CNC 가공에서 피해야 할 4가지 핵심 설계 함정

컴퓨터 수치 제어(CNC) 가공은 오늘날 제조업체들 사이에서 인기 있는 선택이며, 그 이유를 쉽게 알 수 있습니다. CNC 가공은 다양한 플라스틱과 금속과 호환될 뿐만 아니라 정확하고 내구성 있는 부품을 생산할 수 있는 신뢰할 수 있는 제조 공정이기도 합니다. 컴퓨터 프로그래밍된 절삭 공구가 고체 블록에서 소재를 제거하여 매번 정확한 사양을 충족하는 최종 제품을 드러냅니다. 그러나 CNC 설계 모범 사례를 구현하지 않으면 생산 시간과 비용이 점점 더 높아질 수 있습니다.

Fast Radius에서 우리 팀은 수년간 제품 팀을 CNC 가공 공정을 통해 안내해 왔으므로 어떤 함정을 주의해야 할지 알고 있습니다. CNC 설계 시 설계자들이 저지르는 가장 흔한 4가지 실수와 해결 방법을 소개합니다.

시간과 비용을 낭비하는 4가지 CNC 설계 실수

1. 날카로운 내부 모서리 설계

CNC 비트는 원형이어서 날카로운 내부 각도를 달성하는 것은 비용이 많이 들고 시간이 많이 걸립니다. 원형 공구로 90° 각도를 가공하는 것은 불가능합니다. 원형 공구는 내부 수직 가장자리를 밀링할 때 항상 코너 반경을 생성하여 부품이 제대로 맞물리지 않게 하거나 엔드밀이 공정 중간에 멈추게 할 수 있습니다.

둥근 모서리를 설계하면 날카로운 내부 모서리 문제를 완전히 해결할 수 있지만, 설계에 내부 각도가 필요한 경우 반경으로 설계하고 코너 반경을 늘려 부드럽게 만드세요. 커터와 같은 직경의 코너 반경은 채터와 과도한 공구 마모를 유발할 수 있고, 너무 작은 코너 반경은 기계공이 여러 개의 더 작은 비트를 더 낮은 속도로 사용해야 합니다. 코너 반경을 0.005인치(약 0.127mm)만 늘려도 비용을 절약하고 오류를 방지할 수 있습니다.

정사각형 수컷 부품이 있는 경우 독본 필렛(dog-bone fillet)이나 T-본 필렛을 사용하여 약간 둥근 내부 모서리를 가진 암컷 캐비티에 맞도록 할 수 있습니다. 독본 필렛의 진입점을 라우터 비트 직경보다 15~20% 더 크게 설계해야 합니다.

2. 얇은 벽 포함

일부 제품 팀은 소재 사용을 최소화하기 위해 얇은 벽으로 부품을 설계할 수 있지만, 이 '해결책'은 해결하는 것보다 더 많은 문제를 만듭니다. 너무 얇은 벽은 부품 고장과 뒤틀림을 유발하고 금속의 표면 마감과 가공 공정 정확도를 저해할 수 있습니다. 얇은 벽은 CNC 절삭 공구 뒤의 가공 힘과 과도한 진동으로 인해 가공 중에 부러지거나 구부러지거나 깨질 수 있습니다.

부품의 이상적인 벽 두께는 어떤 소재를 CNC 가공하느냐에 따라 다릅니다. 예를 들어 알루미늄 CNC 가공 시 0.8mm 벽 두께면 충분합니다. 그러나 플라스틱의 이상적인 최소 벽 두께는 1.5mm입니다. 또한 벽이 높을수록 강성을 높이기 위해 더 두꺼워야 한다는 점을 명심하세요. 경험 많은 CNC 제조 파트너와 상담하여 측정이 올바른지 확인하세요.

설계에 높고 얇은 벽이 필요한 경우 너비-높이 비율을 3:1로 유지하세요. 가공을 가속화하고 잔여 소재 양을 줄이기 위해 약간의 드래프트를 추가할 수도 있습니다.

3. 가공 텍스트 포함

CNC 밀링으로 부품에 텍스트와 심볼을 높은 정밀도로 조각하거나 엠보싱할 수 있지만, 텍스트 가공은 비용이 들 수 있습니다. 첫째, 기계공은 텍스트를 위해 별도의 절삭 공구를 사용해야 합니다. 그런 다음 텍스트 가공이 프로젝트에 추가할 시간(그리고 연장선상의 비용)을 고려해야 합니다. 텍스트를 절단하는 작은 엔드밀은 상대적으로 느리기 때문입니다.

좋은 소식은 부품에 텍스트가 필요한 경우 몇 가지 옵션이 있다는 것입니다. 텍스트를 가공해야 한다면 돌출 텍스트 대신 음각 텍스트를 선택하여 기계가 부품 전체 표면에서 소재를 제거하지 않아도 되게 하세요. 기계공에게 가공 후 텍스트를 추가하게 할 수도 있습니다. 예를 들어 CNC 가공 후 레이저 마킹을 하면 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.

4. 깊은 캐비티, 구멍, 나사산 포함

밀링 공구는 유한한 길이를 가지며, 그 길이는 캐비티를 얼마나 깊게 만들어야 하는지 결정합니다. 대부분의 경우 밀링 공구는 직경의 2~3배 깊이까지 캐비티를 밀링할 때 가장 효율적이고 정확합니다. 이보다 더 깊은 캐비티를 밀링하면 리드 타임이 연장되고, 공구 편향이나 파손을 유발하거나, 채터와 칩 배출 어려움을 초래할 수 있습니다. 더 비싼 특수 절삭 공구가 필요할 수도 있습니다.

깊은 캐비티가 있는 부품 설계는 아예 피하는 것이 최선이지만, 부품에 깊은 캐비티, 구멍, 나사산이 필요한 경우 캐비티 깊이를 가능한 한 줄이세요. 또한 밀링 공구의 길이를 염두에 두세요.

Fast Radius와 함께 신중하게 설계하기

신중한 설계 결정은 장기적으로 시간과 비용을 절약할 수 있지만 까다로울 수 있습니다. 부품, 그 기능, CNC 제조 공정, 소재 등에 대한 철저한 이해가 필요합니다. 도움이 필요하다면 Fast Radius 같은 경험 많은 CNC 제조 파트너와 협업하세요.

설계 및 엔지니어링 전문가 팀과 최신 설계 및 제조 기술을 갖춘 Fast Radius는 비용과 정확성 사이의 완벽한 균형을 이루며 부품을 최적화하는 데 필요한 모든 것을 갖추고 있습니다. 오늘 우리 전문가들과 연결하여 시작하세요.

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