CNC 공작기계 종류 완벽 가이드: 3축부터 12축까지 용도와 한계

CNC 가공은 컴퓨터 제어 공정이 빠르고 정확하면서 전통 가공 대비 상당한 비용 절감을 제공해 제조업에서 부품·컴포넌트 생산의 가장 인기 있는 방식이 되었습니다. 하지만 밀링, 드릴링, 터닝 등 다양한 CNC 공작기계가 있고, 공구, 레이저, 플라즈마, 방전 등 절단 방식 기반 기계도 있습니다. 가공장 사장과 제작자가 자사 산업에 맞는 CNC 기계를 아는 건 어려울 수 있습니다.

본문에서는 각 CNC 공작기계 유형의 용도와 한계를 설명해 귀하의 가공 요건에 가장 적합한 기계를 결정하도록 돕습니다.

CNC 공작기계 유형

CNC 공작기계는 3축 CNC 공작기계와 다축 CNC 공작기계 두 주요 범주로 나뉩니다.

3축 CNC 공작기계는 밀링이나 터닝에 쓰이며, 다축 CNC 공작기계는 세 가지 분류가 있습니다:

• 인덱스드 CNC 가공 3+2축
• 연속 5축 CNC 공작기계
• 밀-터닝 (Mill-turning)

3축 CNC 공작기계

작업장에서 가장 흔한 CNC 공작기계 유형입니다. 공구가 공작물에 대해 X, Y, Z 세 방향으로 이동할 수 있습니다. 기본 축 명칭:

• X축: 좌우
• Y축: 전후
• Z축: 상하

3축 CNC 공작기계는 밀링 머신과 터닝 머신 두 종류가 있습니다.

CNC 밀링 머신

공작물이 바이스 위에 고정되고 특수 절삭 공구로 소재를 깎아냅니다. 절삭 공구는 X, Y, Z 세 선형 축을 따라 초고속 회전하는 스핀들에 장착됩니다.

장점:

• 프로그래밍이 상대적으로 쉬움
• 다른 구성보다 작동이 나음
• 저비용

용도:

• 표준 형상 제작에 적합

한계:

• 두 축 이상 조합이 필요한 형상 제작엔 부적합

CNC 터닝 머신 (선반)

CNC 터닝 머신은 밀링 머신보다 단위당 저비용으로 더 많은 작업량을 생산합니다. 공작물이 스핀들에 고정되고 절삭 공구가 외부·내부 둘레를 가공해 원하는 형상을 만듭니다. 센터 드릴과 내부 절삭 공구로 공작물 중심에 홀 가공도 가능합니다.

장점:

• 단위당 저비용
• 탁월한 정밀도

용도:

• 나사산, 평면, 3차원 복합 제품 생산에 유용

한계:

• 원통형 부품만 생산 가능

5축 CNC 공작기계

5축 CNC 공작기계는 CNC 터닝 머신의 한계를 쉽게 극복합니다. 이름대로 X, Y, Z, A, B 다섯 방향으로 회전합니다. A축은 4번째 축으로 베드 또는 X축 주위 회전, B축은 5번째 축으로 공구 헤드 또는 Y축 주위 회전을 뜻합니다.

장점:

• 복합 각도 포지셔닝으로 복잡 형상 설계 고속화
• 사이클 타임 단축으로 가공 비용 최적화
• 치수 안정성 향상

용도:

• 임펠러, 터빈, 흡기 포트 등 복잡 형상과 미세 클리어런스 부품

한계:

• 고가 셋업과 전문 작업자 필요

인덱스드 타입과 연속 타입 두 가지 5축 CNC 공작기계가 있음을 알아두세요. 연속 타입은 다섯 축 동시 이동 가능, 인덱스드 타입은 A, B축 주위 연속 접촉이 없고 회전 후 정지했다가 새 절단 위치에서 재정렬합니다.

밀-터닝 CNC 센터

밀-터닝 CNC 센터는 CNC 터닝 머신과 동등하면서 밀링 기능이 있어 공작물 소재 제거가 더 쉽습니다. 스핀들이 공작물을 잡고 선반처럼 회전해 높은 생산성을 냅니다. 밀-터닝 CNC 센터는 5축 CNC 밀링 머신 같은 복합 기하학적 유연성을 지닙니다.

장점:

• 클램핑 시간 단축
• 조달 비용 절감
• 공구 교체 시간 절약
• 공정 효율 증대

용도:

• 밀링이나 드릴링 필요한 원형 부품 제작에 유용

한계:

• Z축 주위 회전 불가

7축 CNC 공작기계

항공우주·군수 부품의 복잡한 지형 설계엔 공작물 주위 회전이나 공구 헤드 회전이 필요한데, 5축 CNC 공작기계엔 없습니다. 여기서 7축 CNC 공작기계가 필수적입니다. 5축 모든 축에 Z축 이동과 암 회전이 추가돼 공작물 타 기계 이송 시간 절약.

장점:

• 공작물 주위 회전
• 기계 교체 시간 절약
• 가공 속도 향상

용도:

• 복잡한 항공우주·군수 컴포넌트 설계에 사용

한계:

• 5축 기계보다 고가

12축 CNC 공작기계

가용한 모든 CNC 공작기계 중 12축이 가장 진보했습니다. 인적 개입 없이 높은 가공 자율성을 제공합니다. 알루미늄 같은 경합금에 밀링, 드릴링, 절단 수행 가능. 가장 좋은 건 두 헤드(수직 머시닝 센터 VMC, 수평 머시닝 센터 HMC)를 가져 아래 그림처럼 12가지 다른 각도에서 정밀도 달성 가능.

장점:

• 비할 데 없는 설계 유연성
• 빠른 셋업 변경

용도:

• 가장 까다로운 가공 공정에 이상적

한계:

• 고도로 정교한 셋업과 전문 작업자 필요

신뢰할 수 있는 공급업체에서 CNC 가공용 소재 구매

인더스트리얼 메탈 서비스는 CNC 가공에 흔히 쓰이는 알루미늄, 티타늄, 스테인리스강 등 다양한 금속을 공급하며, 금속 톱질 서비스로 소재를 규격대로 절단해 귀중한 생산 시간 절약과 소재 낭비 감소를 돕습니다. 우리 MetlSaw NF12-T12는 12인치 두께 알루미늄 플레이트를 길이 12피트, 폭 12피트까지 절단 가능하며, 펄스 절단 기술 탑재 아마다 PCSAW 530 X 밴드톱은 강인한 티타늄 합금을 빠르고 정밀하게 절단합니다.