CNC vs 재래식 가공: 핵심 차이점 및 이점

수치 제어 가공 기술은 재래식 가공 기술에서 유래했으며, 재래식 가공 기술, 컴퓨터 수치 제어 기술, 컴퓨터 지원 설계 및 보조 제조 기술의 유기적 결합입니다. 기술의 지속적인 발전으로 현대 제조에서 점점 더 많은 부품이 정밀 가공되어야 하며, 공작물의 가공 정밀도와 표면 복잡성에 대한 요구 사항도 점점 더 높아지고 있습니다. 따라서 CNC 가공이 널리 주목받고 있지만, 비용 절감 측면에서는 CNC 가공이 여전히 전통적인 가공보다 비쌉니다. 이제 CNC 가공과 전통 가공의 차이점과 장점을 소개하겠습니다.

CNC와 재래식 가공의 차이점

1. 작동 방식

CNC 시스템은 소프트웨어와 하드웨어로 구성됩니다. 조작자는 소프트웨어를 사용하여 공작기계를 모니터링하고 프로그램을 생성합니다. NC 프로그램은 기계가 부품을 어떻게 처리할지 지시하는 명령 목록입니다. NC 하드웨어는 프로그램을 읽고 기계에 어떻게 작동할지 지시합니다.

재래식 가공은 조작자가 공작기계의 모든 움직임을 직접 제어하는 것을 의미합니다. 조작자는 장비를 언제 이동할지 선택할 수 있습니다. 또한 이송을 언제 멈출지, 언제 어디서 멈출지 결정합니다. 조작자는 제어 레버에 내장된 특수 자와 게이지를 사용하여 정확도를 높입니다.

2. 비용과 생산량

재래식 가공 비용은 낮으며, 보통 소량 프로젝트에 사용됩니다. CNC 가공은 대량 생산에 사용되며 소규모 프로젝트에는 비용 효율적이지 않습니다.

3. 복제성

CNC - 올바른 프로그래밍 후 CNC 기계는 필요한 만큼 동일한 최종 결과를 반복 생산할 수 있습니다. 높은 생산 할당량은 CNC 기능에서 큰 이점을 얻습니다.

인적 요인으로 인해 재래식 가공(단일 맞춤 부품 제작에 매우 적합)은 재래식 가공을 사용하여 정확한 복제품을 만들 수 없습니다.

4. 필요 인력

CNC 가공 - 적절한 교육을 받으면 CNC 조작자가 여러 기계를 동시에 감독할 수 있습니다. 기계가 프로그래밍된 후에는 거의 사람의 개입 없이 스스로 작업을 수행할 수 있습니다.

재래식 가공 - 재래식 가공 기술을 마스터하려면 풍부한 지식, 교육, 재능이 필요합니다. 보통 다른 기술(보통 여러 명)을 가진 사람들이 공정의 다른 부분을 완료해야 합니다. 수동 선반에서는 각 기계마다 숙련된 기술자가 필요합니다.

5. 정밀도

CNC 가공 - 생산이 소프트웨어 기반이므로 CNC 기계는 수동이나 전통적인 가공 방법으로는 제작하기 거의 불가능한 부품을 제조할 수 있습니다. 인적 오류 요인을 제거함으로써 매번 정밀하게 절삭할 수 있어 오류 가능성을 크게 줄이고, 제품 낭비를 줄이며 품질을 보장합니다!

재래식 가공 - 재래식 가공의 최종 결과는 전적으로 기술자의 숙련도와 경험에 달려 있습니다.

6. 가공 기술

일반 가공 공정에서 위치 결정 기준, 클램핑 방법, 공구, 절삭 방법 등을 단순화할 수 있지만, 데이터 처리 공정은 더 복잡하며 이러한 요소를 충분히 고려해야 합니다. 동일한 가공 작업에 대해 CNC 가공 공정은 여러 가지 방안을 가질 수 있으며, 여러 가공 부품과 가공 공구를 주 라인으로 배치할 수 있습니다. 공정은 다양화된 특성을 가집니다. 이것이 CNC 가공 공정과 전통 가공 공정의 차이점입니다.

7. 클램핑과 지그

CNC 가공 공정에서 지그와 공작기계의 좌표 방향이 상대적으로 고정되어야 할 뿐만 아니라, 부품과 공작기계 좌표계 사이의 치수 관계도 조정되어야 합니다. 또한 클램핑 과정에서 위치 결정과 클램핑 두 단계를 효과적으로 제어해야 합니다. 전통적인 가공 공정에서는 공작기계 자체의 제한된 가공 능력으로 인해 가공 과정에서 여러 번 클램핑해야 합니다.

 또한 특수 지그를 사용해야 하므로 지그 설계 및 제조 비용이 높아지고, 이는 제품 생산 비용을 사실상 증가시킵니다. CNC 가공 공정의 위치 결정은 기기로 디버깅할 수 있습니다. 대부분의 경우 특수 지그 설계가 필요하지 않으므로 비용이 상대적으로 낮습니다.

8. 절삭 공구

가공 공정에서 커터 공구 선택은 가공 기술과 가공 방법에 따라 결정되어야 합니다. 특히 CNC 가공에서 고속 절삭을 사용하면 가공 효율 향상에 도움이 될 뿐만 아니라 가공 품질도 보장할 수 있으며, 절삭 변형 확률을 효과적으로 줄이고 가공 주기를 단축할 수 있어 고속 절삭 조건에서의 절삭 공구 수요가 더욱 증가합니다.

CNC 가공이 재래식 가공보다 나은 점

최근 많은 제조 회사가 전통 가공에서 CNC 가공으로 전환한 것은 놀라운 일이 아닙니다. 자동차 지능화, 의료, 군사, 항공우주 산업 모두 정밀 부품을 필요로 하며, 공차는 +/- .0005 이내로 엄격해야 하는데, 이는 전통적인 가공으로는 달성하기 어렵습니다. 다음으로 CNC 가공이 전통 가공에 비해 가지는 장점을 살펴보겠습니다.

1. 작업자 안전

CNC 기계 조작자는 보호 구조 뒤에 날카로운 부품을 보호할 수 있습니다. 조작자는 유리를 통해 기계에서 일어나는 일을 볼 수 있습니다. 조작자는 스핀들이나 밀링 머신에 가까이 갈 필요가 없습니다. 조작자는 냉각수에 가까이 갈 필요가 없습니다. 소재에 따라 특정 액체는 인체 피부에 위험할 수 있습니다.

2. 인건비 절감

재래식 가공의 경우 각 기계마다 전문 기술 인력이 필요하며, 이들은 경험, 기술, 상대 기계에 대한 광범위한 지식을 가져야 합니다. 반면 CNC 가공은 소프트웨어 프로그램에 의해 엄격하게 제어되며, 초기 설정과 데이터 입력 외에는 거의 수동 개입이 필요하지 않습니다.

조작자는 설정이나 프로그램의 오류만 확인하면 됩니다. 이는 조작자 사이에 자유 시간이 있음을 의미하며, 이 시간을 이용해 더 많은 기계를 조작할 수 있습니다. 한 조작자가 여러 공작기계를 사용할 수 있어 더 많은 인력을 고용하는 비용을 절약하면서도 높은 생산 수준을 유지할 수 있습니다.

컴퓨터가 중요한 역할을 하기 때문에 인적 오류와 작업장 안전 저해 가능성이 크게 줄어듭니다.

3. 뛰어난 재현성

CNC 공작기계는 정밀한 속도와 위치를 제어하도록 설계되어 수천 개의 100% 동일한 부품을 기록적인 시간에 생산할 수 있습니다. 이는 휴대용 또는 전통적인 가공으로는 달성할 수 없는 업적입니다. 기계는 동일한 절삭이나 동일한 마무리를 반복하도록 프로그래밍할 수 있으며, 가공 부품 품질에 영향을 주지 않습니다.

단일 맞춤 부품을 만들어야 할 때는 재래식 가공이 잘 작동하며, 재래식 기계는 숙련된 조작자의 도움으로 유사한 부품을 만들 수 있습니다. 그래도 부품 간에는 여전히 미세한 차이가 있습니다.

4. 대량 생산과 고품질

인력이 필요하기 때문에 재래식 가공은 주로 소량 및 소규모 프로젝트에 사용됩니다. 그러나 금속 가공 부품을 수십 개 생산하든 수천 개 생산하든 CNC 공작기계는 최고 수준의 정확도를 제공할 수 있습니다.

수치 제어 고품질 소재는 마모와 파손에 강하며, 이는 재래식 가공에서 흔합니다. 결과적으로 신속하지만 적절한 유지보수로 24시간 가동할 수 있습니다. 또한 CNC 가공은 첨단 소프트웨어를 사용하여 사양에 따라 정기적으로 업데이트할 수 있어 초복잡 부품 제조를 더 쉽게 만듭니다.

CNC 기계에는 자동 냉각 시스템도 있어 열 손상 가능성을 줄입니다. 많은 고급 기계 모델에는 내장된 칩 저장 장치와 컨베이어 벨트가 있어 칩 관리가 가능합니다.

5. 프로토타입 불필요

프로토타입은 설계를 시뮬레이션하고 타당성 다이어그램을 그리는 데 필요합니다. CNC 가공 이전에는 각 제조업체가 타당한 프로토타입을 개발하고 시험 가동을 한 후 가공 공정으로 진행했습니다. 수동으로 수행하면 전체 루틴이 보통 며칠 또는 몇 달이 걸립니다. CNC 기계의 도입은 소프트웨어 프로그래밍을 도입하여 설계를 입력하고 실제 상황에서 사용할 수 있는지 직관적으로 볼 수 있게 했습니다. 이는 프로토타입 개발에 추가 비용을 지불할 필요가 없음을 의미하며, 몇 주 또는 몇 달의 생산 시간을 절약할 수 있습니다.

6. 복잡한 부품 개발 능력

CNC 기계는 언제든지 재프로그래밍하고 업데이트할 수 있어 3D, 4D, 심지어 5D 부품을 자유롭고 쉽게 생산할 수 있습니다. 필요한 경우 기존 CNC 가공 부품 생산과 복잡한 부품 생산 간의 전환을 더 원활하게 할 수 있습니다. 또한 소프트웨어가 설계를 저장할 수 있어 원하는 형상이나 기타 설계를 더 빠르게 다시 방문할 수 있습니다.

7. 높은 절삭 매개변수

이제 밀폐된 절삭 영역을 통해 고속 CNC 터닝을 수행할 수 있습니다. 칩이 고속으로 날아가고 가공 중 고압 냉각수가 분사됩니다. 속도가 10000rpm 이상에 도달하면 수동 조작이 불가능합니다. 절삭 속도가 매우 빠르기 때문에 칩 폭과 이송 속도를 안정적으로 유지하여 진동을 방지해야 하는데, 이는 수동으로 할 수 없습니다.

8. 다양한 소재 선택

이것이 CNC 가공이 전통 가공보다 가진 가장 큰 장점일 수 있습니다. CNC 기계는 금속, 강철, 목재, 폼, 민감한 플라스틱을 포함하여 거의 모든 유형의 소재를 사용할 수 있습니다.

9. 높은 가공 정밀도

CNC 가공은 고부가가치 및 저부가가치 제품 모두에 최고 수준의 정밀도, 정확도, 속도를 제공할 수 있으며, 이는 다양한 산업의 제조업체에게 매우 유리한 선택입니다. 전통적인 수동 밀링 머신의 가공 정밀도는 +/-0.05mm인 반면, CNC 가공 센터는 0.005mm, 0.003mm 또는 더 높은 정밀도에 도달할 수 있습니다. (관련 게시물: CNC 가공이란?)

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