다이아몬드 가공 마스터하기: 검증된 팁과 고급 기술

게시일: 2019년 8월 26일 | 작성자: WayKen Rapid Manufacturing

다이아몬드 가공이 부품 표면 품질을 향상시키는 이유

가공 시 절삭 공구의 경도는 가공 기술에서 가장 중요한 매개변수 중 하나입니다. 모두가 알다시피 다이아몬드보다 더 단단한 물질은 없습니다. 인공 다이아몬드는 매우 높은 온도와 절삭 조건을 견딜 수 있습니다. 비용이 상대적으로 저렴하며 절삭 날이 매우 미세하여 싱글 팁 다이아몬드 커터로 거울 같은 표면을 얻을 수 있습니다. 이는 극도로 비싼 연마 및 폴리싱 장비를 구매하지 않고도 그러한 미세한 표면 조도를 달성할 수 있는 유일한 방법입니다. 다이아몬드는 단순한 CNC 공작 기계에 장착할 수 있으며, 기술 시스템을 최대 강성으로 조정하면 뛰어난 결과를 얻을 수 있습니다. 가장 단단한 금속을 가공하여 거울 같은 표면 마감을 얻을 수 있습니다. 다이아몬드 터닝과 다이아몬드 밀링은 현재 상업적으로 이용 가능한 가장 보편적인 기술입니다.

다이아몬드 가공 사용의 장점

다이아몬드 가공에는 많은 장점이 있으며, 주요한 것은 다음과 같습니다:

1. 뛰어난 알루미늄 가공. 다이아몬드 공구는 높은 절삭 속도와 온도를 견디는 데 매우 뛰어납니다. 따라서 다이아몬드 기술은 알루미늄 부품의 대량 생산에 자주 사용됩니다. 단일 다이아몬드 인서트는 알루미늄 가공 시 수많은 초경 공구보다 오래갑니다.
2. 경질 합금 생산. 더 단단한 재료가 더 부드러운 재료를 절삭할 수 있다는 것은 일반적인 법칙입니다. 다이아몬드보다 단단한 것이 없기 때문에 초경, 세라믹 및 높은 경도 매개변수를 가진 기타 재료 가공에 매우 유용합니다.
3. 다이아몬드 폴리싱. 일부 다이아몬드 커터는 유리, 폴리카보네이트, PMMA와 같은 투명 재료를 폴리싱하는 데 사용됩니다. 이는 공구 팁에 매우 미세한 다이아몬드 입자가 있기 때문입니다.
4. 내구성. 다이아몬드 공구 인서트는 초경 인서트보다 30~50배 더 내구성이 있습니다.
5. 표면 조도. 고품질 가공을 위해 다이아몬드 가공을 사용하면 기존 공구보다 더 나은 표면 조도를 얻을 수 있습니다. 기본적으로 다이아몬드 공구는 가공에 미세한 연삭 기능을 추가합니다.

다이아몬드 가공 기술

다이아몬드를 어느 정도 활용하는 대부분의 가공 방법은 연삭 및 폴리싱 기술로 간주되지만, CNC 장비에 구현할 수 있고 연마 가공보다는 절삭에 더 가까운 두 가지 방법이 있습니다.

싱글 포인트 다이아몬드 터닝 (SPDT)

SPDT는 일반 터닝과 매우 유사한 방법이지만 사용되는 공구가 다이아몬드 팁 커터입니다. 또한 제조 시스템의 강성이 훨씬 더 커야 합니다. 이는 고정구 사이의 짧은 길이, 더 짧은 공구 지지대, 진동을 최소화하는 것을 의미합니다. SPDT는 주로 회전 부품인 광학 렌즈 제조에 특히 유용합니다. 선반에 고정하고 싱글 팁 다이아몬드 인서트를 사용하여 투명한 표면을 얻는 것이 매우 편리합니다.

싱글 포인트 다이아몬드 밀링 (SPDM)

싱글 포인트 다이아몬드 밀링은 기존 밀링과 유사하지만 주요 차이점은 절삭 공구와 가공 매개변수입니다. 공구는 다이아몬드 팁 인서트가 장착된 밀링 커터입니다. 5축 머시닝 센터에 장착하면 유리, PMMA, 폴리카보네이트로 만든 복잡한 표면을 가공하는 데 완벽합니다. 최소 절삭 이송과 풍부한 윤활유를 사용하는 매우 빠르게 회전하는 다이아몬드 밀은 자동차 램프 렌즈, 라이트 가이드, 맞춤형 창유리에 최고의 표면 마감을 생성할 수 있습니다. 그러나 진동은 표면 품질을 한 번에 망칠 수 있으므로 항상 진동을 기억해야 합니다. 품질을 개선하기 위해 일부 SPDM 기술은 한 방향으로만 가공합니다(밀이 경로를 가공한 다음 초기 측면으로 돌아가 스텝오버 이동을 수행하여 절삭 힘이 항상 한 방향으로 유지되도록 함).

다이아몬드 가공에 사용되는 공구

가공용 다이아몬드 공구는 인서트를 제외하면 다른 절삭 공구와 기본적으로 동일합니다. 인서트는 텅스텐 또는 초경으로 된 기본 재료를 가지고 있으며 그 팁에 얇은 다이아몬드 필름이 보입니다. 이 필름은 매우 단단하며 기존 공구보다 최대 50배 더 오래 지속됩니다. 매우 날카롭고 매우 깨끗한 절단을 제공하여 최고 수준의 표면 마감을 만듭니다.

다이아몬드로 절삭 가능한 재료

다이아몬드 공구는 세라믹, 실리콘, 폴리카보네이트, 플렉시글라스(PMMA), 알루미늄, 구리, 청동, 티타늄과 같은 비철 합금, 유리, ABS, 폴리에틸렌과 같은 다양한 폴리머, 콘크리트, 화강암, 석재와 같은 고연마성 재료 등 다양한 재료를 가공할 수 있습니다. 보시다시피 재료 범위는 매우 넓으며 단단하고 부서지기 쉬운 것부터 부드럽고 투명한 것까지 다양합니다.

다이아몬드 가공을 절대 사용할 수 없는 경우

한 가지 매우 중요한 주의사항은 다이아몬드 공구로 강철이나 철 합금을 절삭할 수 없다는 것입니다. 그 이유는 이들 모두 상당량의 탄소 원자를 포함하고 있기 때문입니다. 가공은 항상 고온에서 수행되며 다이아몬드와 강철 모두 탄소를 포함하므로 가열 시 원자가 소결될 수 있습니다. 이렇게 하면 공구가 부품 재료에 달라붙어 두 구성 요소 모두 낭비됩니다.

다이아몬드 가공이 좋은 결과를 가져올 수 있는 분야

실제 사례 연구를 기반으로 다이아몬드 가공이 빛을 발하는 분야를 논의하는 것이 가장 좋습니다. 따라서 예시 목록을 작성했습니다.

• 램프 렌즈 프로토타입. CNC 프로토타이핑 서비스의 일환으로 자동차 램프 렌즈 프로토타입을 다이아몬드 절삭으로 제조할 수 있습니다. 렌즈가 너무 크고 기하학적 구조가 너무 복잡하여(나중에 광 전도 특성을 유지하면서 분할하여 접착해야 함) 연삭으로는 불가능하지만, 5축 CNC 공작 기계가 장착된 다이아몬드 팁 밀은 적절한 품질로 거울 같은 표면을 제조할 수 있습니다.
• 라이트 가이드. 라이트 가이드는 복잡한 방식으로 특정 지점을 조명하는 데 도움이 되는 특수 튜브와 투명 구성 요소입니다. 기하학적 복잡성을 유지하면서 매우 미세한 표면 마감이 필요합니다. 최고의 3축, 4축 또는 5축 CNC 밀링 머신으로 WayKen은 최신 다이아몬드 가공 기술을 채택하여 5축 마이크로 밀링 능력이 다양한 유형의 라이트 가이드와 렌즈를 배열 또는 자유형 패턴으로 우수한 광학 품질로 생산할 수 있습니다.