CNC 기계
산업 제조
가공 부품은 어디에나 있으며 그 이유를 쉽게 알 수 있습니다. CNC 가공은 다양한 금속 및 플라스틱에 적합하며 가공 부품은 도구 없이 빠르고 저렴하게 제작할 수 있습니다.
3ERP를 사용하면 짧은 리드 타임으로 공정한 가격으로 가공 부품과 프로토타입을 얻을 수 있으며 다양한 분야의 고객과 협력한 경험이 있습니다. 그러나 왜 기계 부품과 성형 부품 또는 3D 인쇄 부품을 선택해야 합니까? 때로는 선택이 뻔하지만 때로는 결정하기가 더 어렵습니다. 내부 또는 제조업체에 아웃소싱한 가공 부품을 실제로 어떻게 설계합니까?
이 가이드는 가공 부품의 기본 사항, 즉 부품이 무엇인지, 회사에서 부품이 필요한 이유, 최상의 가공 재료, 가공 부품에 대한 일반적인 공차, 가공 부품 설계 방법 등을 다룹니다.
기계 부품은 어디에나 있습니다. 작은 금속 패스너에서 항공기 엔진 구성 요소에 이르기까지 모든 종류의 부품은 기계 가공 프로세스를 사용하여 제작되었습니다. 그러나 가공이란 정확히 무엇이며, 따라서 가공 부품이란 무엇입니까?
기계 부품에 대해 이야기할 때 기계를 사용하여 만든 물체보다 더 구체적인 것을 의미합니다. 특히 절단을 사용하여 제작된 부품을 의미합니다. 밀스와 같은 기계 , 선반 및 라우터 . 이 기계는 모두 다른 방식으로 작동하지만 근본적인 목적은 동일합니다. 날카로운 절단 도구를 사용하는 것입니다. , 그들은 공작물로 알려진 재료 블록에서 섹션을 잘라냅니다.
그 정의 내에서도 가공 부품은 다양한 방식으로 형성될 수 있습니다. 가공 프로세스는 수동일 수 있습니다. , 기계공(가공 장비의 숙련된 전문 작업자)이 공작물을 원하는 모양으로 수동으로 절단하기 위해 밀과 같은 기계를 취급합니다. 또는 디지털일 수 있습니다. , 이 경우 전동 CNC 기계는 컴퓨터 지침에 따라 가공된 부품을 자동으로 절단합니다.
오늘날 대부분의 복잡하거나 맞춤 가공된 부품은 CNC 기계로 만들어지지만 기계공은 여전히 특정 작업에 대해 수동 가공을 수행합니다. 디지털 설계를 생성하고 디지털 기계를 프로그래밍하는 것보다 빠를 수 있기 때문입니다.
가공 부품은 금속이나 플라스틱(때로는 다른 재료도 가능)일 수 있지만 크게 변형되지 않고 절단할 수 있는 재료로 만들어야 합니다.
때때로 부품은 다른 제조 공정으로 제작된 후 가공됩니다. 예를 들어, 주조 또는 성형된 항목에는 나중 단계에서 기계로 가공된 특정 세부 사항이나 기능이 있을 수 있습니다. 이들은 부분적으로 가공된 부품 또는 후가공된 부품으로 설명될 수 있습니다.
회사, 제품 디자이너, R&D 부서 및 기타 전문가가 기계 부품을 사용하는 데에는 여러 가지 이유가 있으며 기계 부품의 많은 특정 이점이 다음 섹션에 설명되어 있습니다.
간단히 말해서 가공 부품은 단단한 재료 블록으로 만들어지기 때문에 강도가 우수하고 다양한 모양과 두께로 만들 수 있습니다. 그들은 매우 상세한 기능을 가질 수 있으며 매우 광범위한 재료로 만들 수 있습니다. 소량의 가공 부품은 툴링이 필요하지 않기 때문에 빠르게 만들 수 있으며 가공 속도를 줄이면 공차가 매우 엄격해질 수 있습니다.
가공은 수십 년 동안 업계 표준이 되어온 검증된 제조 기술이기 때문에 회사에서 가공 부품을 사용할 수도 있습니다. 따라서 가공 부품은 산업별 표준 및 인증을 충족할 가능성이 높습니다.
가공 부품은 사출 성형 부품 또는 3D 인쇄 부품과 같이 불가능할 수 있는 특정 이점을 제공합니다. 기계 부품의 주요 장점 중 일부가 여기에 나열되어 있습니다.
가공 부품의 주요 장점 중 하나는 최소 주문 수량 없이 구매할 수 있다는 것입니다.
성형 부품의 경우 금속 툴링을 제작해야 합니다. 이 공정은 시간이 오래 걸리고 일반적으로 수만 달러가 소요됩니다. 그러나 가공된 부품은 빈 공작물에서 직접 절단되므로 매우 적은 양이나 일회성 부품을 주문하는 것이 비용 효율적입니다.
물론 매우 많은 양의 (플라스틱) 부품이 필요하면 성형이 더 나은 제안일 수 있습니다. 그러나 기계 가공은 MOQ가 없는 고품질 부품을 제공한다는 점에서 사실상 유일하므로 소규모 회사, 소규모 생산 실행 및 프로토타입 제작에 적합합니다.
일부 회사는 사출 성형 시제품을 주문하기로 선택하지만 일반적으로 그렇게 할 여유가 있는 대기업만 가능합니다. 툴링 비용으로 인해 프로토타입 제작이 엄청나게 비쌀 수 있습니다.
가공 부품은 일회성으로 제작할 수 있기 때문에 프로토타입으로 적합하고 저렴합니다. 머시닝은 몰딩보다 훨씬 빠릅니다. 즉, R&D 부서는 부품의 여러 버전을 빠르게 반복한 다음 생산으로 이동하기 전에 필요한 테스트 또는 평가를 통과할 수 있습니다.
기계 가공의 재료 다양성은 또한 회사가 예를 들어 여러 다른 금속 합금 또는 복합 플라스틱으로 가공 부품을 주문하여 테스트 조건에서 어떤 것이 가장 잘 작동하는지 확인할 수 있음을 의미합니다.
가공 부품은 다양한 모양과 크기를 가질 수 있습니다. 이는 CNC 가공이 얇은 벽 및 테이퍼링과 같은 극단적인 성형 설계 제약을 받지 않기 때문입니다. 가공된 부품은 두껍고 견고할 수 있지만 그 기능은 미세하고 세부적일 수도 있습니다.
예를 들어 내부 섹션 및 깊은 채널과 관련하여 가공된 부품에는 몇 가지 제한 사항이 있지만 가공은 여전히 기하학적으로 가장 유연한 제조 프로세스 중 하나입니다.
반면 성형 부품은 얇은 벽을 가져야 하고 일반적으로 보다 엄격한 설계 기준을 따라야 합니다.
일반적으로 설계 자유도 측면에서 최고의 제조 기술 중 하나로 여겨지는 3D 프린팅도 오버행을 방지하는 등의 한계가 있습니다. (그리고 비용이 많이 드는 후처리 단계를 통해 제거해야 하는 더 복잡하고 거대한 디자인에는 광범위한 지지 구조가 필요할 수 있습니다.)
가공된 부품은 매우 높은 표준으로 만들 수 있습니다. 아마도 더 중요한 것은 고객이 기계 기술자가 충족해야 하는 공차를 지정할 수 있다는 것입니다. 즉, 기계공이나 기계 작업자는 공차가 엄격한 부품 및 개별 기능에 추가 시간을 할애할 수 있습니다.
사출 금형도 엄격한 공차로 만들 수 있지만 각 개별 성형품은 그렇게 높은 표준을 유지할 수 없습니다. 금형 수명이 끝날 무렵에 생산된 성형품은 이전 단위의 정의가 부족할 수 있습니다.
가공 부품은 성형과 같은 다른 생산 공정을 통해 만들어진 부품보다 빠르게 제작할 수 있습니다.
이는 부분적으로 노동 집약적인 툴링이 없기 때문이지만 제조 프로세스 자체도 매우 효율적입니다. 선형 가이드 레일이 장착된 더 빠른 머시닝 센터 중 일부는 분당 약 4,000센티미터의 빠른 속도를 보입니다(부품이 실제로 해당 속도로 가공됨).
가공의 원스텝 특성과 CNC 머시닝 센터의 속도가 결합되어 가공된 부품을 가장 빠르게 제작(소량)하여 출시 기간을 단축하고 실용적인 쾌속 프로토타입을 제작할 수 있습니다.
CNC 가공 부품은 디지털 CAD 파일로 만들어지기 때문에 제작 순간까지 해당 디지털 디자인을 변경할 수 있습니다.
이는 엔지니어가 가공된 부품을 부분적으로 조정하거나 여러 버전을 생성하려는 경우 R&D 및 프로토타이핑 중에 유용합니다. 또한 불량 부품이 만들어질 가능성이 적기 때문에 낭비 가능성도 줄어듭니다.
이는 성형 부품에 비해 가공 부품에 있어 상당한 이점입니다. 도구는 쉽게 변경할 수 없으며 막바지에 변경이 필요한 경우 새 금형을 만드는 것은 막대한 비용 낭비입니다.
가공 부품은 일반적으로 주조 또는 압출된 블랭크로 알려진 단단한 재료 조각에서 절단됩니다. 이것은 예를 들어 3D 프린팅 부품에 비해 매우 강력합니다. 3D 프린팅 부품은 한 층이 다음 레이어 위에 구축되는 한 축을 따라 훨씬 약할 수 있습니다.
성형 부품은 벽이 얇아야 기계적 성능이 제한되기 때문에 많은 기계 부품은 성형 부품보다 더 강합니다.
가공된 부품은 유동 라인, 분사 및 파팅 라인의 플래시와 같은 성형과 관련된 표면 품질 문제를 방지합니다. 적당한 양의 후처리를 통해 가공된 부품은 표면 마감 면에서 매우 높은 기준을 달성할 수 있습니다.
머시닝은 또한 후처리가 수행되기 전에도 3D 프린팅보다 훨씬 우수한 표면 조도를 제공합니다. 3D 프린팅, 특히 FDM 프린팅은 샌딩이나 화학 처리를 통해 매끄럽게 다듬어야 하는 부품 표면에 가시적인 레이어 라인을 남길 수 있습니다. 가공 부품에는 이러한 레이어 라인이 없습니다.
제조를 위해 디자인을 사용하는 것이 항상 가장 좋습니다(DfM ) 원칙:사용할 제조 공정을 기반으로 부품을 설계합니다. 가공용 부품은 예를 들어 3D 프린팅용 부품과 다르게 설계해야 합니다.
다행히도 기계 부품은 특정 규칙을 따르는 한 설계하기가 특별히 어렵지 않습니다. 이러한 규칙은 아래에 설명되어 있습니다.
언더컷은 표준 절삭 공구를 사용하여 실행할 수 없는 공작물의 절삭입니다(부품의 한 부분이 이를 방해하기 때문에). 예를 들어 T자형 절삭 공구와 같은 특수 절삭 공구와 특수 설계 고려 사항이 필요합니다.
절삭 공구는 표준 크기로 만들어지기 때문에 언더컷 치수는 공구와 일치하도록 전체 밀리미터로 해야 합니다. (표준 절단의 경우 도구가 미세하게 앞뒤로 이동할 수 있으므로 중요하지 않습니다.)
언더컷 너비는 절삭 공구에 따라 3-40mm이며 언더컷 깊이는 너비의 최대 2배입니다.
언더컷을 완전히 피할 수 있다면 가공 부품을 훨씬 빠르고 적은 노력으로 만들 수 있습니다.
벽이 너무 두꺼우면 변형되는 성형 부품과 달리 기계 부품은 특히 얇은 벽을 처리할 수 없습니다. 설계자는 얇은 벽을 피하거나 얇은 벽이 설계에 필수적인 경우 사출 성형과 같은 프로세스를 사용해야 합니다.
가공 시 벽 두께는 최소 0.8mm(금속) 또는 1.5mm(플라스틱) 이상이어야 합니다.
얇은 벽과 마찬가지로 높은 돌출 섹션은 가공하기 어렵습니다. 절삭 공구의 진동으로 인해 섹션이 손상되거나 정확도가 낮아질 수 있기 때문입니다.
튀어나온 부분의 높이는 너비의 4배를 넘지 않아야 합니다.
가공 부품을 설계할 때 구멍과 구멍이 절삭 공구에 따라 달라진다는 점을 기억하는 것이 중요합니다.
캐비티와 포켓은 캐비티 너비의 4배 깊이까지 부품으로 가공할 수 있습니다. 더 깊은 구멍은 필요한 절삭 공구 직경 때문에 필렛(날카로운 모서리가 아닌 둥근 모양)으로 끝납니다.
드릴 비트로 만든 구멍의 깊이도 드릴 비트 너비의 4배를 넘지 않아야 합니다. 그리고 구멍 직경은 가능한 경우 표준 드릴 비트 크기와 일치해야 합니다.
나사와 같은 패스너를 통합하는 데 사용되는 나사산은 직경의 3배보다 깊을 필요가 없습니다.
CNC 가공 부품은 기계의 제작 범위 내에서 제작되기 때문에 크기가 제한됩니다. 밀링된 부품의 크기는 400 x 250 x 150mm를 넘지 않아야 합니다. 회전된 부품의 크기는 Ø 500mm x 1000mm를 넘지 않아야 합니다.
더 큰 기계에서는 더 큰 치수가 가능하지만, 이는 제작 전에 기계공과 논의해야 합니다.
기계 부품은 금속 및 플라스틱을 비롯한 다양한 재료로 만들 수 있습니다.
그러나 일부 재료는 다른 재료보다 가공하기 쉽습니다. 매우 단단한 재료는 절단 도구로 관통하기 어렵고 도구가 더 많이 진동할 수 있습니다(결과적으로 품질이 저하됨). 매우 부드러운 재료와 융점이 매우 낮은 재료는 절삭 공구에 닿으면 변형될 수 있습니다.
가장 일반적인 가공 부품 재료는 다음과 같습니다. 제조업체에 요청하면 다른 재료도 가공할 수 있습니다.
금속 : 알루미늄, 강철, 스테인리스강(17-4, Inconel 625 &718), 마그네슘, 티타늄, 아연, 황동, 청동, 구리
플라스틱 : ABS, PC, ABS+PC, PP, PS, POM, PMMA(아크릴), PAGF30, PCGF30, 테플론, DHPE, HDPE, PPS, PEEK. (덜 일반적:PA GF50, PPS GF50.)
가공 부품 표면 마감
가공된 부품은 표면 질감과 모양을 변경하기 위해 가공 후에 처리할 수 있습니다. 마감재는 기능적이거나 장식적일 수 있습니다.
가공된 그대로 : 표면 마감 처리가 추가되지 않았습니다. 이것은 많은 내부, 비 미용 기능 구성 요소에 적합합니다.
비드 블라스트 : 비드 블라스팅 공정은 가공된 부품에 연마재를 소성하여 무광택 외관을 남기는 공정입니다. 특정 수준의 거칠기를 제공하도록 프로세스를 조정할 수 있습니다. 비드 블라스팅은 재료를 제거하여 가공 부품의 형상에 영향을 미치기 때문에 미세 형상에는 적합하지 않을 수 있습니다.
아노다이징 처리 : 아노다이징의 전해 패시베이션 공정은 알루미늄 가공 부품에 적합하여 스크래치에 강하고 다채로운 코팅을 만듭니다. 유형 II 양극 산화는 내부식성 마감 처리를 만듭니다. 유형 III은 더 두껍고 내식성 외에 내마모성을 생성합니다.
분말 코팅 : 파워코팅 과정에서 가공된 부분에 분체도료(디자이너가 선택한 색상)를 뿌린 후 오븐에서 굽는다. 이렇게 하면 표준 페인트 코팅보다 내구성이 강하고 내마모성 및 부식 방지층이 생성됩니다.
기계 부품은 다른 구성 요소와 상호 작용하는 중요한 기계 부품에 필요할 수 있는 엄격한 공차로 만들 수 있습니다. 프로토타입 및 비기계적 부품에 대해 더 느슨한 공차가 선택될 수 있습니다.
| 공차 표준 | |||||||
| 공차 레버 | 전체 치수 범위 | ||||||
| 사양 | <<3,>0.5 | <<6,>3 | <<30,>6 | <<120,>30 | <<400,>120 | <<1000,>400 | <<2000, >1000 |
| F | ±0.05 | ±0.05 | ±0.1 | ±0.15 | ±0.2 | ±0.3 | ±0.5 |
| 남 | ±0.1 | ±0.1 | ±0.2 | ±0.3 | ±0.5 | ±0.8 | ±1.2 |
| C | ±0.2 | ±0.3 | ±0.5 | ±0.8 | ±1.2 | ±2 | ±3 |
| V | – | ±0.5 | ±1 | ±1.5 | ±2.5 | ±4 | ±6 |
가공 부품은 항공 우주에서 의료에 이르기까지 거의 모든 산업 분야에서 사용됩니다. 일부 인기 있는 일상 및 부문에 구애받지 않는 부품이 아래에 나열되어 있으며 그 다음은 특정 산업의 애플리케이션입니다.
일반적인 가공 부품:
가공 가능한 항공 우주 부품에는 프로토타입 엔진 구성 요소, 연료 패널, 착륙 장치 구성 요소 및 엔진 마운트가 포함됩니다.
자동차 가공 부품에는 조명, 엔진, 변속기 및 조향 시스템과 같은 기능 테스트 구성 요소와 일회용 맞춤형 부품이 포함됩니다.
가공된 티타늄 및 스테인리스 스틸 부품에는 임플란트, 의료 기기 및 메스와 같은 수술 도구가 포함됩니다.
가공 부품은 가정 용품 및 가전 제품에서 찾을 수 있습니다. 스포츠 장비는 CNC로 가공될 수도 있지만 많은 가공된 금속 및 플라스틱 구성 요소는 소비자 전자 제품에서 볼 수 있습니다. 노트북 케이스, 커넥터 및 소켓과 같은 항목은 모두 기계로 가공할 수 있습니다.
크고 작은 하드웨어 회사는 종종 CNC 가공 요구 사항을 전문가에게 아웃소싱합니다. 프로토타입의 경우에도 가공 장비를 작동하는 데 필요한 공장 공간과 인적 기술로 인해 사내 솔루션보다 타사 CNC 가공 회사를 사용하는 것이 합리적입니다.
가공 부품을 만들기 위해 제조업체를 선택하는 것이 어려울 수 있지만 다음 요소와 관행에 초점을 맞추면 더 간단해질 수 있습니다.
외주 가공 부품의 제조를 준비할 때 다음 팁을 준수하는 것이 도움이 될 수 있습니다.
CNC 기계
황동은 다양한 바람직한 특성으로 인해 다양한 산업 분야에서 일반적으로 사용되는 금속입니다. 합금에는 구리, 아연 및 마그네슘, 철 및 납과 같은 기타 금속이 포함됩니다. 이러한 금속은 모두 특성에 기여하며 납을 포함하면 기계 가공이 매우 용이합니다. 이것이 금속이 황동 CNC 가공에 매우 적합한 이유입니다. 이 CNC 가공 황동 가이드에서는 황동의 특성과 맞춤형 황동 부품에 사용되는 다양한 황동 등급을 조사합니다. 또한 황동 제조의 응용 프로그램과 가공 프로젝트를 위해 황동을 선택할 때 고려해야 할 요소를 검토합니다. CNC 가공
CNC 기계의 기술 혁신이 가공 서비스를 더 쉽게 만드는 데 도움이 되었다는 것은 더 이상 뉴스가 아닙니다. CNC 기계는 다양한 금속 및 플라스틱 재료와 호환되어 정밀하고 고품질의 부품을 생산할 수 있다는 점은 말할 것도 없습니다. 그러나 언더컷 부품과 같이 까다로운 형상을 가공하려면 몇 가지 주요 고려 사항과 최상의 결과를 얻는 노하우가 필요합니다. 따라서 이 가이드에는 언더컷 가공 및 CNC 가공 부품의 적용에 대해 알아야 할 모든 내용이 포함되어 있습니다. 언더컷 가공이란 무엇입니까? 언더컷 가공은 가공된 부품에 오목하