CNC 기계를 사용하여 부품을 설계하는 방법은 무엇입니까?

대부분의 사람들에게 오늘날의 제조 및 프로토타이핑 기술에 대한 지식은 대부분 학교에서 배우는 내용이나 인터넷에서 우연히 발견한 내용으로 구성됩니다.

많은 사람들이 지속 가능하고 친환경적인 제조 가능성을 제공할 수 있는 3D 프린팅 프로세스에 대해 적어도 어렴풋이 알고 있습니다. 그러나 3D 프린팅이 대중화되고 있음에도 불구하고 전 세계 수많은 회사에서 사용하는 다양한 CNC 기계가 제공하는 기회를 따라잡을 수는 없습니다.

업계 외부의 사람들에게는 훨씬 덜 알려져 있지만 CNC 가공은 도입되었을 때 혁신적이었고 항공 우주, 의료 및 자동차 산업을 포함한 다양한 산업에서 필수적인 대체 불가능한 제조 방법으로 남아 있습니다.

그러나 CNC 기계는 무엇입니까? 그리고 어떻게 그것들을 사용하여 다양한 부품을 설계할 수 있습니까?

아래에서 CNC 가공으로 부품을 설계하는 과정과 결정해야 할 결정을 살펴보겠습니다.

CNC 가공이란 무엇입니까?

CNC(Computer Numerical Control) 기계는 컴퓨터 지시를 사용하여 특정 작업과 움직임을 수행하는 가공 유형입니다.

재료의 재고 조각을 가져온 다음 다양한 드릴, 선반 및 밀을 사용하여 부품이 기초로 사용된 디지털 디자인의 정확한 치수에 맞을 때까지 절단합니다.

재료를 함께 성형하여 모양을 형성하는 3D 프린팅과 달리 CNC 가공은 원하는 모양이 얻어질 때까지 재료의 층을 잘라내는 빼기 공정입니다.

또 다른 중요한 차이점은 CNC 프로세스 자체입니다. 수동으로 작동되는 기계와 달리 CNC 기술을 사용한 프로세스는 완전히 자동화되어 프로젝트를 실행하는 데 훨씬 적은 감독이 필요합니다.

또한 자동화된 프로세스는 인적 오류 가능성이 최소화되고 부품의 각 사본이 식별 가능한 가장 작은 세부 사항까지 원본과 동일함을 의미합니다.

그러나 프로세스가 매우 효율적일 수 있지만 값비싼 실수를 피하고 프로젝트가 순조롭게 진행되도록 하려면 고려해야 할 사항이 많이 있습니다.

다양한 부품을 설계하는 과정을 더 잘 이해할 수 있도록 CNC 기계와 관련하여 가장 중요한 몇 가지 고려 사항을 살펴보겠습니다.

CNC 기계의 종류

CNC 기계는 구체적인 용어처럼 보이지만 실제로는 CNC 밀링 기계 또는 선반 기계와 같은 다양한 기계 유형을 포괄합니다.

기계마다 고유한 장점과 일반적인 용도가 있으므로 최상의 결과를 얻으려면 이를 알아야 합니다.

선반 기계 다른 유형의 제조와 비교할 수 없는 다양성과 비용 효율성을 제공하기 때문에 특히 원통형 모양을 설계할 때 인기 있는 옵션입니다.

또 다른 표준 옵션은 CNC 라우터 머신입니다. , 3축으로 공구 경로를 지정하여 부품을 생성할 수 있는 다양한 가능성을 제공하는 동시에 낭비되는 재료를 최소화합니다.

그런 다음 두 가지 유형의 밀링 머신이 있습니다. 수직 CNC 밀링 머신 및 수평 CNC 밀링 머신 . 둘 다 기계의 베드에 맞춰진 절단 도구를 사용하는데, 가장 큰 차이점은 하나는 수직이고 다른 하나는 수평이라는 것입니다.

가능한 자료

부품을 설계하고 제조할 때 가장 먼저 내려야 할 주요 결정 중 하나는 사용할 재료 유형입니다.

좋은 소식은 CNC 기계를 사용하여 부품을 프로토타이핑하거나 제조할 때 선택할 수 있는 다양한 재료 옵션이 있다는 것입니다.

선택할 때 고려해야 할 몇 가지 가능한 요소에는 필요한 내구성과 경도, 강성, 다양한 화학 물질에 대한 내성 및 기계적 기능이 포함됩니다. 경우에 따라 다른 요소가 먼저 와야 하지만 미적 고려 사항도 역할을 할 수 있습니다.

CNC 기계의 가장 큰 장점은 강철, 구리, 황동 및 알루미늄을 비롯한 다양한 금속을 처리할 수 있다는 것입니다. 즉, 고유한 요구 사항에 따라 디자인을 사용자 정의하고 다양한 금속 유형의 고유한 품질을 활용할 수 있습니다.

어떤 경우에는 플라스틱이 더 합리적일 수 있으며 CNC 기계도 쉽게 처리할 수 있습니다. 나일론이 가장 인기 있는 옵션일 것입니다. 그러나 흡습율이 낮은 옵션이 필요한 경우 ABS, 폴리카보네이트, 델린, PTFE까지 사용할 수도 있습니다.

적합 요건

NASA 및 기타 우주 프로그램에서 CNC 가공을 널리 사용하는 데는 이유가 있습니다. 이는 모든 단일 부품에서 비할 데 없는 정밀도를 달성하는 데 도움이 되는 제조 공정이기 때문입니다.

그러나 이 기술이 믿을 수 없을 정도로 정확하더라도 일반적으로 수치가 일반적으로 최소인 경우에도 치수가 얼마나 벗어날 수 있는지에 대한 허용 오차는 여전히 존재합니다.

CNC 기계의 표준 허용 오차는 ± 0.125밀리미터로 거의 알아차릴 수 없습니다. 그러나 밀리미터의 모든 부분이 중요한 상황에서는 허용 오차가 너무 클 수 있으며 허용 오차를 ± 0.050mm 이하로 조일 수도 있습니다.

부품을 설계할 때 허용할 수 있는 허용 오차가 얼마나 되는지 정확히 알아야 하며 표준을 초과하여 허용 오차를 줄이는 데 따른 비용 증가에 대해 편차를 최소화하는 잠재적 이점을 평가해야 합니다.

대부분의 경우 CNC 기계는 이미 믿을 수 없을 정도로 정확하므로 결함이 부품의 성능과 적합성에 영향을 미치지 않을 가능성이 높습니다.

또한 부품의 디자인과 CNC 기계의 기능에 더 잘 맞도록 부품을 변경할 수 있는 방법에 대해서도 생각해야 합니다.

예를 들어, 설계에 구멍이 필요한 경우 기계가 재료에 구멍을 일부만 뚫는 대신 전체 구멍을 뚫어 비용을 절감할 수 있습니다.

벽을 얼마나 얇게 만들 수 있는지도 고려해야 합니다. 그것은 디자인 자체뿐만 아니라 프로젝트를 위해 선택한 재료에도 달려 있습니다.

마지막으로, 작업을 처리할 수 있는 CNC 기계의 선택을 제한할 수 있으므로 부품에 대한 복잡한 기능을 피하십시오. 즉, 도브테일 또는 t-슬롯 언더컷이 필요한지 여부를 고려하십시오. 특수 공구와 많은 노력이 필요하기 때문입니다.

마무리 옵션

CNC 기계를 사용하여 부품을 설계할 때 또 다른 주요 고려 사항은 원하는 부품 마감입니다. 선택할 수 있는 옵션이 꽤 있으므로 부품의 성능에 영향을 미치지 않는 마감 결함이 허용 가능한지 여부를 고려해야 합니다.

CNC 밀링 머신을 사용할 때 밀링 마감 처리는 매우 정밀하지만 눈에 띄는 도구 자국을 남길 수 있으며 이는 부품의 미학에 영향을 미칠 수 있습니다.

아노다이징은 또 다른 가능한 마감 처리입니다. 전해질을 사용하여 금속 부품에 산화막을 추가하는 과정입니다. 이 유형의 마감재에는 몇 가지 다른 종류가 있으며 일부는 항공우주에 더 적합하고 다른 일부는 엔진 부품 및 기타 다양한 용도에 더 적합합니다.

고압에서 미세한 유리 비드를 적용하여 표면 침전물을 제거하는 프로세스인 비드 블라스팅 옵션을 선택할 수도 있습니다. 비드 블라스팅은 부품을 더 미학적으로 만족스럽게 만들고 싶다면 좋은 선택으로 간주됩니다. 그러나 이 과정에는 수작업이 수반되므로 항상 불완전할 가능성이 있습니다.

필수 팁

상상할 수 있듯이 CNC 기계를 사용하여 부품을 설계하는 것은 많은 중요한 결정을 포함하는 복잡한 프로세스일 수 있으므로 최상의 결과를 얻는 데 도움이 되는 몇 가지 팁을 소개합니다.

우선 재료의 한계와 사용하려는 가공 유형을 숙지하는 데 매우 주의해야 합니다. CNC 가공에는 장단점이 있으며 일부 부품은 이 기술을 사용하여 제작하기에 이상적이지 않습니다.

얇은 벽, 작은 특징, 심지어 특이한 구멍은 모두 프로젝트 비용을 급증시킬 뿐만 아니라 부품의 안정성을 훨씬 떨어뜨릴 수 있습니다.

그러나 각 부품 디자인은 고유하므로 원하는 결과를 얻을 수 있는 유일한 방법은 이전에 비슷한 상황을 처리한 사람들과 상담하는 것뿐입니다.

신뢰할 수 있는 CNC 가공 회사를 선택하면 부품 요구 사항을 살펴보고 작업을 처리하는 데 가장 적합한 도구와 기계에 대한 지침을 제공할 수 있습니다.

숙련된 전문가는 또한 귀하의 설계를 보고 가장 일관되고 신뢰할 수 있는 결과뿐만 아니라 가장 비용 효율적인 솔루션을 제공할 기계, 사용할 최상의 재료, 귀하의 요구에 맞는 마감에 대한 제안을 제공할 수 있습니다. .

또한 다양한 상황에서 구체적인 통찰력을 제공하여 알루미늄 CNC 가공에서 부품 변형과 같은 비용이 많이 드는 문제를 방지할 수 있습니다.

때로는 부품의 성능에 영향을 미치지 않는 사소한 디자인 변경이 생산 비용을 크게 줄이는 데 도움이 될 수 있으므로 전체 프로세스를 시작할 때 시간을 내어 옵션을 살펴보는 것이 좋습니다.