CNC 5축 밀은 작업장 기능을 향상시킵니다.

제조업체 커뮤니티에서 "CNC"라는 용어는 종종 CNC 밀링, 즉 스핀들을 공구 헤드로 사용하는 프로세스를 나타내는 데 사용됩니다. 그러나 CNC는 밀링뿐만 아니라 더 많은 용도로 사용될 수 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

이 기사의 목적을 위해 CNC 밀링은 재료를 체계적으로 제거하여 최종 형상을 생성하는 절단 도구입니다. 이 빼기 과정에서 컴퓨터는 CAD 디자인을 좌표로 변환한 다음 절단 도구로 변환하여 재료를 제거하고 최종 개체의 지침을 표시합니다.

5축 CNC 밀링 이해

5축 CNC 밀링 머신은 절삭 공구가 5개의 다른 축을 따라 동시에 움직이는 일반 밀링 머신의 고급 변형입니다. 이러한 자유로운 움직임 덕분에 복잡한 형상을 만들 수 있습니다. 매니아들 사이에서 인기 있는 일반 3축 CNC 기계는 공정 중간에 수동으로 재료를 조정하지 않고 부분 캐비티 및 돌출부를 생성하는 방식으로 절삭 스핀들을 움직일 수 없습니다.

CNC 밀링을 위한 일반적인 재료:

● 탄소 섬유

● 알루미늄

● 티타늄

● 나무(예술 및 디자인 응용 프로그램)

강하고 내구성 있는 재료로 복잡한 부품을 제조할 수 있는 능력으로 인해 5축 CNC는 뛰어난 강도를 지닌 복잡한 부품이 필요한 항공 산업의 일반적인 생산 및 프로토타입 솔루션입니다.

청중의 수학적 독자는 두 개의 추가 축이 정확히 어디에서 왔는지 궁금해 할 것입니다. 결국 데카르트 좌표계에는 X, Y 및 Z의 3축만 있습니다. 하지만 정말 간단합니다. 5축 CNC는 각 X 및 Y축 주위에 회전 "축"을 하나 추가합니다.

위의 다이어그램은 6개의 축을 보여줍니다. 수직 Z축을 중심으로 한 회전은 일부 기계에 존재하지만 실제로 6축 CNC 밀링 기계는 6축이 거의 이점을 제공하지 않기 때문에 드문 품종입니다.

::제품 보기:5축 머시닝 센터

3축 세계의 5개 축

CNC 밀링 머신이 5축 효율성을 달성할 수 있는 두 가지 기계적 방법이 있습니다.

공구 헤드 회전
테이블(및 재료 블록) 이동
스위블 헤드가 있는 기계는 이름에서 알 수 있듯이 재료 블록 주위에서 공구 헤드를 조작하여 다양한 각도로 좁은 공간에 들어갈 수 있습니다. 이 방법의 장점 중 하나는 재료 블록이 공정 내내 고정되어 있기 때문에 더 크고 무거운 공작물을 가공할 수 있다는 것입니다.

한편, 핀이라고도 하는 테이블 위의 물체를 이동시키는 CNC 밀은 재료가 놓이는 테이블을 회전시켜 추가적인 2축의 자유도를 얻습니다. 이 접근 방식의 장점은 속도와 안정성입니다. 너무 크거나 무거운 물체는 이 방법으로 회전할 수 없습니다.

그러나 5축 CNC 밀링은 특히 밀링할 때 몇 가지 문제가 있습니다. 예를 들어, 5축 절단 기능을 달성하는 데 사용되는 두 가지 접근 방식인 연속 방식과 3+2축 방식 간에는 분명한 차이가 있습니다. 이름은 어떻게 든 정의를 제공합니다.

연속 5축 CNC 시스템은 팁이 절단 표면에 최적으로 수직이 되도록 유지하기 위해 모든 5축에서 절단 도구를 지속적으로 조정해야 합니다. 대조적으로, 3 + 2 방법은 X와 Y를 중심으로 회전 축에 의해 결정된 각도로 요소를 잠그고 도구 헤드가 부품을 절단하기 위해 3축으로 이동합니다.

연속 밀링 대 3 + 2축

연속 CNC의 주요 이점이 무엇인지 궁금하십니까? 속도. 가공 중에 부품 방향을 여러 번 변경하기 위해 절단을 중단할 필요가 없으므로 연속 5축 CNC 밀링이 더 빠릅니다. 그러나 지속적으로 움직이는 공구 헤드에는 더 많은 움직이는 부품(더 높은 마모)과 고급 충돌 감지가 필요하다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 따라서 성공적으로 실행하려면 기계적으로나 프로그래밍 방식으로 더 복잡합니다.

이것은 5축 세계에서 중요한 문제인 충돌을 제기합니다. 무거운 절단 도구와 자재 조각이 여기저기에서 고속으로 날아가기 때문에 충돌이 없는지 확인하는 것이 매우 중요합니다. 그러나 3D 공간에서 모든 것이 어디에 있는지 추적하는 방법을 기계에 가르치는 것은 대단한 소프트웨어 과제임이 입증되었습니다.

소프트웨어 측면

소프트웨어 문제에 대해 말하자면, 3D 설계를 CAD 소프트웨어 파일에서 물리적 도구 경로로 변환하는 것 또한 큰 엔지니어링 위업입니다. 가장 진보된 소프트웨어 도구 중 일부만이 실제 세계에서 정말 부드러운 결과를 제공할 수 있습니다.

5축 밀링과 3D 프린팅의 유사점을 찾는 것은 어렵지 않으므로 이 두 공정을 어떻게 비교하는지 궁금할 것입니다. 간단히 대답하자면 3D 프린팅과 CNC는 대체품이 아니라 추가품이며 CNC는 가장 강력하고 단단한 부품에 사용됩니다.

명백한 차이점은 5축 CNC 시스템이 주로 산업 응용 분야에서 발견된다는 것입니다. 3D 프린팅은 대형 분말 욕조에서 물체를 추가 생산하기 위해 레이저를 사용하는 SLS 기계의 형태로도 이 세상에 존재합니다. 둘 다 알루미늄과 같은 전문가급 품질의 재료로 작업할 수 있지만 SLS 3D 프린팅의 한 가지 문제는 성능입니다.

밀링 대 3D 프린팅

다음은 짧은 버전입니다.
산업용 3D 프린팅은 리드 타임이 더 길어질 수 있습니다.
CNC 밀링은 대부분의 주문 크기에 대해 원자재 소비를 줄일 수 있습니다.
SLS 3D 프린팅 프로세스에서 전체 볼륨은 크기에 관계없이 하나의 부품을 생산하려면 프린트 챔버를 분말로 채워야 합니다. 인쇄하는 동안 분말이 들어 있는 전체 챔버를 가열해야 하기 때문에 사용하지 않은 모든 분말을 재사용할 수 있는 것은 아닙니다. 결과적으로 각 주기에서 사용되는 파우더의 양을 최대화하고 사용되지 않은 파우더 중 일부가 단순히 낭비되기 때문에 미사용 공간을 줄이기 위해 인쇄 작업을 대기열에 넣고 체계적으로 쌓아야 합니다.

CNC 밀링에는 일반적으로 이러한 제한이 없습니다. 재료 블록이 완성된 모델의 대략적인 크기로 전달되는 한 초과분은 모델이 크든 작든 최종 형상을 얻기 위해 분할됩니다. 재료의 원래 블록이 최종 부품과 크기가 비슷하다면 재료가 많이 낭비되지 않습니다. 또한 알루미늄과 같은 일부 CNC 재료의 경우 절단된 재료를 수거하여 재활용할 수도 있습니다.

약간의 언급

SLS만큼 널리 사용되지는 않지만 또 다른 산업용 3D 프린팅 방법인 EBM(전자빔 용융)은 더 적은 재료를 사용합니다. 특정 부피를 채울 필요가 없기 때문에 기본적으로 생성하는 동안 건축 자재를 "발화"합니다.