Fusion 360 머시닝 익스텐션의 툴패스 수정 기능 마스터하기

Fusion 360 머시닝 익스텐션의 툴패스 수정 도구는 복잡한 부품 가공 시 발생할 수 있는 까다로운 상황을 피하는 데 도움을 줍니다.

정육면체 블록만큼 가공하기 쉬운 객체는 드뭅니다. 오늘날의 복잡한 제품은 훨씬 더 다양한 형상을 요구합니다. 형상은 곡면이거나 이중 곡면일 수 있고, 언더컷, 수직 벽, 구멍 등이 있을 수 있습니다. 말할 것도 없이 고급 피처 가공은 상당한 도전이 될 수 있습니다.

CAM 프로그래머들은 더 까다로운 상황을 헤쳐나갈 몇 가지 비법을 가지고 있습니다. 하지만 예상치 못한 상황도 발생합니다. 예를 들어 툴패스 생성을 위한 모델 데이터가 이상적이지 않은 경우는 어떨까요? 이런 상황은 주로 서드파티 CAD 데이터 임포트, 불량한 설계 기법, 부적절한 서페이싱, 하이브리드 설계 문제 등이 원인입니다. 이런 문제는 툴패스가 접점 경계를 존중하지 않고 인접 영역으로 침범하게 만듭니다. 이를 방치하면 부품 스크랩, 공구 손상, 나아가 머신 손상으로 이어질 수 있습니다.

Autodesk Fusion 360은 이 문제를 해결하기 위한 유용한 툴패스 수정 도구를 도입했습니다. 이 글에서는 Fusion 360에서 툴패스 수정을 활용해 까다로운 상황을 헤쳐나가는 몇 가지 사례를 다룹니다.

"툴패스 수정"이란?

툴패스 수정은 사용자가 툴패스 세그먼트를 수정, 삭제, 제거해 툴패스를 더 안전하고 효율적으로 만들고 프로그래밍 시간을 단축할 수 있게 합니다. 다양한 도구들의 집합체로, 툴패스 트리밍, 패스/세그먼트 삭제, 공구 교체, 공구 진입 위치 수정 등이 포함됩니다. 툴패스 수정은 Fusion 360 머시닝 익스텐션의 일부입니다.

Fusion 360에서 툴패스 수정 기능 접근하기

Fusion 360 머시닝 익스텐션을 구매한 후 유효한 툴패스를 생성하세요. 유효한 툴패스 생성 후 툴바에 수정(Modify) 탭이 표시되며 다양한 툴패스 수정 기능에 접근할 수 있습니다.

대부분의 툴패스 유형이 툴패스 수정을 지원합니다. 하지만 다음 툴패스 유형은 지원하지 않습니다: 2D 툴패스, 2D/3D 적응형, 2D/3D 포켓, 2D 슬롯, 2D 나사, 2D 보어, 2D 원형, 2D 챔퍼, 드릴링, 터닝 툴패스.

이는 주로 모든 2D 툴패스가 모델 인식형(연관성)이 아니기 때문입니다. 이론적으로 수정 적용 시 위험한 리드/링크가 생성될 수 있습니다. 또한 황삭 툴패스 시 황삭 작업 트리밍이 공구의 잔여 소재 진입/퇴출 위치에 안전상 영향을 줄 수 있습니다.

언제 툴패스 수정을 사용해야 할까?

예제 1

이 예제에서 경사진 면은 툴패스 수정을 사용해 공회전 이동을 피할 기회를 보여줍니다.

여기서 진짜 힘은 면 선택이 모델과 연관되어 있다는 점입니다. 설계가 변경되면 트리밍된 툴패스도 변경 사항을 반영해 업데이트됩니다. 위 이미지에서 볼 수 있듯 공회전 이동이 사라져 더 효율적인 툴패스가 됩니다.

예제 2

자동차 헤드라이트 몰드 예제입니다. 일부 경우 평행 전략이 접점 경계를 존중하지 않는 것을 볼 수 있습니다:

어떤 상황에서는 터치/회피 서페이스를 포함하도록 전략을 편집해 이 문제를 극복하려 시도할 수 있습니다. 하지만 항상 만족스러운 결과를 주지는 않습니다. 서페이스 선택과 계산 시간이 길어지는 경우가 많습니다. 툴패스 편집은 이 프로세스를 훨씬 더 효율적으로 만듭니다.

재계산된 리드와 링크는 트리밍된 영역에만 적용된다는 점이 중요합니다. 한편 원래 툴패스의 나머지 부분은 그대로 유지됩니다. 위 이미지에서 보듯 결과 툴패스는 더 효율적이고 안전하며, 전반적으로 더 나은 표면 조도 품질을 제공합니다.

예제 3

세 번째 예제는 툴패스의 비효율성을 제거하고 싶은 상황입니다. 측면에서 공구가 접근해 러그를 가공하는 경우로, 러그의 날카로운 모서리가 둥글어지는 위험을 줄입니다. 두 러그에 걸쳐 좋은 품질의 툴패스를 얻기 위해 일부 지오메트리를 생성했지만, 이는 공회전 이동이 많은 비효율적인 전략이 됩니다.

툴패스 편집으로 불필요한 툴패스를 모두 트리밍하면서 러그 가공에 필요한 부분만 남길 수 있습니다. 아래 이미지에서 트리밍된 툴패스 부분을 확인할 수 있습니다. 공회전 이동을 제거하고 더 효율적인 툴패스만 남겼습니다. 이로 인해 이 러그 세트의 가공 시간이 18분 이상에서 13분 조금 넘게로 단축되었습니다. 러그 4세트, 생산 런 20~50개 부품 기준으로 엄청난 가공 시간 절감입니다.

예제 4

네 번째 예제에서는 두 툴패스의 장점을 결합하는 방법을 살펴봅니다.

여기서 펜슬 툴패스로 필릿 영역의 내부 반경을 가공합니다. 하지만 공구가 툴패스의 수직 영역에 접근하면 파편화되기 시작합니다.

또 다른 문제는 수직 필릿을 따라 공구를 수직으로 내리는 툴패스를 실행하면 커터 수명과 부품 품질이 저해될 수 있다는 점입니다. 이는 공구 손상과 열악한 표면 조도로 이어집니다. 툴패스 편집으로 파편화된 툴패스의 상단 부분을 트리밍해 좋은 펜슬 트레이스 툴패스를 얻을 수 있습니다.

모델에는 Steep and Shallow 툴패스도 있습니다. 윤곽 툴패스로 일정한 스텝다운으로 수직 벽을 가공합니다. 여기서는 툴패스 트리밍 기능을 활용해 이전에 파편화된 펜슬 툴패스 영역 주변의 폴리곤 스케치 내부 부분만 남깁니다.

트리밍 결과 적절한 위치의 수평 세그먼트 세트가 생성됩니다. 많은 프로그래머는 올바른 표면 조도를 위해 스텝다운을 조정하곤 합니다. 다행히 트리밍된 툴패스는 적용된 트리밍을 기억하면서 즉석에서 이루어진 툴패스 매개변수 변경을 반영합니다. 아래 이미지에서 좋은 솔루션을 확인할 수 있습니다:

예제 5

다음 예제는 두 가지 문제를 제시합니다. 첫째, 공구가 모서리를 넘어 필요 이상으로 부품 깊숙이 들어갑니다. 이는 아직 제거되지 않은 잔여 소재 속으로 공구가 파고들어 공구와 표면 조도를 손상시킬 수 있음을 의미합니다.

둘째, 볼 엔드밀로 평면을 가공하는 것은 비현실적입니다. 팁에서의 공구 회전 속도는 거의 0에 가깝고, 공구 바닥으로 가공하면 종종 열악한 표면 조도를 초래합니다.

여기서 경계 트리밍 도구로 후속 가공을 위해 제외할 영역을 빠르게 식별할 수 있습니다. 플랫 엔드밀로 나중에 가공하면 더 효율적인 툴패스, 더 나은 표면 조도, 더 오래가는 공구를 얻을 수 있습니다.

예제 6

다음 예제에서는 이 포켓들의 가파른/완만한 영역을 가공하는 툴패스가 있습니다. 공구가 리드인/리드아웃 이동 시 부품에 미세한 자국을 남기는 것은 매우 흔한 일입니다. 불행히도 리드인/리드아웃 위치에 따라 표면 품질 저하와 사후 연마 작업 증가로 이어질 수 있습니다.

또 다른 문제는 공구가 더 큰 하중을 받는 영역에서 포켓에 진입할 때 발생합니다. 예를 들어 코너에서는 공구에 가해지는 충격 하중으로 공구 수명이 단축될 수 있습니다.

여기서 툴패스 수정으로 모든 닫힌 세그먼트 패스의 진입 위치를 이동할 수 있습니다. 이는 수동 연마 필요성을 줄여 더 나은 표면 조도와 커터 수명 연장에 특히 유용합니다. 다축 언더컷 영역 가공 시에도 공구가 오버행/언더컷 영역에 더 안전하고 쉽게 접근할 수 있게 해줍니다.

툴패스 수정의 가장 큰 장점 중 하나는 수정 중인 툴패스를 완전히 재생성할 필요가 없다는 점입니다. Fusion 360은 영향받는 리드와 링크만 재생성해 프로그래밍 시간을 절약하고 부품 제작에 더 많은 시간을 쓸 수 있게 합니다.

예제 7

마지막 예제에서는 공구의 홀더나 생크가 가파른 벽 영역에서 스톡이나 부품과 충돌하는 상황입니다.

시뮬레이션에서 공구 홀더가 벽을 타고 올라갈 때 부품과 충돌하는 것을 확인할 수 있습니다. 툴패스 트리밍으로 툴패스를 더 가파른 영역과 더 완만한 영역으로 분할할 수 있습니다. 이렇게 하면 분할된 두 툴패스 세그먼트가 모두 유지됩니다.

더 가파른 영역에서는 공구 변경(Change Tool) 기능으로 동일한 절삭 지오메트리를 가진 더 긴 공구로 교체할 수 있습니다. 이로써 공구와 모델이 충돌 없이 유지됩니다.

이 경우의 이점은 (원래 공구와 절삭 지오메트리가 동일하다고 가정하면) 공구 교체 시 툴패스 재계산이 필요 없다는 점입니다.

다시 말해, 툴패스 일부 구간의 공구를 변경하면 더 효율적인 사이클 타임, 더 효율적인 프로그래밍, 필요할 때만 더 긴 공구로 교체하는 것이 가능해집니다.

Fusion 360 툴패스 수정 더 알아보기

보시다시피 툴패스 수정은 더 적은 가공 시간으로 부품을 더 정확하게 가공할 수 있는 유연성을 제공해 더 나은 품질의 표면 조도와 부품을 만듭니다.

Fusion 360 툴패스 수정에 대해 더 알아보려면 이 도움말 항목을 방문하세요. Fusion 360 YouTube 채널에도 이 글에서 설명한 기능을 설명하는 유용한 비디오 리소스가 있습니다.

오늘 Fusion 360 머시닝 익스텐션을 무료로 체험하고 Fusion 360에서 툴패스 수정을 잠금 해제하세요: