가공은 감산 제조 공정으로, 공작물에서 재료를 제거하여 원하는 부품이나 제품을 만듭니다. 매우 다용도이며 다양한 금속 및 비금속 기판을 수용합니다. 가공 작업에서 가장 일반적으로 사용되는 재료 중 하나는 알루미늄입니다.
더 가벼운 재료 무게, 낮은 재료 경도, 더 큰 성형성으로 인해 알루미늄은 가공 및 기타 제조 작업에 이상적입니다. 아래에서는 가공 응용 분야에서 알루미늄 사용의 다른 장점들을 강조하고, 알루미늄이 다양한 가공 공정에서 어떻게 사용되는지 논의하며, 알루미늄으로 제작된 일반적인 가공 부품들을 개요합니다.
"가공"은 밀링, 터닝, 드릴링 등 다양한 감산 제조 공정을 포함하는 포괄적 용어입니다. 또한 CNC 가공, 스위스 스크류 가공, 수직/수평 밀링, 방전 가공(EDM) 등 여러 가공 기술과 기법이 있습니다. 아래에서 알루미늄이 이러한 각 가공 방법에서 어떻게 다루어지는지 설명합니다.
농부 조를 위한 브라켓을 만든다면 재료를 얼마나 효율적으로 제거하든 정말 중요하지 않습니다. 하지만 허슬러 조를 위해 주당 10,000개 브라켓을 만든다면 제대로 된 작업을 해야 합니다.
알루미늄을 효과적으로 가공하는 주요 과제는 단순히 무언가를 터뜨리지 않으면서 최대 재료 제거율을 얻는 것입니다.
열이 너무 많으면 알루미늄이 녹아 공구에 융착될 수 있습니다. 버터처럼 잘리지만 알루미늄이 공구에 달라붙으면 마찰 교반 용접을 하게 되어 오래 가지 못합니다.
마찰을 최소화하는 것 외에도, 기계를 한계까지 밀어붙일 때 채터가 괴물이 될 수 있습니다. 깨끗해 보이는 포켓을 가공하려 할 때 특히 문제가 됩니다. 자, 불평은 그만. 현장에서 어떻게 끝내는지 알아봅시다.
어떤 상황에서도 알루미늄에 범용 커터를 사용해서는 안 됩니다. 기술적으로 작동하겠지만 알루미늄은 강철과 완전히 다릅니다.
기계에서 최대한의 성능을 얻는 데 도움이 될 공구 선택의 몇 가지 측면이 있습니다.
초경: 여러분에게는 당연한 선택이길 바랍니다. 비성능 응용 분야에서도 초경은 공구 수명 대비 비용과 표면 조도 모두에서 고속도강을 능가합니다.
여전히 초경에 대해 공구에 적합한 완벽한 매칭을 도와줄 몇 가지 좋은 사항이 있습니다. 본질적으로 우리는 공구에서 무엇을 원하는지 이해하기만 하면 됩니다. 알루미늄은 부드럽게 절삭되므로 공구가 절삭할 때 강한 충격 힘을 받지 않습니다.
면도날 같은 날카로운 에지 유지가 중요합니다. 이 이유로 우리는 재료 특성에서 인성보다 경도를 선택합니다. 이 특성에 영향을 주는 두 가지 주요 사항은 초경 입자 크기와 바인더 비율입니다.
입자 크기의 경우, 큰 입자는 더 단단한 재료를 생성하고, 작은 입자는 더 충격 저항성이 높고 인성이 있는 재료를 생성합니다. 알루미늄의 경우 에지 날카로움을 유지하려면 최대 에지 유지를 위해 작은 입자 크기를 원합니다.
다른 요인은 바인더 비율입니다. 초경 절삭 공구에서 바인더는 코발트입니다. 2~20% 코발트 함량을 가질 수 있습니다. 코발트는 초경 입자보다 부드러우므로 코발트가 많으면 인성 공구, 적으면 경도 공구가 됩니다. 따라서 기본적으로 큰 입자 크기와 낮은 코발트 함량의 초경 커터를 찾고 있습니다.
많은 사람들이 단순히 1000 SFM으로 RPM을 계산합니다. 이렇게 하면 다른 사람들보다 빠르지 않습니다.
솔직히 말해서, 이는 대부분의 커터에 권장되는 것입니다. 1000~1500 SFM은 스핀들을 실행하기에 완전히 정상적인 속도입니다. 고조파 테스트를 통해 3배 속도를 낼 수 있습니다. 나중에 자세히 설명하겠습니다.
이송 속도는 많은 사람들이 주저하는 부분입니다. 1/2″ 엔드밀로 치당 0.003″만 이송하면 시간을 낭비하는 것입니다. 생산에서는 커터 직경의 최소 1%를 치당 이송으로 밀어붙이고 싶습니다. 즉, 1/2″ 엔드밀은 치당 최소 0.005″로 이송되어야 합니다. 안정된 설정과 짧은 공구로 그 두 배까지 가능할 수 있습니다.
이 유일한 예외는 1/8″ 이하 같은 작은 공구로 작업할 때입니다. 칩 배출이 문제가 될 수 있어 더 얇은 칩을 위해 속도를 늦춰야 합니다.
알루미늄으로 하게 될 일반적인 작업 목록과 도움이 될 몇 가지 팁입니다.
셸 밀을 사용할 경우 확실히 매우 공격적인 레이크 각도와 연마된 인서트를 사용하세요. 마무리가 놀라울 것이고 RPM을 정말 높일 수 있습니다.
많은 사람들이 제대로 하지 못하는 부분입니다. 커터 직경의 절반을 스텝오버하고 절반 깊이로 들어가면 두 가지 이유로 실수입니다:
커터는 더 많이 처리할 수 있습니다. 거의 전체 폭으로 가세요. 제 기본은 커터 플랫의 95%입니다. 이유는 커터가 어쨌든 코너에 묻히기 때문입니다. 이는 공구가 코너에서 폭발하지 않게 이송을 늦춰야 함을 의미합니다. 100%로 가면 공구와 재료 편향으로 공구 경로 사이에 종이 같은 웨이퍼가 생길 수 있습니다.
존경할 만한 속도로 러핑할 때 50% 스텝오버는 하모닉스에 끔찍합니다. 공구가 공작물에 진입하는 충격이 최악의 위치, 모든 치아로 때리는 위치에 있습니다. 공구를 65% 스텝오버로만 옮겨도 채터가 눈에 띄게 감소합니다.
또 다른 팁은 포켓 내부 반경보다 약간 작은 커터 직경을 사용하는 것입니다. 1/2″ 엔드밀로 1/4″ 라디우스 포켓을 자르면 공구가 방향을 바꿀 때 채터로 코너를 파손하는 경향이 있습니다. 고속에서 공구는 즉시 방향을 바꾸지 않아 절삭 압력이 언로드됩니다. 이게 그 삐걱거리는 소음을 만듭니다.
보통 라디우스를 0.265″로 조정할 수 있는지 물어봐서 깨끗한 코너를 만듭니다. 이는 공구가 부품 형상과 접촉하는 것을 줄입니다. 기계도 더 높은 속도로 둥근 턴을 처리할 수 있습니다. 레이스트랙의 자동차를 생각하세요. 날카로운 코너면 자동차가 감속합니다. 더 큰 반경이면 기계가 감속할 필요가 없습니다.
이것으로 부품을 망치는 코너 삐걱거림을 거의 제거할 수 있습니다.
매우 깊은 슬롯의 경우 두 가지 옵션이 저에게 잘 작동합니다: 트로코이달 밀링으로 커터 편향과 채터 감소, 또는 스터브 플루트 엔드밀 사용.
개인적으로 스터브 플루트를 선호합니다. 공구가 훨씬 강하고 공구가 지그재그로 움직일 때 낭비 동작이 없기 때문입니다. 깊은 슬로팅은 전용 공구 사용이 종종 가치가 있는 응용 분야 중 하나입니다.
얕은 슬로팅(4xD 이하)에는 특별한 고려사항이 필요 없습니다. 그냥 하세요.
날카로운 드릴을 사용하세요. 초경 드릴이 항상 답은 아닙니다; 스핀들 RPM이나 생산량이 이를 정당화하지 못하면 비싼 초경 드릴을 돌릴 필요가 없습니다.
일반적으로 135도 스플릿 포인트 드릴을 사용하면 괜찮습니다. 드릴 팁에 웹이 있으면 불필요한 열을 절삭에 가하게 됩니다.
범용 탭은 기술적으로 작동하지만, 알루미늄 전용 탭이 훨씬 더 신뢰할 수 있습니다. 훨씬 더 공격적인 레이크 각도를 가져 더 깨끗한 절삭과 적은 열을 의미합니다.
또한 RPM에 소심하지 마세요. 기계에서 200 RPM을 넘지 않는다면 시간을 낭비하는 것입니다. 물론 일부 기계는 그저 낡고 지쳐서 백래시가 너무 많아 더 빠르게 절삭할 수 없습니다. 정말, 그런 기계에서는 경쟁력이 없을 것입니다. 요점은 알루미늄 탭핑은 쉽다는 것, 시간에 낭비하지 마세요.
높은 RPM. 별로 비밀이 아닙니다. 최대로 올리세요.
면도날처럼 날카롭고, 높은 헬릭스, 매우 공격적인 레이크 각도의 마무리 공구를 사용하면 슈퍼 샤이니 표면 조도를 얻는 데도 도움이 됩니다.
한 가지 언급할 가치가 있는 것은 부품이 필요 이상으로 예쁘게 만드는 데 시간을 낭비하지 말라는 것입니다. 때로는 고객을 기쁘게 하고 감동시키고 싶지만, 샤이니와 높은 Ra의 차이는 기억하세요.
마무리 절삭의 최대 이송 속도를 결정하기 위해 표면 조도 계산을 하는 것이 정말 가치가 있습니다. 보통 계산을 하고 안전을 위해 약 10% 낮춥니다. 그 경계선을 넘나들면 절반은 틀리게 됩니다.
뛰어난 가공성 외에도 알루미늄은 가공 작업에 적합하게 만드는 많은 특성을 보여줍니다:
위에서 언급했듯이 가공 공정은 금속, 플라스틱부터 종이, 목재까지 다양한 재료를 수용합니다. 알루미늄 외에도 가공 작업에 정기적으로 사용되는 재료에는 다른 금속(강철, 스테인리스강 등)과 열가소성 수지가 있습니다. 이 재료들과 비교하여 알루미늄은 여러 장점을 제공합니다:
강철 및 스테인리스강과 비교하여 알루미늄은 훨씬 가벼운 재료 무게와 더 나은 가공성을 보여줍니다.
산업 전문가들은 다양한 부품과 제품을 생산하기 위해 가공 작업에 알루미늄을 사용합니다. 이 구성 요소들은 다음을 포함한 광범위한 산업에서 응용됩니다:
일반적인 제품 예시로는 도웰 핀, EMI 하우징, 프론트 패널, 조명 기구, 의료 기기, 스플라인 샤프트가 있습니다.
산업기술
화학 가공(Chemical Machining)이란? 화학 가공은 금속 특성이나 무결성 변경 없이 포토케미컬 공정으로 지정된 영역에서 금속을 깨끗하게 제거하는 방법. 주로 복잡한 설계의 소형 박판 금속 부품을 번이나 응력 없이 제작하는 데 사용. 공정은 금속 표면 먼지·기름 세척으로 시작. 포토레지스트 도포·베이킹으로 균일 도포 보장. 아트워크(마스크)를 준비된 금속판 위에 놓고 자외선 노출로 원하는 해상도·에칭 사양 확보. 아트워크 제거 후 레지스트 현상/제거. 이후 금속판을 화학 용액에 담가 부품에 필수적이지 않은 모든 재료 용해
알루미늄 가공이란? 가공은 공작물에서 재료를 제거해 원하는 형상을 만드는 감산 제조 공정입니다. 금속과 비금속 모두 폭넓게 적용 가능하며, 그중 알루미늄은 가장 흔히 쓰이는 소재입니다. 알루미늄은 가볍고 경도가 낮으며 성형성이 좋아 가공에 매우 적합합니다. 이 글에서는 알루미늄 가공의 장점, 주요 공정별 특징, 대표적인 가공 부품을 다룹니다. 알루미늄 가공 공정 개요 가공은 밀링, 터닝, 드릴링 등 다양한 감산 공정을 아우르는 용어입니다. CNC 가공, 스위스 스크류 가공, 수직/수평 밀링, 방전 가공(EDM) 등 다양한 기술이
