산업용 맞춤형 인클로저 제작 시 스테인리스 스틸과 알루미늄 중 어떤 재질을 선택해야 할까요?

엔지니어와 구매 담당자는 설계 초기 단계에서 섀시 또는 하우징에 사용할 주요 재료를 선택하는 중요한 기로에 서게 되는 경우가 많습니다. 탄소강은 경제적인 표준 재료이지만, 고성능 또는 극한 환경 적용 분야에서는 일반적으로 스테인리스강(304/316)과 알루미늄(5052/6061) 두 가지 재료 중에서 선택해야 하는 경우가 많습니다.

잘못된 선택은 자재 명세서(BOM) 비용에만 영향을 미치는 것이 아니라 열 관리, 전자기 간섭(EMI) 차폐, 그리고 현장에서의 장비 수명에도 영향을 미칩니다. 이 가이드는 물리적 및 경제적 장단점을 분석하여 차기 프로젝트에 적합한 자재를 선정하는 데 도움을 드립니다. 맞춤형 판금 제작 프로젝트.

무게 요소: 강도 대 무게 비율

공장 바닥에 설치하는 제어 캐비닛처럼 고정된 장비라면 무게는 주요 고려 사항이 아닐 수 있습니다. 하지만 랙 마운트 장비, 휴대용 기기 또는 항공우주 분야 애플리케이션의 경우, 1kg이라도 매우 중요합니다.

알루미늄은 강철 무게의 약 3분의 1에 불과합니다.

• 스테인리스강(304)의 밀도: 약 0.29 파운드/입방인치(8.0 g/cm³)
• 알루미늄(6061)의 밀도: 약 0.098 파운드/입방인치(2.7 g/cm³)

5052 및 6061과 같은 알루미늄 합금은 가벼우면서도 뛰어난 강도 대 무게 비율을 제공합니다. 스테인리스강이 본질적으로 더 강하고 단단하지만, 알루미늄은 두께(게이지)를 약간만 늘려도 동일한 무게의 스테인리스강에 미치지 못하면서도 필요한 구조적 강성을 얻을 수 있습니다.

환경 복원력: 부식 및 위생

바로 이런 점에서 스테인리스강이 명성을 얻습니다. 습도가 높거나 염수 분무, 화학 물질에 노출되는 환경에서 일반 탄소강은 값비싼 도금 없이는 제 기능을 하지 못합니다.

스테인리스강의 장점

실외, 해양 또는 식품 가공 환경에 적합합니다. 스테인리스 스틸 전기 인클로저 업계 표준입니다.

• 304 등급: 일반적인 실외 사용 및 세척이 필요한 구역에 적합합니다.
• 316 등급: 몰리브덴을 함유하고 있어 염화물 및 염분 환경에 대한 내성이 뛰어납니다(해양 또는 연안 설비에 이상적).

스테인리스강은 녹 방지를 위해 페인트칠이나 분체 도장이 필요하지 않지만, 박테리아가 숨을 수 있는 표면의 미세한 틈을 줄이기 위해 전해 연마 처리가 종종 사용됩니다.

알루미늄의 장점

알루미늄은 자연적으로 부식을 방지하는 보호 산화층을 형성합니다. 그러나 부식성이 강한 환경에서는 이 산화층이 손상될 수 있습니다. 스테인리스강과 같은 내구성을 갖추려면 알루미늄에는 일반적으로 2차 마감 처리가 필요합니다.

1. 양극 산화 처리: 표면을 경화시키고 내식성(및 색상)을 부여합니다.
2. 크롬산염 변환(알로다인): 전기 전도성을 유지하면서 보호 기능을 제공합니다.
3. 분체 도장: 견고한 차단층을 제공합니다.

케이스에 흠집이 자주 생기거나 부식성 세척제에 노출될 경우, 스테인리스 스틸이 단연 최고의 선택입니다.

열 관리: 열 발산

전자제품이 소형화되고 전력 밀도가 높아짐에 따라, 외함 자체가 열 관리 전략의 일부가 되는 경우가 많습니다. 이는 전원 공급 장치, 인버터 및 고성능 컴퓨팅 섀시에 있어 결정적인 요소입니다.

아래의 열전도율 비교표를 참조하십시오.

내부 부품에서 상당한 열이 발생하는 경우, 알루미늄 외함은 수동식 방열판 역할을 하여 내부의 열에너지를 외부 공기로 전달합니다. 고온 환경에서 스테인리스강을 사용할 경우 능동식 냉각 장치(팬 또는 에어컨)를 추가해야 하는 경우가 많은데, 이는 고장 발생 가능성을 높이고 유지보수 비용을 증가시킵니다.

이러한 열적 특성 때문에 거의 exclusively하게 이러한 형태를 보게 될 것입니다. 양극 산화 처리된 알루미늄 전원 공급 장치 케이스 시장에서. 섀시 자체가 MOSFET과 트랜스포머를 식히는 데 도움이 됩니다.

전기 전도성 및 차폐

전자기 간섭(EMI) 또는 무선 주파수 간섭(RFI)에 민감한 응용 분야의 경우, 외함 재질의 전기 전도성이 매우 중요합니다.

알루미늄은 전기 전도성이 매우 뛰어납니다. 스테인리스강은 상대적으로 전도성이 낮습니다. 패러데이 케이지 역할을 하는 차폐 장치는 낮은 저항을 가져야 합니다. 스테인리스강도 차폐 기능을 하지만, 알루미늄은 고주파 노이즈 감쇠에 훨씬 더 효과적입니다.

• 접지: 알루미늄 섀시는 쉽고 저항이 낮은 접지점을 제공합니다. 스테인리스강은 표면 저항이 더 높기 때문에 적절한 접지 경로를 확보하기 위해 마감 처리 시 특수 마스킹을 하거나 용접 스터드를 사용해야 합니다.

비용 분석: 원자재 vs. 가공비

원자재 1파운드당 가격은 오해의 소지가 있습니다. 알루미늄은 일반적으로 스테인리스강보다 킬로그램당 가격이 높지만, 무게당 사용량은 더 적습니다. 하지만 맞춤형 제조에서 진정한 비용 증가 요인은 대개 가공 시간입니다.

용접 및 제작

• 스테인리스강: 절단 및 굽힘이 어렵습니다. 펀치 프레스 공구 및 레이저 절단기 소모품의 마모를 빠르게 합니다. 하지만 많은 작업장에서 알루미늄보다 용접이 더 쉽습니다.
• 알루미늄: 더 부드럽고 절단 속도가 빠릅니다. 그러나 알루미늄 용접(TIG 또는 MIG)은 변형이나 관통을 방지하기 위해 높은 수준의 기술과 정밀한 열 제어가 필요합니다.

마무리 비용

이것이 바로 숨겨진 이퀄라이저입니다.

• 스테인리스 스틸: 일반적으로 마감 처리가 필요 없으며, 표면 처리(그레인 또는 브러싱)만 하면 됩니다.
• 알루미늄: 미관 및 내구성을 위해 거의 항상 양극 산화 처리, 알로다인 처리 또는 분체 도장이 필요합니다.

비용 비교 시나리오:

용접이 필요 없는 간단한 접힘 부품의 경우, 가공이 용이하기 때문에 알루미늄이 더 저렴할 수 있습니다. 복잡한 용접 조립품의 경우, 인건비 측면에서 스테인리스강이 유리한 경우가 많습니다.

의사결정 매트릭스: 어떤 재료가 프로젝트에 적합할까요?

견적 요청(RFQ)에 대한 선택 과정을 간소화하려면 주요 운영 요구 사항을 기반으로 한 다음 가이드를 활용하십시오.

다음과 같은 경우 스테인리스강(304/316)을 선택하십시오.

• 해당 환경은 해수, 산성 환경 또는 엄격한 위생 요건(의료/식품)을 수반합니다.
• 해당 장치는 고압 세척(IP65/IP66 등급)을 거치게 됩니다.
• 높은 충격 강도와 흠집 방지 기능이 요구됩니다.
• 페인트나 분체 도장은 벗겨질 위험이 있어 바람직하지 않습니다.
• 무게는 제약 조건이 아닙니다.

다음과 같은 경우 알루미늄(5052/6061)을 선택하십시오.

• 무게 감축은 매우 중요합니다(모바일 장치, 항공 전자 장비, 휴대용 장치).
• 열 방출은 최우선 과제입니다 (전력 전자 장치, CPU).
• 케이스 제작에는 광범위한 기계 가공(나사산 구멍, 복잡한 절단부)이 필요하며, 강철을 사용할 경우 공구가 마모될 수 있습니다.
• 복잡한 도금 공정 없이 높은 수준의 EMI/RFI 차폐가 필요합니다.
• 브랜드 이미지를 위해서는 미적인 양극 산화 마감이 필수적입니다.

제조 사양

도면을 제작 업체에 보낼 준비가 되면, 생산 지연을 방지하기 위해 명확성이 매우 중요합니다.

1. 합금 종류를 명시하십시오. 단순히 "알루미늄"이라고만 하지 마십시오. 판금 벤딩에는 5052-H32(균열 없이 구부러짐)를, 가공 구조 부품에는 6061-T6을 명시하십시오. 스테인리스강의 경우, 일반 용도에는 304를, 해양 용도에는 316을 명시하십시오.
2. 마감 사양을 정의하십시오. 알루미늄을 선택하는 경우, 양극 산화 처리 유형(색상은 II형, 경도는 III형)과 내부 접지 마스킹 필요 여부를 지정하십시오.
3. 용접 요구사항: 용접 부위를 매끄럽게 연마하여 이음매 없는 외관을 만들지, 아니면 용접된 그대로 두어 산업적인 느낌을 내고 비용을 절감할지 명확하게 표시하십시오.

적합한 소재를 선택하는 것은 완벽한 소재를 찾는 것이 아니라, 특정 용도에 맞는 최적의 균형을 찾는 것입니다. 열 요구 사항, 환경 노출 조건, 예산을 고려하여 케이스가 내부 기술만큼 안정적으로 작동하도록 할 수 있습니다.t.