CNC 기계
산업 혁명 이전에는 인간의 에너지 요구량이 미미했습니다. 예를 들어, 우리는 열을 위해 태양의 에너지를, 교통 수단으로 말, 지구를 항해하는 바람의 힘, 곡식을 가는 간단한 기계를 구동하기 위해 물을 활용하게 되어 기뻤습니다. 1780년대에 모든 것이 바뀌었습니다. 증기 발전소의 높은 성장과 함께 대부분의 구성 요소가 고속 선반을 사용하여 제작되었습니다.
그러나 급속한 산업화가 시작된 이후 에너지 수요가 계속 증가함에 따라 에너지 시스템과 기술은 더욱 정교해졌습니다. 그 결과 1952년 CNC 가공 기술이 등장할 때까지 제조업체가 에너지 산업의 제조 요구 사항을 충족하는 것이 더 어려워졌습니다.
이 기사에서는 에너지 산업의 CNC 가공에 대해 설명합니다. CNC 기계와 오늘날의 에너지 부문에서 기계의 역할에 대해 알아야 할 세 가지 사항을 제시합니다. 그럼 바로 시작하겠습니다!
수력 발전 터빈과 발전기는 수십만 개의 구성 요소로 구성된 거대합니다. 이러한 구성 요소는 디자인과 크기가 다양하며 일부 구성 요소는 집게 손가락보다 작고 다른 구성 요소는 자동차 크기보다 큽니다. 크기의 변화에 관계없이 한 가지 핵심 요구 사항은 원활한 조립을 위해 이러한 구성 요소를 정확하고 정밀하게 가공해야 한다는 것입니다.
CNC 기계는 제품 설계자가 이러한 요구 사항을 충족하기 위해 에너지 산업에서 사용하는 핵심 가공 기술 중 하나입니다. 예를 들어, Canyon Hydro(Pelton 및 Francis 수력발전 터빈의 주요 제조업체 중 하나)는 7축 CNC 밀링 머신을 사용하여 길이 36피트 및 25톤 수력발전 시스템을 구성하는 대부분의 구성요소를 제작합니다.
CNC 기계에 대한 의존도가 높은 이유는 이해할 수 있습니다. 첫째, CNC 기계는 4µm의 작은 공차까지 가공할 수 있습니다. 이는 많은 수력 발전 부품 및 부품(단순 샤프트, 임펠러 및 부싱 등)에서 볼 수 있는 공차 한계와 거의 비슷합니다. 둘째, 다축 CNC 기계는 특히 매우 크고 복잡한 형상을 제작하는 데 적합합니다.
그러나 CNC 기계의 응용 분야는 재생 에너지 산업에만 국한되지 않습니다.
수력 발전 시스템과 마찬가지로 화석 연료에 의존하여 전력을 생산하는 기존 터빈 및 발전기에는 수천 개의 구성 요소가 있습니다. 그러나 재생 에너지 시스템과 달리 기존 발전기 구성 요소는 최대 2300℉의 극도로 높은 열 조건에 노출되기 때문에 엔지니어는 이러한 구성 요소에 대해 고강도 및 내열성 재료에 의존해야 합니다.
강도와 내열성이 높은 재료를 찾는 것은 제품 설계자에게 문제가 되지 않습니다. 대신 이러한 금속에 적합한 제조 방법을 찾는 것이 과제입니다. 예를 들어, 티타늄 및 그 합금과 같은 고강도 재료는 가공성이 낮거나(또는 평균) 금속 절단 중 떨림 현상이 발생하기 쉽습니다.
CNC 기계는 광범위한 재료와 호환되기 때문에 제조업체는 기존 발전기 및 터빈에서 볼 수 있는 기계 가공이 어려운 금속을 가공하기 위해 CNC 기계에 의존합니다. 예를 들어, 숙련된 기계공은 일반적으로 황삭의 경우 59m/min, 정삭 작업의 경우 180m/min 이상의 권장 절삭 속도로 티타늄을 CNC 가공합니다.
이송 속도와 절삭 속도의 차이에 대해 자세히 알아보십시오.
태양광 및 풍력 발전 시스템은 화석 연료에 의존하고 기후 변화에 기여하는 기존 에너지 시스템을 대체하면서 전 세계적으로 천천히 중심 무대를 차지하고 있습니다. 결과적으로 이러한 시스템의 효율성과 성능을 개선하기 위한 연구가 진행되고 있습니다. 예를 들어, 일부 연구 과학자들은 새로운 풍력 터빈 블레이드 디자인과 태양 전지판의 에너지 효율성과 성능을 조사하고 있습니다.
그리고 짐작하셨겠지만 CNC 기계는 이러한 연구 연구의 대부분에서 사용되는 블레이드와 태양 전지판의 신속한 프로토타이핑에 사용되는 기술 중 하나입니다. 이러한 선호의 주요 이유는 CNC 가공에서 설계를 수정하기 쉽기 때문입니다.
CNC 머시닝을 사용하면 3D CAD 소프트웨어에서 치수만 수정하면 되며 CNC 머시니스트는 새 블레이드(또는 태양광 패널 디자인)를 신속하게 제작하는 데 문제가 없습니다. 사출 성형과 같은 기존 제조 방법에서는 금형을 다시 만들어 처음부터 다시 시작해야 하는 경우가 아닙니다.
(관련 포스트:Rapid Prototyping에 CNC를 사용해야 하나요? 장점과 단점)
오늘날 에너지 산업에서 CNC 머시닝의 역할을 이해했으므로 CNC 머시닝이 산업 혁명 이후 필수적인 제조 방법이라는 데 동의할 것입니다. 그러나 CNC 기계가 에너지 부품 가공을 단순화하는 만큼 프로젝트의 성공도 함께 일하는 기계 공장에 달려 있습니다.
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CNC 기계
1940년대 초반 방위산업에서 사용되는 헬리콥터 로터 블레이드와 항공기 날개는 기존의 기계 가공 방식으로 제작되었기 때문에 제작 과정에서 오류가 발생하기 쉬웠습니다. 방위 산업은 John T. Parsons 및 MIT와 협력하여 1949년 최초의 진정한 수치 제어 공작 기계를 만들어 이 문제를 해결했습니다. 이 프로젝트에서 얻은 아이디어는 나중에 1952년 최초의 CNC 기계 개발로 이어진 일련의 이벤트를 시작했습니다. 그리고 그 이후로 컴퓨터 수치 제어(CNC) 기계는 국방에 사용되는 가공 기술의 최전선에 있었습니다. 산업.
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