제조공정
인간은 금속의 잠재력을 진정으로 이해하고 있을까요? 연성과 전성을 가진 이 물질들은 우리 삶에 수많은 재화를 가져다주었습니다. 금속이 없었다면 문명도 없었을 것입니다. 일상 곳곳에서 금속 응용을 볼 수 있습니다. 강철로 집 구조를 만들고, 구리로 케이블 속 전선을 만들며, 은과 금으로 화폐를 주조해 가치를 저장합니다. 하지만 우리 삶을 크게 바꾼 것은 금속 가공 장비입니다. 기계를 통해 우리는 제품을 직접 만들거나 포장할 필요가 없어졌습니다. 이는 시간을 크게 절약하고 비용을 절감했습니다. 산업 현장에서 그 가치를 입증한 장비, 오늘의 주제인 CNC 터닝 및 밀링 머신, 즉 CNC 선반에 대해 알아보겠습니다.
CNC 터닝 및 밀링 머신은 공작물을 가공하는 서로 다른 두 가지 방식의 기계입니다. 먼저 CNC 터닝 머신부터 살펴보겠습니다. CNC 터닝 머신은 흔히 선반(lathe)이라 불리는, 부품을 가공하는 가장 오래되고 단순한 형태의 기계로 여겨집니다. CNC 터닝 머신은 수평 또는 수직으로 배치할 수 있습니다. 공작물의 무게와 공차에 따라 CNC 터닝 머신의 배치 방식이 결정됩니다.
CNC 터닝 머신의 주된 목적은 공작물을 회전시키는 것입니다. 보통 원형 공작물을 가공하지만, 필요에 따라 사각형이나 육각형 같은 다른 형태도 가공할 수 있습니다. 공작물은 척(chuck)이라는 장치에 고정됩니다. 척은 분당 회전수(RPM)를 다양하게 조절하며 회전할 수 있습니다. 회전하는 공작물에 기계의 공구가 접근해 불필요한 소재를 깎아내 원하는 형상을 만듭니다.
CNC 터닝 머신에 이어 CNC 터닝 및 밀링 머신을 구성하는 다른 기계, CNC 밀링 머신에 대해 알아보겠습니다. 밀링 공정은 드릴링과 절단과 유사한 독특한 금속 가공 기술입니다. CNC 밀링 머신의 주 기능은 공구를 회전 및 이동시키는 것이며, 이때 공작물은 고정되어 있어야 합니다. CNC 터닝 머신과 마찬가지로 CNC 밀링 머신도 공작물의 무게와 공차에 따라 수평 또는 수직으로 배치할 수 있습니다. CNC 밀링 머신 내부에는 여러 축(axis)이 있어 다양한 각도에서 공작물을 절단해 다양한 형상, 구멍, 슬롯을 만들 수 있습니다. CNC 밀링 머신은 스핀들(spindle) 또는 베드(bed)를 이용해 축을 조작해 원하는 형상을 만듭니다.
CNC 터닝 및 밀링 머신을 구성하는 두 기계 유형을 살펴보았습니다. 서로 다른 장비지만 몇 가지 공통점이 있습니다. 예를 들어, 두 기계 모두 '절삭 가공(subtractive manufacturing)' 기술을 이용해 공작물에서 불필요한 소재를 제거합니다. 또한 두 기계 모두 컴퓨터 수치 제어(CNC) 기술을 활용합니다. CNC 기술로 기계를 잘 작동시키려면 컴퓨터 지원 설계(CAD) 소프트웨어로 프로그래밍해야 합니다. 이렇게 하면 사람이 장비를 지속적으로 감시할 필요가 없어 감독 인력이 줄어들고 인적 오류가 최소화됩니다. CNC 터닝 머신과 CNC 밀링 머신 모두 알루미늄, 강철, 황동, 구리, 티타늄 등 특정 금속 가공에 적합한 선택지입니다.
제조공정
자동화는 CNC 제조의 주요 동력 중 하나입니다. 자동화 제조가 산업 현장에 지속적으로 진입하고 새로운 발명이 나오면서 CNC 프로그래밍의 역할은 더욱 중요해질 것입니다. CNC 프로그래머는 컴퓨터 수치 제어 머신을 조작해 금속, 플라스틱 등 소재를 절삭해 항공기나 가전제품 같은 제품을 만듭니다. 가장 단순하게 말하면, CNC 프로그래머는 코드와 소프트웨어를 사용해 머신에 무엇을 자를지 지시합니다. 초기 프로그래밍 외에도 기존 소프트웨어와 코드의 트러블슈팅과 개선을 담당합니다. 도면을 활용해 정확한 방향을 확보하고 엔지니어와 협업해
절삭 제조에서 고유한 공정들은 예비 성형 블랭크에서 여분의 재료를 제거해 필요 부품을 제작하면서 각기 다른 형상, 마감, 공차를 낳습니다. 각 공정은 장단점이 있어 특정 작업에 적합합니다. 가공 기술 발전으로 공정 간 경계가 모호해졌지만, 이 글에서는 밀링과 터닝을 명확한 별개 원리로 간주하고 단순하게 설명하겠습니다. 차이점을 보기 전, 밀링과 터닝의 유사점부터 살펴보겠습니다. 둘 다 절삭 제조로, 고체 블록의 층을 제거해 의도한 제품을 성형합니다. 이는 층을 쌓아 올리는 적층 제조와 대비됩니다. 터닝과 밀