트랙터 트레일러의 세계에서 경주용 자동차

속도와 효율성을 위한 기계를 구축하는 것이 일을 다르게 하는 것을 의미하는 이유

수백 번 들었습니다. 무역 박람회, 시연 중, 온라인 포럼, 소셜 미디어... 일반적으로 다음과 같이 진행됩니다.

사람이 묻습니다. "이 기계의 무게는 얼마입니까?"

"이 DATRON의 무게는 (____) 천 파운드입니다."

사람이 대답합니다:"그게?! 내 (CNC Brand Here) 무게가 두 배!” 또는 그런 효과가 있습니다.

솔직히 말하면 불공평한 질문은 아니다. 정확한 CNC 기계의 주된 원리 중 하나는 어셈블리에 많은 질량이 있다는 것입니다. 그 이유는 매우 간단합니다. 기계가 무거울수록 더 안정적입니다. 또한 추가 질량은 밀링에서 생성된 모든 진동을 흡수하는 역할을 합니다. 그렇기 때문에 주철 프레임이 있는 대형 CNC 기계를 흔히 볼 수 있습니다. 무게가 너무 커서 무게를 지탱하기 위해 특별한 기초를 부어야 할 필요가 있습니다.

DATRON 기계는 수직형 머시닝 센터(VMC)에서 일반적으로 사용되는 전형적인 "C 프레임" 스타일과 달리 갠트리/브리지 스타일 기계라는 사실에도 많은 관심을 기울입니다. 이것은 기본 목재 및 부드러운 재료 가공을 위해 제작된 일반적으로 가볍고 다소 조잡한 기계인 CNC 라우터와 비교됩니다. 그렇다면 라우터와 유사한 기계가 어떻게 경쟁 제품과 경쟁할 수 있습니까? 답은 간단합니다. DATRON은 목적을 가지고 설계되었습니다.

혼란스러운? 설명 좀 해주세요. 일반적인 VMC는 작은 플라스틱 부품 절단에서 Inconel과 같은 항공 우주 합금 밀링, 공구강으로 만든 대형 금형 가공에 이르기까지 모든 작업을 조금씩 수행하도록 설계되었습니다. 이것은 광범위한 기능 측면에서 훌륭하지만 그다지 효율적이지 않습니다. 작든 크든, 부드럽든 단단하든 모든 것을 절단할 수 있는 공작 기계는 일반적으로 어떤 것에서도 최고가 될 수 없습니다. 이것이 DATRON이 다른 점입니다. 우리는 DATRON 부품을 만들기 위한 기계를 설계합니다(좋은 DATRON 부품의 예는 CNC 밀링 애플리케이션 페이지를 확인하십시오).

작업에 적합한 도구를 갖추는 것입니다. 나는 항상 이 요점을 이해하기 위해 비유를 하고 싶습니다. 당신이 뇌 외과 의사라면 만도가 아니라 메스가 필요합니다. 목수에게는 큰 망치가 아니라 발톱 망치가 필요합니다. 레이싱 드라이버라면 Peterbilt가 아니라 Porsche가 필요합니다. 마지막은 개인적으로 가장 좋아하는 것입니다. 세미 트럭은 무거운 짐을 운반하는 데 환상적이지만 머리핀 회전을 처리하는 데는 비참합니다. 올바른 부품을 가지고 있다면 DATRON 대신 일반 VMC를 사용하는 것은 마치 경마장에서 트랙터 트레일러 트럭을 운전하는 것과 같습니다. 경주를 끝낼 수는 있지만 금메달을 가져갈 수는 없습니다.

이제 CNC 세계에서 DATRON을 경주용 자동차로 만드는 요인을 분석해 보겠습니다.

필요한 만큼 무겁습니다

무엇보다도 DATRON은 가벼운 기계가 아니며 일반적인 VMC 제조업체의 동급 기계만큼 무겁지 않다는 점을 언급할 가치가 있습니다. 예를 들어, 작은 크기에도 불구하고 네오의 무게는 1,500파운드가 넘습니다. M8Cube는 약 3,000파운드, MLCube는 거의 3톤, MXCube는 이 두 가지를 합친 것과 같습니다. 4톤 기계가 "경량"이라고 주장하는 사람은 거의 없습니다. 기계 무게의 대부분은 1차 주조물에 있습니다. 큐브 시리즈의 경우 머신 테이블이고 네오의 경우 포털입니다. 그것을 지지하는 것은 고강도, 단단한 강철 프레임입니다.

큐브에서 갠트리는 높은 비틀림 강성과 강성을 유지하면서 최대한 가볍게 설계되었습니다. 구성 요소를 필요한 만큼 무겁게 유지하는 데 중점을 두는 것은 기계를 가공할 때 큰 성과를 거둡니다.

Autodesk의 Fusion 360 CAM 제품 관리자인 Tim Paul(Instagram의 @oneeartim)보다 더 나은 평가를 받은 사람은 거의 없습니다.

구성 요소의 무게와 강성 덕분에 DATRON은 종종 경쟁 제품을 능가하는 탁월한 가속 기능을 제공합니다. 크고 무거운 VMC가 비슷한 속도를 달성하는 것이 불가능한 것은 아니지만 결과적으로 훨씬 더 큰 모터, 더 빈번한 유지 관리 및 훨씬 더 많은 양의 전기 에너지가 필요합니다. 결국 DATRON은 가장 잘 밀링되는 종류의 부품을 중심으로 설계되었으므로 지나치게 과도하게 제작할 필요가 없습니다.

올바른 재료로 제작되었습니다

기계를 가능한 한 단단하게 만드는 데 도움이 되는 또 다른 주요 설계 결정은 테이블/포털 주조에 폴리머 콘크리트를 사용하는 것입니다. VMC 산업에서는 프레임 재료에 주철을 사용하는 것이 일반적입니다. 결국 주철은 무겁고 상대적으로 열적으로 안정적이기 때문에 의미가 있습니다. 그러나 주철은 진동 감쇠와 관련하여 약간의 단점이 있습니다. 진동 감쇠는 본질적으로 구조 전체에 진동을 전달하는 대신 진동 에너지를 흡수하는 재료의 능력입니다. 폴리머 콘크리트(에폭시 화강암이라고도 함)는 주철 또는 기타 일반적인 기본 재료보다 진동 흡수에 훨씬 뛰어납니다.

이에 대한 좋은 비유는 드럼 세트의 심벌즈를 생각하는 것입니다. 청동 합금으로 만든 이유는 진동을 흡수하는 능력이 떨어지기 때문입니다. 따라서 두드리면 공명합니다. 드럼 세트에서는 훌륭하지만 CNC 기계에서는 끔찍합니다. 과도한 진동은 불량한 표면 조도, 부품의 부정확성 및 기계 구성 요소의 수명 감소로 이어질 수 있습니다. 주철 프레임을 사용하는 기존 VMC에서 이 문제를 극복하려면 진동에 대응하기 위해 더 많은 질량을 추가해야 합니다. 그러나 DATRON을 사용하면 코어 구조가 폴리머 콘크리트로 강화되어 상당한 무게를 추가하는 동시에 우수한 진동 감쇠 특성을 갖게 됩니다.

고속 가공 전략 사용

DATRON이 이런 방식으로 구축될 수 있는 중요한 이유 중 하나는 사용 방법에 있습니다. 기존 기계에서는 낮은 RPM, 높은 토크 스핀들이 일반적이며 생성되는 엄청난 절삭력으로 인해 진동과 응력을 처리하기 위해 무거운 기계가 필요합니다. DATRON은 본질적으로 처음부터 다릅니다. 기계가 특정 부품과 재료에 집중하기 때문에 스핀들 선택을 훨씬 더 적절하게 맞춤화할 수 있으며 모든 것이 바뀝니다.

가장 느린 DATRON 스핀들의 최대 속도는 30,000RPM이고 다른 스핀들은 최대 60,000RPM입니다. 이에 대한 이유는 분명합니다. 즉, 소형 절삭 공구에 중점을 둡니다. 공구의 직경이 1인치를 초과하지 않기 때문에 저속 및 고토크가 필요하지 않습니다. 절삭 공구가 작을수록 효율적으로 회전해야 합니다. 이것은 DATRON이 기존 VMC에 비해 상당한 진전을 이루는 또 다른 장소입니다. 도구가 1/4” 미만이면 효율성이 빠르게 감소하기 시작합니다. 이것이 바로 DATRON이 고속 스핀들로 훨씬 더 효율적이고 생산적인 절삭 공구 라인을 개발하는 이유이기도 합니다.

작은 도구를 사용하는 효율성과 함께 DATRON은 빠른 가속을 활용하여 최신 CAM 소프트웨어(예:MasterCAM의 Dynamic Motion, Autodesk의 Adaptive Milling)에서 널리 보급된 고속 가공(HSM) 전략을 활용할 수 있습니다. 이러한 밀링 전략은 소형 커터의 공구 수명을 유지하는 데 특히 유용할 수 있는 포켓 밀링(특히 좁은 코너에서)에서 생성되는 절삭 부하를 줄이는 데 큰 역할을 합니다. 모든 기계가 이러한 전략의 이점을 누릴 수 있지만 고속 가공을 위해 특별히 제작된 기계의 이점은 훨씬 더 큽니다.

간단히 말해서 시장에는 일반적인 VMC가 많이 있지만 DATRON은 그 중 하나가 아닙니다. 이는 초기 개념부터 좁은 작업 범위로 설계하여 올바른 응용 프로그램에서 진정으로 탁월할 수 있도록 설계했기 때문에 매우 의도적입니다. 내가 말했듯이, 그것은 세미 트럭의 세계에서 경주용 자동차를 가지고 있는 것과 같습니다. 경주할 준비가 되셨습니까?