3축 vs 5축 CNC 가공: 핵심 차이점 설명

컴퓨터 수치 제어(CNC) 가공은 제조업체가 고정밀 부품을 정확하고 비용 효율적으로 제작할 수 있게 하는 감산 제조 공정입니다. CNC 가공은 절삭 공구를 사용하여 공작물에서 여분의 원재료를 제거하여 플라스틱, 금속, 복합재 같은 재료로부터 정밀한 완제품을 만듭니다.

요즘 제품 팀은 3축부터 5축, 심지어 9축 가공까지 다축 가공에 관해 많은 옵션을 가지고 있습니다. 각 유형 간 차이는 무엇일까요? 이 기사에서는 두 가지 인기 있는 CNC 가공 유형(3축 vs 5축) 간의 핵심 유사점과 차이점을 분석하고, 언제 하나를 다른 것보다 사용하는 것이 타당한지 설명하겠습니다.

3축 가공

작업자가 밀링 지시를 컴퓨터에 입력하면, 3축 CNC 기계는 X, Y, Z 세 축(좌우, 전후, 상하)을 따라 공구로 절삭하여 작업을 자동으로 완료합니다. CNC 밀링과 CNC 터닝 모두 3축 가공 범주에 속하지만, 작동 방식은 약간 다릅니다.

3축 CNC 밀링 기계를 사용할 때, 재료 블록은 바이스나 기계 베드에 고정됩니다. 회전 드릴이나 절삭 공구가 스핀들에 연결되어 X, Y, Z 축을 따라 이동하며 깎아내어 최종 구성품을 정확하게 형성합니다. 3축 CNC 밀링 기계는 대부분의 형상과 단순한 부품 생산에 탁월합니다.

반면 CNC 터닝 공정에서는 공작물이 회전 스핀들에 부착되고, 선반이 구성품을 성형합니다. 공작물을 고정한 스핀들이 회전하면, 센터 드릴이나 절삭 공구가 구성품의 외경과 내경을 따라가거나 중심 축을 따라 구멍을 만듭니다. CNC 밀링 기계에 비해 CNC 선반 터닝 기계는 부품을 더 빠르게 생산하고 단위당 비용이 더 저렴하여 대량 생산 런에 유리합니다.

3축 CNC 기계는 세 축을 따라만 절삭할 수 있으므로, 도달하기 어려운 깊고 좁은 캐비티가 있는 비전형적인 형상이나 설계로 어려움을 겪을 수 있습니다. 복잡한 형상의 부품을 가공할 때 작업자가 공작물을 수동으로 재배치해야 할 수 있으며, 이는 가공 속도를 늦추고 인건비와 가공 비용을 증가시키며, 완벽하지 않은 완제품을 초래할 수 있습니다.

5축 가공

5축 기계는 X, Y, Z뿐만 아니라 공구가 회전하는 A, B 두 축을 포함해 다섯 가지 방향으로 움직이는 공구에 의존합니다. 5축 CNC 기계를 사용하면 작업자가 단일 작업에서 모든 방향에서 부품에 접근할 수 있어, 작업 간 공작물을 수동으로 재배치할 필요가 없습니다. 5축 CNC 가공은 시간을 절약하고 의료, 오일 및 가스, 항공우주 산업에서 발견되는 것과 같은 복잡하고 정밀한 부품 제작에 이상적입니다. 제품 팀이 알아야 할 몇 가지 다른 종류의 5축 기계가 있습니다. 인덱스 5축 CNC 기계, 연속 5축 CNC 기계, 밀-터닝 CNC 센터가 있습니다.

3축 CNC 밀링과 마찬가지로, 인덱스 5축 CNC 가공에서는 절삭 공구가 세 축을 따라만 움직이고 공작물과 연속적인 접촉을 유지하지 않습니다. 그러나 가공 테이블과 공구 헤드는 작업 사이에 두 방향으로 자동으로 회전할 수 있습니다. 인덱스 5축 가공은 하우징, 지그, 고정구 제조에 훌륭합니다. 속도, 정밀도, 복잡한 형상 처리 능력 측면에서 3축 CNC 밀링과 연속 5축 CNC 가공 사이에 위치합니다.

연속 5축 CNC 가공에서는 절삭 공구와 공작물이 작동 중에 동시에 회전하고 이동할 수 있어 시간을 절약하고 유기적 표면을 가진 복잡한 형상을 제조할 수 있습니다. 연속 5축 CNC 가공은 향상된 표면 마감, 속도, 치수 안정성을 제공하지만, 부품당 비용이 가장 높습니다.

터닝 밀 CNC 센터는 한 가지 예외를 제외하고 CNC 터닝 기계와 사실상 동일합니다. CNC 밀링 장비가 장착되어 있습니다. 공작물은 회전하거나 정지 상태를 유지할 수 있는 스핀들에 부착되고, 절삭 공구가 공작물에서 재료를 제거합니다. CNC 선반 기계의 요소와 밀링 공구를 결합함으로써 밀-터닝 CNC 센터는 높은 수준의 정확도와 기하학적 다용성을 제공하여 캠샤프트나 원심 압축기 같은 느슨한 회전 대칭성을 가진 부품 제작에 훌륭합니다.

이러한 유형의 5축 CNC 밀링 기계는 더 깊은 부품과 경화 재료 가공 시 더 높은 정확도를 제공할 뿐만 아니라, 더 높은 수율과 더 빠른 가공 속도도 제공합니다. 그러나 5축 가공은 필요한 특수 장비와 전문 작업자 필요성으로 인해 더 비쌉니다.

3축 가공 vs 5축 가공

3축과 5축 밀링 기계의 주요 차이점은 전자가 세 축에서 공작물을 가공할 수 있는 반면, 후자는 다섯 축에서 가공할 수 있다는 점입니다. 둘 다 고도로 다용도이고 자동화되고 복제 가능한 생산 공정으로, 정확한 구성품을 신속하고 비용 효율적으로 제작할 수 있게 합니다. 그러나 다양한 이유로 하나를 다른 것보다 선택할 수 있습니다.

예산이 제한적이거나 평평한 표면만 절삭해야 한다면 3축 기계가 적합할 수 있습니다. 다섯 축 기계보다 저렴할 뿐만 아니라, 3축 기계는 프로그래밍이 더 간단하므로 비싼 전문 프로그래머와 작업자와 협력하는 비용을 들이지 않아도 됩니다. 또한 3축 가공은 준비 시간이 더 짧습니다.

더 깊은 부품이나 복잡한 형상의 부품을 생산해야 한다면 5축 가공을 사용하고 싶을 것입니다. 5축 기계를 사용하면 공작물을 수동 회전 없이 모든 면에서 가공할 수 있습니다. 5축 가공을 사용하면 더 높은 수율, 더 높은 정확도, 더 큰 이동 자유도, 더 큰 부품을 더 빠르게 제조할 수 있는 능력을 갖게 됩니다.

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