인클로저 유형 비교: 다이캐스트 대 판금 대 CNC 가공

인클로저 프로세스 선택을 위한 간단한 프레임워크

데이터시트를 검토하거나 견적을 요청하기 전에 잠시 멈춰서 프로젝트에 대해 네 가지 간단한 질문을 해보는 것이 도움이 됩니다. 이러한 질문은 대부분의 의사결정을 안내하고 적절한 인클로저 프로세스를 신속하게 안내합니다.

프로젝트 환경 및 부하

먼저 제품의 위치와 수명 주기 동안 제품이 어떤 환경에 놓여 있는지 고려해야 합니다. 벤치탑 데이터 로거, 실외 통신 장치, 진동 기계의 모터 컨트롤러는 모두 매우 다른 조건에 직면합니다.

몇 가지 사항을 생각해 보세요:

• 제품이 실내에 있든, 공장 바닥에 있든, 차량에 탑승하든, 완전히 실외에 있든 상관 없습니다.
• 비, 세차, 먼지, 진흙, 염분 또는 화학 물질에 노출될 수 있는 정도
• 배송 중을 포함한 진동 및 충격의 강도
• 전체 온도 범위 및 주기 주기

강한 충격, 거친 취급 또는 장시간 실외 노출이 예상되는 경우 다이캐스트 인클로저 또는 두꺼운 CNC 하우징과 같은 견고한 바디가 필요할 수 있습니다. 사용량이 적당하고 환경이 통제된 상태라면 일반적으로 판금이 충분한 보호 기능을 제공하면서 비용과 형태 면에서 더 많은 유연성을 제공합니다.

또한 씰링과 표준에 대해서도 명확히 알아야 합니다. 더 높은 IP 등급을 목표로 하거나 우수한 차폐가 필요하거나 업계 테스트를 통과해야 하는 경우 인클로저의 연속성과 포함할 수 있는 이음새 수에 따라 선택이 달라집니다.

지오메트리 및 공차 요구 사항

다음으로 인클로저의 모양을 살펴보고 얼마나 정밀해야 하는지 고려하세요. 선택한 프로세스는 지속적인 문제를 일으키지 않고 형상과 일치해야 합니다.

이 점을 잘 생각해 보세요:

• 인클로저가 주로 평평한 패널과 굴곡이 있는 경우 또는 깊은 포켓과 복잡한 3D 모양을 포함하는 경우
• 구멍과 컷아웃이 가장자리와 굴곡선에 얼마나 가깝게 위치하는가
• 허용 가능한 최소 벽 두께와 모서리 반경은 얼마입니까?
• 어떤 면과 구멍이 정말 중요하며, 어떤 허용 오차가 필요한가?

대부분의 인클로저를 적당한 수의 굴곡이 있는 평면 패턴으로 만들 수 있다면 판금이 적합한 소재입니다. 패널, 플랜지, 실용적인 컷아웃을 빠르고 저렴한 비용으로 처리할 수 있습니다.

커넥터를 위한 깊은 캐비티, 정확한 씰링 홈 또는 정렬 또는 유체 흐름을 안내하는 3D 표면이 필요한 경우 CNC 가공이 더 적합한 경우가 많습니다. 엄격한 공차와 복잡한 형상을 높은 반복성으로 구현할 수 있습니다.

리브, 보스, 커버 랜드가 한 조각으로 형성된 단일 솔리드 셸을 원한다면 일반적으로 디캐스팅이 규모에 맞는 유일한 현실적인 옵션입니다. 단점은 구배, 벽 두께 및 파트 레이아웃에 대한 주조 규칙을 따라야 한다는 것입니다.

생산량 및 디자인 수명 주기

이제 얼마나 많은 유닛을 생산할 계획인지, 디자인이 얼마나 안정적인지 고려하세요. 여기에서 프로세스 간 비용 차이가 쉽게 드러납니다.

대부분의 제품을 몇 가지 단계로 그룹화할 수 있습니다:

• 프로토타입 및 엔지니어링 빌드: 1~50개
• 파일럿 및 초기 고객 실행: 수십~수백 대 규모
• 성숙한 생산: 연간 수백에서 수천

CNC 가공은 처음 두 단계에 적합합니다. 툴링이 거의 필요하지 않고 복잡한 형상을 지원하며 변경하기 어려운 도구에 돈을 묶어두지 않고도 빠르게 디자인을 변경할 수 있습니다.

판금은 다양한 애플리케이션에서 사용할 수 있습니다. 초기 빌드 시 소량 배치를 지원하며 대량 생산으로 확장할 수 있습니다. 네스트가 개선되고 설정이 일관성을 유지하면 단위당 비용이 감소합니다.

다이캐스팅은 반대편에 있습니다. 다이캐스팅은 제작 비용이 많이 들지만 일단 제작이 완료되면 사이클 시간이 빠르고 반복성이 강합니다. 디자인이 안정적이고 총 생산량이 수천 또는 수만 개에 달할 때 좋은 선택이 됩니다.

예산, 공급망 및 리드 타임

마지막 단계는 인클로저 선택을 비용과 타이밍에 연결하는 것입니다. 각 프로세스는 요구 사항을 충족할 수 있지만 각 프로세스마다 다른 방식으로 프로젝트에 압력을 가합니다.

몇 가지 사항을 명확히 알아야 합니다:

• 툴링, 픽스처 및 NRE에 선불로 얼마를 지출할 수 있나요?
• 예상 볼륨 수준에서 어떤 단가가 필요한가요?
• 현지 생산을 선호하든 원격 공급업체와의 협업이 편하든 상관없습니다.
• 첫 번째 물품이 얼마나 빨리 필요하며, 언제부터 안정적인 생산을 시작해야 하나요?

CNC 가공과 판금 모두 빠른 처리가 필요할 때 적합합니다. 프로그래밍과 표준 도구를 사용하므로 순정 부품을 신속하게 확보하고 최소한의 지연으로 디자인을 조정할 수 있습니다.

다이캐스팅은 다른 속도로 진행됩니다. 금형 제작에는 더 많은 시간이 필요하고 제작 비용이 더 많이 들지만, 일단 금형이 준비되면 부품당 비용이 크게 감소할 수 있습니다. 이러한 균형 덕분에 다이캐스팅은 대량으로 낮은 단가가 필요할 때 강력한 선택이 될 수 있습니다.

다이캐스트 인클로저

다이 캐스팅 용융 금속을 압력을 받아 강철 몰드에 밀어 넣어 인클로저를 형성합니다. 금속이 캐비티를 채우고 냉각되어 경화됩니다. 그런 다음 금형이 열리고 부품이 하나의 단단한 조각으로 나옵니다. 인클로저 프로젝트의 경우 주조에는 일반적으로 벽, 리브, 마운팅 보스, 때로는 히트 핀이 모두 단일 바디에 통합됩니다.

대부분의 부품은 여전히 필수 표면에서 가벼운 가공이 필요합니다. 이 단계에서는 개스킷 영역, 커넥터 개구부 및 장착 지점을 정리합니다. 주조와 타겟 가공을 결합하면 정확도가 중요한 표면을 정밀하게 제어할 수 있는 견고한 일체형 쉘을 만들 수 있습니다.

가장 일반적인 합금은 알루미늄과 아연입니다. 중소형 하우징의 벽 두께는 일반적으로 1.5mm에서 4.0mm 사이입니다. 설계자는 너무 많은 무게나 부피를 추가하지 않고도 강성을 높이기 위해 리브를 사용합니다.

장점

• 견고함: 벽, 리브, 보스가 하나의 단단한 몸체로 형성되어 있어 강성과 내충격성이 높습니다.
• 밀봉 성능: 긴 이음새와 조인트가 적고, 넓고 평평한 개스킷 랜드를 설계할 수 있어 IP 등급을 높일 수 있습니다.
• 열악한 환경 기능: 진동, 충격 및 온도 순환이 있는 실외, 차량 및 산업 분야에 적합합니다.
• 열 관리: 알루미늄 다이캐스트 하우징은 핀과 리브가 디자인에 통합되면 히트 스프레더와 방열판 역할을 모두 수행할 수 있습니다.
• 반복성: 금형을 조정하면 매우 일관된 치수를 얻을 수 있어 대량 생산 시 안정적인 조립과 부품 교환이 가능합니다.

단점

• 툴링 비용: 금형에 대한 상당한 초기 투자가 필요하기 때문에 소량 또는 자주 변경되는 디자인의 경우 이를 정당화하기 어려울 수 있습니다.
• 시작 리드 타임: 생산량을 늘리기 전에 금형을 설계, 제조 및 디버깅하는 초기 일정이 길어집니다.
• 디자인 제약 조건: 지오메트리는 구배 각도, 균일한 벽 두께 및 제어된 흐름 경로를 포함한 주조 규칙을 준수해야 합니다.
• 변경 위약금: 툴링 제작 후 주요 설계 변경은 특히 코어 캐비티 형상에 영향을 미치는 경우 속도가 느리고 비용이 많이 듭니다.

디캐스트는 언제 의미가 있나요?

다이캐스트 인클로저는 세 가지가 맞아떨어질 때 잘 작동합니다. 환경이 까다롭습니다. 구조에 높은 강성과 강도가 필요합니다. 많은 양을 사용해도 안정적으로 유지되는 디자인. 실외 전원 장치, 차량 전자 장치, 중장비 컨트롤러, 산업용 네트워크용 필드 박스는 이러한 조건을 충족하는 경우가 많습니다.

매년 수천 개의 유닛을 제작할 계획이고 하우징 모양이 동일하게 유지될 것으로 예상한다면 다이캐스팅을 진지하게 고려할 가치가 있습니다. 레이아웃이 계속 변경되거나 다른 버전을 테스트하는 경우에는 다이캐스팅을 향후 단계로 간주하고 디자인이 완성되는 동안 대체 공정을 사용하는 것이 좋습니다.