CNC 밀링 머신 부품용 올바른 소재 선택: 전문가 가이드

ABS, PC, PMMA, POM, PEEK 블록 소재와 같은 일반 플라스틱은 CNC 밀링 머신이나 CNC 터닝 머신으로 가공할 수 있습니다. CNC 가공 부품 제작 방법에 대한 자세한 내용은 여기를 탐색하세요.

프로토타입을 만들고 싶고 특정 소재 요구사항(예: 투명 PC)이 있는 경우 공정은 CNC 가공(CNC 밀링 또는 터닝)으로 제한됩니다. 물론 사출 성형도 이 부품을 생산할 수 있을 것입니다. 그러나 하나의 프로토타입을 위해 수천만 달러를 지출하는 것은 비현실적입니다.

이 글에서는 실제 프로젝트에서 영감을 받은 플라스틱 소재 선택에 관한 두 가지 실제 이야기를 쓰겠습니다. (기밀 유지 이유로 이름, 회사, 제품은 익명 처리됨).

1. 서로 다른 플라스틱 밀링 머신 부품 간 색상 일관성 유지

오래된 고객이 새로운 프로토타입 문의로 찾아왔습니다. 세 부품에 요청된 소재는 흰색 PA6(나일론)입니다. 두 부품은 접착 및 폴리싱이 필요합니다.

그러나 일부 사람들이 알다시피 나일론 소재는 "자체 윤활" 특성이 있어 다른 부품과 접착할 수 없습니다. 또한 소재 자체 특성상 나일론은 폴리싱이 권장되지 않습니다. 폴리싱 후 밀링된 나일론 부품 표면은 CNC 기계로만 밀링된 부품보다 더 거칠어집니다.

고객은 접착이 필요한 두 부품을 흰색 PC로 변경했습니다. 접착 가능(다만 PC 부품은 강하게 접착되지 않음)하고 꽤 매끄럽게 폴리싱할 수 있습니다.

그러나 이 고객은 이 프로토타입의 미학을 매우 중요하게 생각합니다. 모든 부품을 조립하여 중요한 고객에게 프레젠테이션하거나 전시회에 출품한다면 부품 색상이 일관되어야 합니다. 문제는 PC와 나일론 소재가 모두 흰색이라도 약간 다른 흰색이라는 것입니다. 다음 사진은 고객에게 차이를 보여주기 위해 제가 찍은 것입니다:

위 사진에서 보듯 모두 흰색이지만 실제로는 약간 다릅니다. 작은 디테일이지만 프로토타입의 미학이 정말 중요하다면(예: 중요한 고객에게 프레젠테이션하거나 전시회에 출품), 다른 소재의 색상 일관성을 무시하는 것은 좋지 않습니다.

이야기로 돌아가서, 사진을 본 고객은 세 부품 모두 흰색 ABS로 선택했고 최종 결과에 매우 만족했습니다.

2. 투명 PC 밀링 머신 부품의 대안은 있는가?

처음에 말했듯 소재가 반드시 PC여야 한다면 프로토타입 제작을 위한 유일한 공정은 CNC 가공입니다. 하지만 투명하기만 하면 되고 어떤 투명 소재든 상관없으며 비용을 최대한 낮추고 싶다면 어떨까요?

신규 고객이 몇 개의 설계 파일을 간단한 메시지와 함께 보냈습니다: "이것은 투명 폴리싱 폴리카보네이트 프로토타입이어야 합니다. 투명 테프론이 필요한 부품이 있습니다" (기밀 유지 이유로 정보 일부 은폐).

메시지가 꽤 단순했고 투명 테프론 블록 소재가 없음(사출 성형용 투명 테프론 펠릿만 있음)을 알게 되어 고객이 남긴 휴대폰 번호로 전화했습니다.

소통 후 약 5갤런의 물을 담아야 하고 소재가 꼭 PC일 필요는 없음을 알았습니다. 모든 부품이 다른 투명 소재여도 됩니다. 고객은 프로토타입 제작에 가능한 한 적은 돈을 쓰고 전체 항목이 의도대로 작동하는지 테스트하고 싶어 합니다. 부품이 매우 투명할 필요는 없습니다. 내부가 보이는 정도면 됩니다. 투명 부품 제작이 너무 비싸면 그렇게 투명하지 않아도 괜찮습니다.

이 모든 정보를 얻은 후 이 부품을 3D 프린팅으로 제작하고 표면 마감으로 투명 폴리싱을 권장했습니다. 3D 프린팅은 많은 복잡한 형태를 만들 수 있고 보통 CNC 가공보다 훨씬 저렴합니다. 때때로 부품이 CNC 밀링 머신에 너무 복잡하면 여러 부품으로 분할하여 별도 가공하고 마지막에 접착해야 합니다.

이 경우 부품이 꽤 많은 물을 담아야 하므로 부품을 분할하지 않는 것이 최선입니다. 접착제가 아무리 강해도 접착된 부품이 그만한 양의 물을 담지 못할 가능성이 있기 때문입니다.

3D 프린팅의 단점은 프린트된 부품 내부에 작은 투명 기포가 있을 수 있고, 소재가 상당히 제한적입니다. SLA의 경우 사용 가능한 유일한 소재는 감광성 수지이고, SLS의 경우 완성된 부품 표면이 꽤 거칠어 폴리싱이나 도장으로 더 나은 미학을 낼 수 없습니다.

내 엔지니어링 팀과 제가 설계를 예비 검토한 후 고객에게 다섯 가지 가공 제안을 제공했습니다: CNC 밀링 PC + 증기 폴리싱, CNC 밀링 PC(증기 폴리싱 없음), 3D 프린팅 + 투명 폴리싱, 3D 프린팅(폴리싱 없음), 3D 프린팅(한 부품만 폴리싱). 또한 각 부품이 최종적으로 어떻게 보일지 고객이 볼 수 있도록 몇 가지 샘플 사진도 보냈습니다.

이 특정 경우, 소재가 반드시 폴리카보네이트여야 한다면 설계 구조와 CNC 가공 자체의 한계로 인해 일부 부품은 분할 및 접착이 필요할 것입니다. (약 5갤런의 물을 담아야 한다는 점 고려) 고객에게 매우 구체적인 분할 및 접착 계획을 제공했습니다. 또한 밀링 머신 폴리카보네이트 부품 표면은 꽤 안개 낀 듯 불투명하므로 부품을 투명하게 만들려면 증기 폴리싱을 사용해야 합니다. 투명도 요구사항이 높으면 증기 폴리싱 후 수동 폴리싱도 필요합니다. 이 경우 표면 마감으로 증기 폴리싱만 견적했습니다.

3D 프린팅(SLA)을 사용하면 부품을 분할할 필요가 없고 모두 전체 조각으로 가공한 후 조립할 수 있습니다. 하지만 방금 프린트된 부품은 투명 소재라도 부품 자체가 안개 낀 듯하며 수동 폴리싱으로 투명하게 만들어야 합니다.

다섯 제안 중 가장 높은 비용은 CNC 밀링 PC + 증기 폴리싱, 가장 낮은 비용은 3D 프린팅(SLA) 투명 소재(폴리싱 없음)입니다.

모든 제안을 본 고객은 3D 프린팅과 투명해야 할 한 부품만 폴리싱하는 것으로 결정했습니다. 부품이 꽤 잘 작동하며 이제 사출 성형 준비가 되었습니다.

결론

위 프로젝트에서 적합한 플라스틱 소재 선택은 작은 디테일이지만, 우리는 항상 인내심을 갖고 고객에게 최적의 서비스를 제공하기 위해 최선을 다합니다.