내 프로젝트에 적합한 CNC 가공 유형은 무엇입니까?

기원전 수백 년 전부터 물체를 만드는 데 기계 가공이 사용되었다는 증거가 있지만, 우리가 알고 있는 CNC(컴퓨터 수치 제어) 기계 가공은 생산 공정을 자동화하기 위해 증기를 사용했던 18세기에 시작되었습니다. 1940년대 후반, MIT의 연구원들은 기계의 움직임을 지시하기 위해 천공된 종이 카드(숫자 제어 기술이라고도 함)를 사용하여 최초의 프로그래밍 가능한 기계 가공 시스템을 개발했습니다. 20세기 중반 디지털 컴퓨팅의 붐은 제조 분야에 혁명을 일으켰고 결국 오늘날의 첨단 로봇 CNC 기계로 이어졌습니다.

CNC 가공을 통해 제조업체는 금속, 플라스틱, 복합 재료, 발포체, 심지어 목재를 포함한 거의 모든 재료로 일관된 품질의 매우 정확한 부품을 만들 수 있습니다. CNC 머시닝은 고도로 자동화되어 있기 때문에 제조업체에게 맞춤형 프로젝트와 중형 생산 실행을 모두 비용 효율적으로 실행할 수 있는 방법을 제공합니다.

이 기사에서는 다양한 종류의 CNC 가공과 특정 부품 및 응용 분야에 가장 적합한 유형을 안내합니다.

CNC 가공 작동 방식

3D 프린팅과 같은 적층 공정은 부품을 처음부터 만드는 반면 CNC 가공은 "블랭크" 또는 "공작물"이라고 하는 단단한 블록에서 재료를 점진적으로 제거하여 완제품을 만드는 역으로 작동합니다. CNC 기계는 장치가 공작물을 절단하는 방법에 대한 지침으로 변환되는 디지털 설계 파일을 통해 지시됩니다.

컴퓨터를 사용하여 가공 프로세스를 자동화하고 제어하면 제조업체 생산성이 크게 향상됩니다. 여러 CNC 기계가 동일한 설계 파일을 사용하여 균일한 여러 공작물에 대해 동일한 일련의 절단을 수행할 수 있기 때문에 사람보다 훨씬 빠르게 부품을 생성할 수 있습니다.

복제 가능성이 높은 생산 프로세스인 CNC 가공은 제조 부문에서 근본적인 역할을 했으며 래피드 프로토타이핑의 기원을 가능하게 하는 큰 역할을 합니다. 천공 테이프와 컴퓨터 수치 제어 기술이 존재하기 전에는 부품을 손으로 가공해야 했습니다. 이로 인해 특히 기계가 대규모 수동 제조에 사용될 때 최종 프로토타입 제품에서 항상 큰 오차 한계가 발생했습니다. CNC 머시닝은 프로세스에 더 큰 효율성을 도입하여 제조를 혁신하여 균일한 품질과 속도로 신속한 프로토타이핑 및 대규모 생산을 가능하게 했습니다.

최신 CNC 머시닝은 고정밀 부품을 생성하는 다목적 제조 프로세스로, 다양한 산업 분야에서 다양한 제품을 만드는 데 유용합니다. 여기에는 자동차 섀시 및 비행기 엔진부터 정원 도구 및 수술 장비에 이르기까지 모든 것이 포함됩니다.

CNC 기계의 종류

CNC 기계에는 3축과 다축의 두 가지 유형이 있습니다.

3축 가공

3축 가공에는 CNC 밀링 및 CNC 터닝 프로세스가 포함되며, 둘 다 공작물이 절단될 때 3개의 선형 축을 따라 절단 장치를 이동하는 과정을 포함합니다(3개의 축은 왼쪽에서 오른쪽, 앞뒤 및 위아래로).

CNC 밀링 머신을 사용하면 절삭 공구 또는 드릴이 재료를 제거하기 위해 고속으로 회전할 때 공작물이 고정되어 있어 매우 정확한 부품이 생성됩니다. 이 기계는 프로그래밍 및 작동이 쉽고 단순한 기하학적 디자인을 특징으로 하는 대부분의 부품을 만드는 데 사용할 수 있습니다.

그러나 절삭 공구와 드릴은 3개의 축을 따라서만 이동할 수 있기 때문에 공작물의 특정 설계 또는 영역을 완성하거나 도달하기 어려울 수 있습니다. 공작물을 회전시키는 것이 해결 방법이 될 수 있지만 밀링 프로세스에서 부품당 여러 번 회전하면 생산 비용이 빠르게 증가할 수 있습니다.

반면에 CNC 터닝 프로세스는 공작물을 회전하는 스핀들에 부착하고 선반을 사용하여 부품을 형성하는 과정을 포함합니다. 선반은 특히 대량 생산에 사용할 때 CNC 밀링 머신보다 더 빠르고 저렴한 비용으로 조각을 생산할 수 있지만 주요 제한 사항은 회전 대칭인 조각을 만드는 데만 사용할 수 있다는 것입니다. 여기에는 나사, 그릇, 의자 다리와 같은 부품이 포함됩니다.

다축 가공

다축 CNC 머시닝 제품군에는 인덱싱된 5축 CNC 밀링, 연속 5축 CNC 밀링 및 라이브 툴링을 사용한 밀링 터닝 머시닝의 세 가지 프로세스가 포함됩니다.

3축 가공에 비해 다축 공정은 밀링 및 선삭 공정 중에 더 큰 이동 자유도를 가능하게 합니다. 3축 프로세스에서는 공작물이나 절삭 공구 중 하나가 회전하지만(둘 모두는 아님) 5축 프로세스에서는 3개의 선형 축을 따라 회전하고 이동할 수 있습니다. 이것은 더 복잡한 부품을 생성할 수 있는 기회를 제공하지만 다축 기계는 더 비싸고 전문 기계와 작업자가 필요합니다.

인덱싱된 5축 CNC 밀링은 가공 공정 중에 공작물이 2개의 회전 자유도를 갖는 반면 절삭 공구는 3개의 선형 축만을 따라 이동한다는 사실 때문에 3+2 CNC 밀링이라고도 합니다. 5축 밀링의 주요 이점은 더 이상 작업 사이에 공작물을 수동으로 재배치할 필요가 없어 복잡한 형상을 가진 조각을 더 빠르고 정확하게 생성할 수 있다는 것입니다.

연속 5축 CNC 밀링 머신을 사용하면 절삭 공구와 공작물이 각 작업 중에 동시에 회전하고 이동할 수 있습니다. 이를 통해 제조업체는 다른 형태의 기술을 사용하여 비교할 수 있는 정확도로 복제할 수 없는 매끄러운 "유기적" 표면을 가진 극도로 복잡한 형상을 만들 수 있습니다. 일반적으로 부품당 가장 비싼 CNC 머시닝 형태입니다.

밀링 터닝 CNC 센터는 CNC 선반 기계의 요소와 밀링 도구를 결합합니다. 공작물은 선반처럼 회전하거나 특정 각도로 공작물을 고정할 수 있는 스핀들에 고정됩니다(5축 CNC 밀이 작동하는 방식과 유사). 높은 생산성과 기하학적 제조 다양성의 결합은 이 프로세스를 회전 대칭이 비교적 느슨한 원심 압축기 및 캠축과 같은 부품을 만드는 데 이상적입니다.

다재다능하고 비용 효율적인 제조 솔루션

모든 CNC 가공 공정을 통해 제조업체는 다양한 재료로 일관되게 정밀한 부품을 만들 수 있지만 다양한 기계의 축 수는 특정 종류의 부품을 만드는 데 적합합니다. 예를 들어, 단순한 디자인을 가진 기계는 3축 시스템을 사용하여 빠르고 저렴하게 만들 수 있는 반면, 5축 기계는 향상된 속도와 정확도로 기하학적으로 복잡한 조각을 만들 수 있는 좋은 위치에 있습니다.

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