시제품 가공 생산을 위한 스마트 비용 절감 전략

때로는 원오프(One-off) 시제품도 부품 가공이 필요할 수 있습니다. 특정 소재 요구사항(PTFE, 티타늄, G-10 복합재 등), 엄격한 공차, 표면 조도, 또는 CNC 가공과 터닝 서비스로만 얻을 수 있는 최적의 속성 때문일 수 있습니다.

하지만 일부 고객으로부터 "왜 시제품 비용이 이리 비싼가?", "단순한 시제품 하나에 수백 달러가 드나?" 같은 불만을 접하곤 합니다. 거의 모든 고객이 CNC 가공 시제품 제조에 대해 비슷한 의문을 가집니다. 동시에 코로나19가 기업의 진전과 경제적 이익을 대규모로 위협하는 지금, 이 기술로 부품 제조 비용을 절감하는 방법을 아는 것이 그 어느 때보다 중요합니다. 오늘 SANS Machining이 쾌속 조형 비용 절감과 신규 마케팅 프로젝트 시작을 돕는 몇 가지 팁을 공유합니다.

다음은 CNC 가공 시제품 제조의 핵심 포인트입니다.

사전 계획(Plan Ahead)

CNC 가공 프로젝트 시작 전 철저한 계획은 장기적으로 비용과 시간을 아껴줍니다. 부품 도면이 실현 가능하고 전문가 검토를 거쳐 인정받았는지 시제품 제작 전 확인하세요. 부품 최종 설계를 계속 수정하느라 추가 시간과 비용을 들일 필요 없습니다. 생산 전 부품에 적합한 설비를 갖춰 각 단계의 공정 통제가 비용 절감에 중요합니다.

적합한 가공 기술 선택(Choose The Right Machining Technology)

CNC 가공 공정에서 고객 요구사항에 가장 적합한 가공 공정이 무엇인지 먼저 검토·판단해야 합니다. 전체 가공 시간 단축뿐 아니라 부품 품질 효과적 관리도 가능합니다. 예를 들어, 작업 횟수 축소와 홀 크기·깊이 변경으로 시제품 가공 생산 비용을 절감할 수 있습니다.

5축 CNC에서 반드시 가공해야 하는 부품이 아니라면, 한 번에 한 면만 가공할 수 있음을 기억하세요. 즉, 부품을 여러 번 뒤집어야 하고 여러 작업이 필요할 수 있습니다. 각 뒤집기나 작업마다 셋업, 공구 교체, 로딩, 가공, 언로딩이 필요합니다. 가능하면 작업 횟수 축소로 작업 공정 절감, 특히 소량 생산 시 효과적입니다.

일반적으로 작고 깊은 홀을 정밀 드릴링하는 데 큰 홀이나 얕은 홀보다 더 많은 시간이 걸립니다. 둘째, 표준 드릴과 엔드밀 사이즈 사용을 권장합니다. 표준 드릴 비트와 엔드밀은 구하기 쉽고 맞춤형보다 저렴합니다. 표준 사이즈가 맞춤 사이즈보다 낫습니다.

적합한 제조 소재 선택(Choose Suitable Manufacturing Materials)

부품의 다양한 기능과 용도에 따라 가장 구하기 쉽고 저렴하면서 설계 요구사항을 충족하고 동일한 기대 결과를 낼 수 있는 소재를 선택해야 합니다. 예를 들어 알루미늄 6061은 CNC 가공과 터닝에 가장 널리 쓰이는 상용 금속입니다. 즉, 알루미늄 부품 가격이 낮고 납기도 보통 더 빠릅니다. 7000 시리즈 알루미늄이나 티타늄 같은 다른 엔지니어링 합금과 비교하면 알루미늄 6061 시제품 제작이 비용과 시간을 아껴줍니다. CNC 가공의 황금률을 따르고 계시다면, 생산 시간 단축이 비용 절감으로 이어지므로 더 빠르고 쉽게 절삭·밀링·드릴링 가능한 소재 선택이 비용 절감에 도움이 됩니다.

물론 많은 정밀 의료 기기나 항공우주 부품에는 고가 소재가 필요할 수 있습니다. 어쨌든 쾌속 조형 비용 절감과 부품 고품질 유지를 위해 올바른 소재 선택이 우리의 목표입니다.

합리적인 공차 범위(Reasonable Tolerance Range)

전문 제조업체나 쾌속 조형 서비스에 부품을 의뢰할 때, 해당 부품의 공차 요구사항을 제공하는 것은 필수적입니다. 그래야 CNC 머신 오퍼레이터가 요구 정밀도를 알 수 있습니다.

부품 전체 공차를 최대한 엄격하게 요구할 수 있지만, 설계의 모든 면이 특별히 엄격한 공차를 필요로 하지는 않습니다. 공차가 작을수록(타이트할수록) 공차 영역이 좁아지고 부품 가격이 올라갑니다. 이런 가격 책정의 본질은 중첩으로, 가격 일부를 상승시킵니다. 시제품에 절대적으로 필요한 공차 조건을 이해하고 오직 그만큼만 명시해 비용을 절감하세요. 일반적으로 부품 기능에 절대적으로 중요한, 다른 부품과 결합되는 면과 부품에만 치수 표기가 필요합니다. 덜 중요한 피처는 표준 공차 ±0.127mm(±0.005인치)로 가공해도 고객은 여전히 고품질·고정밀 부품을 얻을 수 있습니다.

배치로 비용 분담(Share Expenses In Batches)

SANS는 CNC 가공 시제품에 경쟁력 있는 가격을 제공합니다. 하지만 수량을 약간만 늘려도 단가가 급격히 떨어집니다. 셋업 비용이 가공 부품들 간에 분담되기 때문입니다. 시제품 밀링 부품 견적 시, 수량을 1~2개 늘려 가격을 확인하는 것이 좋은 관행입니다. 가격 차이가 생각보다 작을 때가 많습니다.

합리적 설계(Reasonable Design)

쾌속 조형 기능에 영향 주지 않는 선에서 일부 에지나 각도 수정. 매일 디자이너, 제품 엔지니어, 구매자로부터 아이디어나 발명 관련 문의를 많이 받습니다. 하지만 모든 부품이 완벽해 수정 없이 시제품 제작 가능한 것은 아닙니다. 일부 아이디어나 발명은 디자이너나 최종 소비자가 설계해 가공 경험과 지식이 부족하고 미적 관점에서만 접근합니다. 따라서 최종 도면 구조가 생산에 복잡하거나 중복됩니다. 이런 도면은 제작 불가능 위험이 있거나 생산 전 수정·보완이 필요합니다.

또한 복잡하고 세부적인 부품은 다중 공정이 필요하고 여러 머신이 투입될 수 있어 프로그래밍, 고정, 셋업 비용이 증가합니다. 다면 작업이 필요한 복잡 부품은 별도 구성품으로 설계해 가공 후 조립하면 더 저렴하게 생산될 수 있습니다.

CNC 가공 부품 비용 절감 방법을 찾고 계시다면, SANS가 시간과 비용을 아껴드리는 제작 전문성을 제공해 드립니다.