3축·5축 CNC 밀링으로 생산 비용 절감하는 방법

CNC 가공은 절삭 공구를 사용해 원자재나 기존 부품에서 재료를 제거하는 감산적 제조 방식입니다. CNC 가공 센터는 일반적으로 가장 진보된 5축 공작기계를 사용하여 중간 설정 과정을 없애고 언더컷 및 오프축 피처를 가능하게 함으로써 납기를 크게 단축합니다.

단순 평면 부품부터 까다롭고 복잡한 3차원 형상까지, 적절한 CNC 공작기계 선택이 중요합니다. 다양한 유형의 CNC 공작기계가 서로 다른 부품을 가공할 수 있습니다. 사용 기계 유형(CNC 선반, 3축 CNC 밀링 머신, 5축 가공 센터)은 보통 부품 복잡도, 형상, 크기, 공차, 최종 용도, 제품 유형 재료에 따라 달라집니다.

CNC 가공 재료

재료는 CNC 가공 비용에 영향을 미치는 두 번째로 중요한 요소인 경우가 많습니다. 재료 비용과 가공성의 균형을 맞출 때 가장 비용 효율적인 가공이 달성됩니다. 가공성, 즉 공정 중 재료의 가공 용이성 측면에서, 재료의 가공성이 높을수록 부품 생산이 빠르고 서비스 비용이 낮아집니다. 플라스틱 재료와 부드러운 금속 합금은 일반적으로 가공이 더 쉽습니다. 재료의 고유 가공성을 판단하려면 CNC 가공 차트의 다양한 물성을 참조하세요.

CNC 가공 시간과 인건비

CNC 공작기계를 프로그래밍하는 기술자들. CNC 가공으로 제조할 때 보통 가장 큰 비용 요소는 부품 제조에 필요한 시간입니다. 복잡하고 큰 부품은 더 긴 가공 시간이 필요해 전체 비용이 증가합니다.

다축 가공이 필요한 복잡한 형상은 더 오랜 시간이 걸리고, 복잡한 구조는 보통 수작업 제조와 후처리에 의존합니다. 부품 설계의 각 면에 서로 다른 피처가 있는 경우 보통 수동으로 재위치시켜야 합니다. 때로는 새로운 지그로 재위치시켜 이러한 피처를 가공하기도 합니다. 설계 실현과 관련된 공정이 많을수록 부품 비용이 비싸집니다.

CNC 가공 비용은 부품 수량이 증가함에 따라 크게 감소합니다. 프로젝트 초기 단계에서 대량 가공 부품으로 인한 단가 하락을 고려하는 것이 유리할 수 있습니다.

CNC 부품 설계

최적화된 설계를 통해 가공 알루미늄 부품을 빠르게 생산할 수 있으며, 수동 재위치 지정이 거의 필요 없어 가공 부품 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 구체적으로 다음과 같은 주요 설계 특징을 고려할 수 있습니다:

• 종횡비 4 미만의 설계 피처가 이상적입니다. 더 작은 피처는 더 많은 기계 통과가 필요하고 진동이 발생하기 쉬워 정밀도와 가공 시간이 개선됩니다.
• 공구 직경의 2~3배 깊이까지 캐비티를 절삭하는 것이 가장 좋습니다. 가능하다면 공구 직경의 4배 미만으로 깊이를 만드세요.
• 벽 두께는 0.8~1.5mm 사이가 적당합니다. 더 얇은 벽은 낮은 절삭 깊이로 공구를 여러 번 통과시켜야 합니다. 박벽 피처는 진동이 발생하기 쉬워 정밀 가공에 어려움을 주고 가공 시간을 늘립니다.

표준 드릴 크기의 구멍은 빠르게 완료할 수 있지만, 비표준 크기 구멍은 엔드밀로 가공해야 해 총비용과 가공 시간이 증가합니다. 나사산은 최소 길이 1.5배 구멍 직경, 최대 길이 3배 구멍 직경으로 설계해야 합니다.

길이-직경 비율 3:1 이하 또는 더 작은 내부 코너 반경은 밀링 횟수 감소, 공구 교체 불필요, 전체 가공 시간 단축을 보장합니다.

CNC 가공 주문 비용을 줄이려 할 때, 저렴한 재료와 쉬운 가공, 최적화된 표준 설계 간의 균형을 맞추는 것이 최선입니다. 설계의 모든 기능이 핵심 프로젝트에 필수적이도록 하여 전체 범위를 단순화할 수 있습니다. 기술자에게 요구되는 사항이 복잡할수록 솔루션 효율은 낮아집니다.

결론

광범위하게 말해, 설계, 특정 치수, 요구사항 때문에 복잡한 부품은 가공 과정에서 더 많은 고려가 필요합니다. 부품이 설계 과정에 있을 때, 설계 엔지니어는 가능할 때마다 단순하고 생산하기 쉬운 부품을 만들기 위해 항상 노력해야 합니다. 설계가 단순할수록 제조가 쉽고 간접 비용이 저렴합니다.

기계 설계자들은 더 적은 부품으로 최대 성능을 제공하는 설계를 만드는 방법을 고민해 왔으며, 이는 효율성과 높은 수율을 보장하면서 비용을 절감할 수 있습니다. CNC 가공은 부품 제작과 시제품 제작에 효과적인 제조 방식입니다. 핵심 설계 디테일과 가공 능력이 잘 균형을 이루지 못하면 비용 효율성을 잃을 수 있습니다.