CNC 기계
산업 제조
두 옵션 모두 현대 제조 프로세스에 중요한 것으로 입증되었으며 각각은 기존 제조 방법에 비해 다양한 이점을 제공합니다. 궁극적으로 3D 프린팅과 CNC 밀링의 경우 “CNC 기계 또는 3D 프린터로 프로토타입을 만드는 것은 몇 가지 사항에 달려 있습니다. 가격 범위, 부품/프로토타입의 크기, 사용된 재료 유형.”
그래서 기록을 바로 세우고 몇 가지 오해를 풀기로 했습니다. 3D 프린팅은 의심할 여지 없이 그 자리를 차지하고 있지만 산업용 프로토타이핑과 관련하여 CNC 밀의 장점을 평가할 때 근시안적으로 평가하지 않는 것이 중요합니다.
다음은 현대 제조가 계속 발전함에 따라 두 프로세스에 대한 정의, 기록, 응용 프로그램 및 예측에 대한 분석입니다. 궁극적으로 이 정보가 귀하의 비즈니스, 특히 프로토타이핑 랩을 설정할 때 필요한 사항에 관한 결정을 내리는 데 도움이 되기를 바랍니다.
3D 프린팅에 대한 간단한 설명은 “3차원(3D) 고체 물체를 만드는 제조 공정이다. 일련의 추가 또는 계층화된 개발 프레임워크를 사용하여 물체의 물리적 3D 모델을 생성할 수 있으며, 여기서 레이어가 연속적으로 배치되어 완전한 3D 개체를 생성합니다.” 이러한 이유로 3D 프린팅을 적층 제조라고도 합니다.
Investopedia에 따르면 "3D 프린팅 기술은 이미 제조 생산성을 높이고 있으며 대량 생산에 성공적으로 사용할 수 있고 제조가 보다 현지화된다면 제조 물류 및 재고 관리 산업을 크게 혼란시킬 수 있는 잠재력이 있습니다."
반면에 “컴퓨터 수치 제어(CNC) 기계는 도구에 부착된 마이크로컴퓨터에 내장된 소프트웨어를 사용하여 공작 기계의 제어를 자동화합니다. 일반적으로 금속 및 플라스틱 부품을 가공하기 위해 제조에 사용됩니다.”
CNC에 대한 일반적인 오해는 이 자동화된 제어에는 말 그대로 비용이 든다는 것입니다. CNC는 고도로 숙련된 노동력이 필요하다는 믿음 때문에 종종 더 비싸다고 부정확하게 가정됩니다. 실제로 CNC 가공은 이러한 초기 사실에서 상당한 진전을 이루었습니다.
3D 프린팅의 현대적 응용은 1980년대 초반에 뿌리를 두고 있습니다. 3D 프린팅의 역사는 급속한 진화에 대한 연구입니다. 1981년 3D 프린팅이 시작된 후 1984년에 광조형(stereolithography)이 만들어졌습니다. 이는 "빛이 화학 단량체를 일으키는 광화학 공정을 사용하여 레이어 방식으로 모델, 프로토타입, 패턴 및 생산 부품을 만드는 데 사용되는 3D 프린팅 기술의 한 형태"입니다. 함께 연결하여 폴리머를 형성합니다."
의료 산업은 곧 3D 프린팅의 발전을 활용했습니다. 1999년에 처음으로 Anthony Atala, MD가 이끄는 Wake Forest Institute for Regenerative Medicine이 인간 방광 조직의 성공적인 인쇄 및 생성을 발표한 후 면역 체계가 임플란트를 거부할 위험이 거의 없는 개인에게 이식되었습니다. 자체 세포 구조 또는 비계로 만들어집니다.
2016년으로 빨리 감기 "연구소는 연구원들이 10년에 걸쳐 설계한 특수 3D 프린터를 사용하여 살아있는 조직 구조를 성공적으로 인쇄했다고 발표했습니다. 과학자들은 동물에 이식할 때 기능적 조직으로 성숙하고 혈관 시스템을 발달시키는 귀, 뼈 및 근육 구조를 인쇄했습니다.”
현재 “예상되는 가장 발전된 3D 프린팅 애플리케이션은 복잡한 장기의 바이오 프린팅이다. 완전히 작동하는 인쇄 가능한 심장에서 우리는 20년도 채 되지 않은 것으로 추정됩니다.”
3D 프린팅을 통한 신속한 프로토타이핑의 산업적 사용과 관련하여 "제조업체는 광범위한 제조 전략의 일환으로 3D 프린팅에 대한 의존도를 높이고 있으며 전체 응답자의 생산 사용은 2018년 38.7%에서 최대 51%로 증가했습니다."
특히 Forbes의 State of 3D Printing, 2019에서 발표한 몇 가지 하이라이트를 고려할 때 이것은 놀라운 일이 아닙니다.
이 보고서에 따르면 리서치 디자인 연구에 포함된 8개 산업:산업재(13.6%), 하이테크(10.6%), 서비스(9.9%), 소비재(8.6%), 건강 및 의료(6.2%), 자동차 (5.7%), 항공우주 및 방위(5.5%), 교육(4.9%)은 다양한 업종을 지원하고 혜택을 줄 3D 프린팅의 다양한 잠재력을 보여줍니다.
그러나 제조의 전쟁:적층 대 감산에서 CNC 기계가 최고를 차지합니다. "적층 제조가 항공우주 및 자동차 산업에 인상적인 진출을 하고 있지만 대부분의 제조업체에서 CNC 기계가 여전히 선택 대상입니다."
CNC 100의 역사 및 정의에 설명된 대로 원래 NC 기계로 알려진 CNC 기계는 "복잡한 전기 회로에 의해 제어되었습니다. NC 기계는 종이 테이프나 마일라 테이프에 펀칭된 가공 프로그램에서 한 번에 한 줄의 코드를 읽고 실행합니다.”
소형 컴퓨터의 기술이 발전하면서 컴퓨터가 공작 기계를 제어하기 시작했습니다. 따라서 제조 공정으로서 CNC의 탄생. 첫 번째 코드 라인에서 CNC 기계는 수백 개의 프로그램을 저장할 수 있는 능력을 개발했습니다.
CNC 공작 기계의 심층적인 역사를 위해 Encyclopedia.com은 모든 기반을 다룹니다. 흥미로운 점은 다음과 같습니다.
그러나 다음 일정에 따라 몇 가지 중요한 하이라이트를 설정할 수 있습니다.
현재 "CNC 기계를 사용하는 일반적인 제조 공정에는 벤딩, 드릴링, 홀 펀칭, 접착, 연삭, 레이저 절단, 화염 및 플라즈마 절단, 라우팅, 피킹 및 배치, 초음파 용접 등이 있습니다. 밀링, 선반, 방전 가공 및 워터 제트 커터는 종종 CNC를 사용하여 작동합니다.”
3D 인쇄 및 CNC 기계의 역사를 간략히 검토하면 프로토타입 실험실을 설정할 때 둘 중 하나가 제조 공정을 최적화할 수 있는 가능성이 있음을 알 수 있습니다.
프로토타입 연구실에 3D 프린팅이 필요한지 또는 CNC 밀링이 필요한지 여부를 결정하려면 먼저 제품이 적층 제조 공정과 절삭 가공 공정에 따라 가장 효과적이고 효율적으로 제공되도록 설계되었는지 여부를 고려해야 합니다.
덧셈에 비해 뺄셈의 주요 이점은 다음과 같습니다. 이 제품은 다양한 적층 공정에서 흔히 볼 수 있는 "계단형" 표면을 없애 다양한 표면 마감을 제공합니다. 부품이 미끄러져야 하는 경우 마감 처리가 기능적으로 중요할 수 있고 프로토타입이 시장 테스트에 사용되는 경우 외관상 중요할 수 있습니다."
이러한 프로세스가 지원하는 애플리케이션 유형을 고려하는 것이 도움이 됩니다.
둘 사이의 신인이지만 "적층 가공은 이미 인상적인 제품 배열을 생산하는 데 사용됩니다." 이러한 제품은 주로 항공우주, 자동차, 의료 및 제품 개발 산업에 사용됩니다.
다양한 산업 분야에서 3D 프린팅의 추세적 특성에도 불구하고 “Subtractive Manufacturing은 최종 사용 재료를 설계, 프로토타입 및 제조할 수 있는 기회를 제공합니다. 소량 및 대량 생산에 사용되는 부품, 특정 마감 처리 또는 특정 기계적 특성 확보에 적합한 선택입니다."
이러한 이유로 "가공 공정은 제조에 매우 널리 사용됩니다... 선반 터닝, 밀링, 드릴링, 톱질, 나사 절삭 및 기어 절삭은 전통적으로 특수 기계에서 수행되는 금속 절삭과 관련된 절삭 공정의 일부 예입니다. "
응용 프로그램 외에도 3D 인쇄 및 CNC 가공의 무게를 측정할 때 고려해야 할 다른 요소가 있습니다.
밀링, 선반, 플라즈마 절단기, 방전가공, 다중 스핀들 기계, 워터젯 절단기 등 CNC 가공에 사용되는 기본 도구를 생각해 보면 절삭 가공 공정에서 더 많은 소음과 진동이 발생한다는 것을 상상하기 어렵지 않습니다. 3D 프린팅과 같은 적층 제조보다 현장. 위치에 따라 최적의 프로토타이핑 랩을 설정하는 데 필요한 정보를 얻을 수 있습니다.
일반적으로 3D 프린팅은 CNC에 비해 더 쉬운 작업으로 선전됩니다. 주된 이유는 "파일이 준비되면 필요한 경우 부품 방향, 채우기 및 지지대를 선택하기만 하면 되기 때문입니다. 그런 다음 인쇄가 시작되면 감독자가 필요하지 않으며 부품이 완료될 때까지 프린터를 그대로 둘 수 있습니다.”
CNC는 노동과 관련하여 더 복잡하기 때문에 CNC 가공에는 숙련된 기계공이 필요하다는 믿음이 널리 퍼져 있습니다. 예전에는 그랬을 수도 있지만 시대가 바뀌었습니다.
당사의 DATRON 기계는 쉬운 설정을 가능하게 하는 여러 기능을 통합합니다. 사실, 이 기계는 초보자 사용자에게 처음으로 CNC 기계를 설정하는 전체 8단계 프로세스를 안내할 수 있습니다. 궁극적으로 이 기술을 사용하여 편안함과 자신감을 느끼려면 평균 1~2일의 교육만 있으면 됩니다.
인터페이스는 스마트폰과 유사하게 표시되고 작동하도록 설계되었으며 카메라와 부품을 자동으로 등록하는 기계식 프로브 시스템이 완비되어 있어 숙련된 기술자가 이 정보를 입력할 필요가 없습니다. 통합 워크홀딩 솔루션과 절삭 공구 기술이 포함되어 있어 다른 곳에서 유사한 구성 요소를 살펴보고 구매할 필요가 없으므로 전체 프로세스를 사내에 유지합니다.
3D 프린팅과 CNC 머시닝을 고려할 때 프로토타입에 가장 적합한 옵션은 무엇입니까? Josh Biggs는 다음과 같이 말합니다. 또한 CNC 가공은 예를 들어 나무와 같이 아직 인쇄할 수 없는 재료로 작업할 수 있습니다. CNC 머시닝은 금속 작업에 있어서도 3D 프린팅을 능가하고 플라스틱과 마찬가지로 잘 작동합니다."
그는 계속해서 “또한 CNC 기계는 일반적으로 더 정확한 결과를 제공합니다. 매우 좁은 부품이 필요하거나 허용 오차가 매우 좁은 경우 CNC 기계가 더 나은 선택입니다. 0.01mm 허용 오차와 일치하는 것은 없습니다.”
적층 제조 세부 사항 및 3D 프린팅과 관련된 모든 것을 전문으로 하는 3Dnatives의 팀조차도 "공차 측면에서 CNC 가공이 모든 3D 프린팅 프로세스보다 우수합니다"라고 말합니다.
그러나 기하학적 복잡성이 높은 부품을 제조해야 하는 경우 3D 프린팅이 유리합니다.
보시다시피 제조는 단일 솔루션 제안이 아닙니다. 프로토타입 실험실에 필요한 비용은 무엇을 생산하는지뿐만 아니라 생산할 항목의 크기와 수량에 따라 달라집니다.
예를 들어 Biggs의 간단한 비용-편익 분석에 따르면:
흥미로운 엔지니어링은 비용이 많이 드는 CNC 공정에 대한 신화를 불식시키는 CNC 머시닝 생산에 대한 일반적인 오해를 출판했습니다.
분명히 귀하의 비즈니스를 위한 가장 비용 효율적인 경로는 귀하의 특정 제품 디자인 및 계획에 따라 가장 잘 결정됩니다.
3D 프린터의 경우 옵션, 크기 및 가격 범위가 범위를 결정하며 각 프린터가 다양한 재료로 실제로 인쇄할 수 있는 것도 마찬가지입니다. 알 수 없거나 잘못 정의된 자재 비용 외에도 운영자는 일반적으로 상주 전문가의 교육이 필요하며 이는 직원 교육에 대한 투자를 나타냅니다.
DATRON 장비를 사용하면 당사의 절단 기계는 모든 공급업체의 플라스틱, 목재, 알루미늄 및 강철을 수용하므로 사전에 재료 비용을 추정하고 설정할 수 있습니다. 설명했듯이 기계를 작동하는 데 필요한 고급 교육이 필요하지 않으므로 인력을 절약할 수 있어 DATRON CNC 기계를 보다 비용 효율적인 대안으로 만들 수 있습니다.
필요한 CNC 가공 도구의 유형은 말할 것도 없고 제품을 만들기 위해 재료 층을 벗겨내는 절삭 가공의 특성을 감안할 때 CNC 기계가 약간의 혼란을 남길 수 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다.
얼마나 많은 혼란과 그 낭비가 무엇을 의미할 수 있는지는 Energy.gov가 2015년 검토, 첨단 제조에서 청정 에너지 기술 혁신에서 평가한 것입니다. 이 보고서는 적층 제조의 이점을 "생산 단계를 없애고, 훨씬 적은 재료를 사용하고, 부산물을 재사용할 수 있고, 더 가벼운 제품을 생산함으로써 에너지를 절약"할 수 있는 잠재력을 강조합니다.
보고서는 계속됩니다:
DATRON에서는 지저분한 부분을 없애고 디버링이나 탈지 없이 완성된 부품을 제거할 수 있도록 고속 가공 장비를 미세 조정했습니다.
또한 DATRON의 CNC 도구 및 액세서리는 시장에서 가장 작은 설치 공간을 차지하는 기계에서 사용할 수 있는 가장 높은 RPM을 제공합니다. DATRON 자체의 친환경 이니셔티브라고 생각하십시오.
일반적으로 산업용 기능을 갖춘 CNC 밀링 머신에는 많은 양의 열을 생성하는 대형 모터가 있으며, 이를 통해 기계 구성 요소를 냉각하고 윤활하는 데 오일이 필요합니다. 기름을 처분하는 것은 필요하지만 과거에 대규모 유출 사고에서 보았듯이 이 과정은 환경에 위험을 초래합니다.
장비를 유지 관리하기 위해 동일한 양의 열, 오일 또는 홍수 냉각수가 필요하지 않기 때문에 훨씬 더 작은 설치 공간에서 더 나은 에너지 절약을 제공합니다.
3D 프린팅이든 CNC 머시닝이든 전문 프로토타이핑 연구실에서 필요한 것은 특정 제품에 따라 가장 잘 결정됩니다. 여기에서 공유된 정보가 약간의 명확성을 제공하기를 희망하지만 진실은 3D 프린팅과 CNC 머시닝이 모두 작동하거나 제조 요구 사항에 따라 서로를 보완할 수 있다는 것입니다.
사실, 주로 공차, 시간 및/또는 상당한 크기의 공작물 때문에 3D 프린팅과 CNC 머시닝을 결합해야 하는 경우가 몇 가지 있습니다. 또한 “이 두 프로세스를 결합하는 데는 상상할 수 있는 복잡한 워크플로가 필요하지 않습니다. 그 못지 않게 중요한 것은 제조 회사에 몇 가지 의미 있는 이점을 제공할 수 있다는 것입니다.”
프로토타이핑 연구실에 이상적인 제조 프로세스 또는 프로세스 조합에 대한 자세한 내용은 당사에 문의하십시오. 우리는 신속하게 대응하고 우리의 전문 지식을 공유하고자 합니다.
CNC 기계
작성일:2020년 8월 28일 | By WayKen Rapid Manufacturing CNC 밀링 서비스에서 부품을 주문한 적이 있다면 맞춤형 가공에 상당한 비용이 든다는 것을 알 수 있습니다. 전체 견적을 보고 일부 고객은 헐떡이며 밀링 상점의 가격에 대해 많은 질문을 합니다. 이 기사의 목적은 CNC 밀링 작업 가격이 무엇으로 구성되어 있는지 설명하는 것입니다. CNC 밀링이란 무엇입니까? CNC 밀링(컴퓨터 수치 제어 밀링)은 공작물에서 재료를 신속하게 제거하고 맞춤형 부품 또는 제품을 생성할 수 있는 회전하는 다점 절삭
항공 우주 산업에서는 가공 부품에 대한 수요가 많습니다. 실제로 보잉 747은 600만 개 이상의 부품으로 구성되어 있습니다. 이처럼 다양한 엔지니어링 재료를 필요로 하는 부품이 많기 때문에 최첨단 제조 방식과 기술이 필요합니다. CNC 가공은 항공 우주 산업에서 가장 널리 사용되는 제조 방법 중 하나입니다. 이 제조 방법에 대해 적어도 어느 정도 알고 있을 가능성이 높지만 다음은 CNC 가공 항공우주 부품에 대해 모를 수 있는 5가지 사항입니다. #1 – 경량 금속으로 만들어진 부품은 항공기 성능에 매우 중요합니다. 알루미늄과