包括汽车、航空航天、消费品和医疗设备。

您可能会在健身房找到的举重板

这个健身房配重是铸造金属部件的一个例子。

什么是数控加工？

CNC加工是一种减材制造方法，通过这种方法，切削工具去除材料以获得所需的几何形状。使用G代码的计算机程序告诉机器移动到哪里以及如何切割。

CNC加工生产具有严格公差的高精度零件。

CNC加工可以生产出精度极高的零件。

CNC加工零件无处不在。金属笔记本电脑外壳、手机内部的小部件、航空航天和汽车零件，以及夹具和夹具——甚至铸造模具都是使用CNC加工制造的。

选择您的制造方法

在设计零件时，有两种常用的途径来确定制造零件的制造方法（CNC与铸造）：

设计工程师通常从考虑制造方法开始，以便设计可以是现实的、可制造的，并且具有非常适合该过程的特征。

另一方面，零件的功能可能需要特定的尺寸、形状或几何形状来决定制造过程。CNC加工和铸造都最适合特定的几何形状。

铸造与CNC加工：根据零件几何形状进行选择

选择正确的制造技术首先要考虑零件的几何形状。例如，某些设计需要去除大量材料，这既耗时又会造成过多浪费。此类设计通常是铸造的理想选择——例如，具有薄壁和大空腔的空心零件。复杂的几何形状也是铸造的理想选择，因为它们需要很长时间才能加工。

内部空腔通常是铸造的理想选择，因为使用CNC加工形成它们可能非常复杂。对于除了CNC加工之外还需要装配或金属连接工艺的密封内腔尤其如此。相比之下，铸造可以让您简化零件或装配体的设计。您可以铸造整个零件并消除组装步骤，而不是加工许多小零件并进行组装。

CNC加工非常适合需要高精度的厚零件。

然而，某些特征更难通过铸造实现。底切或内部特征更加困难，需要带有型芯和嵌件的复杂模具。尖锐的边缘或拐角也不是铸造的理想选择，而且铸造零件的所有特征都需要拔模斜度。具有厚壁的大型或形状奇特的零件也更适合CNC加工，因为这些几何形状在铸造过程中很难均匀地填充和冷却。

铸造与CNC加工：根据材料选择

与CNC加工相比，铸造导致的材料浪费更少。除了流经浇口、流道和浇口的少量金属外，铸造过程仅使用最终零件所需的材料。很容易去除这些多余的材料，重新熔化并在另一个部件中重复使用。

但是，与CNC加工相比，铸造方面的材料选择要少得多。几乎所有合金都可以进行CNC加工，而可以铸造的合金列表要短得多。

铸造与CNC加工：根据生产速度进行选择

铸造工艺提前期通常为数周。一旦模具准备就绪，铸造过程本身就非常快，这就是为什么它有利于生产大量零件的原因。然而，模具设计和加工需要一些交货时间。此外，模具必须经过质量检查和维护，尽管某些类型的铸造使用消耗性模具。然而，压铸使用永久模具，因此每个零件的时间和成本会随着零件体积的增加而减少。

CNC加工提供了更快的生产速度，从而可以更快地周转少量零件。无需等待模具制造完成，因为您只需要CAD模型、CAM程序和CNC机器即可开始制造零件。

铸造也可以是一个快速、可重复的过程。

铸造与CNC加工：基于重复性和精度的选择

可重复性在制造中很重要，铸造过程生产可重复的零件。拨入模具和工艺后，每个零件都可以完全相同。压铸铝时，公差可保持在+/-0.25毫米至25.4毫米之间，对于精密铸造，标准公差为0.01英寸至1英寸，每1英寸为0.英寸。

这些公差因材料而异。例如，铝的熔点比锌高，因此需要更高的注射压力和更激进的工艺。这导致铸铝与机加工铝的公差更宽松。铸造锌时可以保持更严格的公差。

CNC加工金属也是一种可重复性极高的精确工艺，可产生比铸造更严格的公差。对于金属的标准加工，0.毫米（0.英寸）是一个合理的期望值。Fictiv精密加工可以生产公差小至+/-0.2”的零件。

铸造与CNC加工：原型制作的选择

如果您正处于设计过程的原型制作阶段，铸造并不是一个好主意。每次更改设计时，您都必须支付昂贵的模具费用才能重新创建或调整，这会增加交货时间和成本。压铸原型可能要花费数千美元，甚至数十万美元。而且，虽然砂铸通常更便宜，但在原型制造中选择压铸与砂铸并没有太多好处。

由于更改CNC加工过程的相对敏捷性，CNC加工是原型制作的更好选择。当设计仍在不断变化时，您需要做的就是更改模型并重新执行CAM程序，而不是重新制作模具或尝试修改现有模具。

铸造与CNC加工：根据数量和需求进行选择

您需要的零件数量也很重要。在原型制作过程的早期，您可能不需要很多零件，因此CNC加工更有意义。需求的可变性是另一个考虑因素您实际需要多久生产一次更多零件？如果需求波动，CNC加工可能是更好的选择。

您可以更快地按需获得CNC加工零件，尤其是在制造业数字化转型的情况下。因此，CNC加工是一个很好的财务选择，因为您可以根据需要订购零件，而不是试图预测需求并最终导致库存过多。

但是，如果您打算投入生产并期望有高需求，那么铸造是一个不错的选择，因为它更适合生产数千个或更快速的零件。

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