머시니스트는 CNC 가공 공정 중 절삭 공구나 소재의 과열 영향을 완화하기 위해 CNC 머신 냉각제를 자주 사용합니다. 이 냉각제는 윤활제와 냉각 메커니즘으로 효과적이며 칩 제거를 돕습니다.
본문에서는 CNC 냉각제 작동 원리와 공급 기술, CNC 머신에서 냉각제의 중요성, 유형 등에 대해 다룹니다.
CNC 냉각제 또는 절삭유는 금속 절삭 작업에서 효율 향상을 위해 흔히 사용되는 산업용 유체입니다. CNC 가공 냉각제는 과학적 화합물 농도 조성을 통해 특수 화학 첨가제로 제조됩니다. 주요 성분에는 동물성 지방, 물, 석유 증류물, 식물성 오일, 기타 원료가 포함됩니다.
이 냉각제는 고밀도 플라스틱, 유리섬유, 금속 같은 소재를 절삭하는 CNC 머신 능력을 향상시키면서 고온 축적을 줄입니다.
CNC 머신 냉각제 혼합물은 CNC 가공 작업 중 작업 영역 위로 흐릅니다. 냉각제는 홍수처럼 작업 영역의 칩과 입자를 씻어냅니다. 그런 다음 머신 바닥의 섬프(sum프)로 흐르에서 펌프로 다시 작업 영역으로 순환되어 지속적으로 사용됩니다.
냉각제는 고속 가공 시 공작물을 식히고 저속에서는 절삭 공구를 윤활합니다. 따라서 CNC 냉각제는 절삭 공구 수명을 부식으로부터 보호하고 공작물 변형으로부터 보호하여 연장합니다. 최상의 성능을 위해 중앙 및 단일 CNC 머신 냉각제 시스템을 모니터링, 유지보수, 조정해야 합니다.
하지만 소형 냉각제 시스템은 오일 분리 및 여과에 덜 효과적인 구성요소를 사용하여 농도 수준의 지속적인 변화와 더 큰 편차를 초래합니다. 따라서 작은 시스템에서는 공작물 칩에 의한 오염에 덜 취약한 냉각제 사용이 최선입니다.
다양한 CNC 머신은 특성과 압력이 다른 냉각제를 사용합니다. 따라서 CNC 머신의 이상적인 냉각제 공급 메커니즘 선택이 필수적입니다. 적절하지 않은 양을 선택하면 작업장 자원이 빠르게 고갈되고, 잘못된 압력은 공작물이나 CNC 절삭 공구를 손상시킬 수 있습니다. CNC 머신의 일반적인 냉각제 공급 방식은 다음과 같습니다.
이 냉각제 공급 방식은 열과 칩 제거가 주된 고려사항이 아닌 작업에 적합한 저압을 사용합니다. 따라서 고압이 가해지지 않아 공구와 공작물에 추가 응력을 주지 않습니다.
공기 냉각 기술은 윤활 목적에는 이상적이지 않지만 열을 줄이고 칩을 배출하는 데 도움이 됩니다. 오일이나 수계 냉각제를 포함하지 않으므로 공기 냉각 공급은 덜 효과적입니다.
또한 공기 냉각 메커니즘은 더 민감한 소재를 다룰 때 공작물과 직접 접촉하기에 이상적입니다. 하지만 열충격이나 급팽창에 취약한 플라스틱 소재에는 직접 냉각제가 수축을 유발하므로 적합합니다.
모든 CNC 숍의 우선순위는 작업장 효율 개선, 생산 증대, 비용 절감으로 경쟁 우위 확보입니다. 그 결과 CNC 숍은 환경적 이점 때문에 MQL을 자주 채택합니다.
MQL 메커니즘은 필요한 양의 냉각제만 사용하여 비용과 소재 낭비를 줄입니다. 보통 매우 미세한 미스트나 에어로졸 형태로 정의된 작업을 효과적으로 수행할 적절한 냉각제를 공급합니다.
고압 CNC 머신 냉각제 공급은 가공 작업 중 칩을 제거하기 위해 1,000 psi 이상의 압력을 사용합니다. 이 방식은 칩을 소재에서 날려버리므로 칩 추출과 배출에 이상적입니다.
이 방식에서 사용되는 압력은 마이크로 직경 공구를 손상시킬 수 있지만 부품을 빠르고 효과적으로 냉각시킵니다. 따라서 이 방식은 CNC 드릴링이나 딥 캐비티 작업과 호환되며 냉각제나 내장 냉각제 탱크로 쉽게 이송됩니다.
가공 냉각제는 각각의 제조법을 가진 네 가지 주요 범주로 나뉩니다. 하지만 소재와 가공 공정을 고려하여 효율성과 종합적 성능 기준으로 냉각제를 선택하는 것이 좋습니다. 일반적인 머신 냉각제 유형은 다음과 같습니다.
이 냉각제는 석유나 광물유를 포함하지 않아 가장 깨끗합니다. 합성액은 물에 분해되는 녹 방지제와 화학 윤활제로 구성됩니다. 이 유체는 물과 혼합되어 금속가공유를 생성합니다. 따라서 이 CNC 냉각제는 높은 냉각 능력, 부식 방지, 쉬운 유지보수, 윤활성을 가집니다.
또한 합성액은 우수한 냉각 능력 덕분에 고열, 고속 가공 공정(예: 연삭)에 주로 사용됩니다. 중작업용 합성액은 여러 가공 작업 처리에 이상적입니다.
합성액은 조성에 따라 단순 합성액과 복합 합성액(유화성 합성액)으로 분류됩니다. 단순 합성액 또는 진성 용액은 경연삭에 흔히 사용됩니다. 반면 복합 합성액 농축액은 중~고강도 가공 절차에 적합한 합성액을 포함합니다. 더 중요하게, 복합 합성 윤활제는 가공 작업에서 높은 속도와 이송을 허용합니다.
반합성액은 합성액(폴리머)과 수용성 오일의 혼합체입니다. 이 유체는 물 희석 농도로 약 2~30%의 광물유나 석유유를 함유합니다. 반합성액의 나머지 비율은 물과 유화제로 구성됩니다. 농축액의 기타 요소에는 살생물제 첨가제, 습윤제, 부식 억제제가 있습니다. 물이 주성분이고 농축액 생산 중 물과 유화되므로 일반적으로 수행 화학 유화액(performed chemical emulsions)이라고 불립니다.
이 반합성액은 보통 반투명합니다. 하지만 특성은 약간 반투명에서 불투명까지 다양할 수 있습니다. 또한 많은 반합성액이 양호한 열 민감성을 가집니다. 따라서 반합성 오일 분자가 절삭 공구를 둘러싸 더 나은 윤활성을 보장합니다.
이 오일은 석유, 광물유, 동물성, 그리고 화합물, 식물성, 지방 같은 기타 원소에서 얻습니다. 이 스트레이트 오일은 때때로 인, 황, 염소 첨가제 같은 기타 성분을 포함합니다. 스트레이트 오일은 보통 물에 녹지 않으며 최상의 윤활, 녹 방지, 더 긴 섬프 수명, 쉬운 유지보수를 제공합니다.
박테리아는 물 함량이 있는 유체에서만 번식하므로 스트레이트 오일은 부패하지 않습니다. 이 오일은 절삭 공구가 소재를 절삭할 때 발생하는 힘을 줄여 공작물에 매끄러운 표면 마감을 보장하는 깨끗한 절삭을 만듭니다.
수용성 오일(유화액 또는 수용성 오일로도 불림)은 일반 가공 목적에 탁월한 냉각제 선택이며 수계 절삭유 중 흔히 사용됩니다. 수용성 오일은 물과 혼합 시 유화액을 생성합니다. 혼합 결과는 베이스 광물유와 유화액으로 금속가공유를 구성합니다. 희석 형태로 잘 작동하며 우수한 윤활성과 열전달 성능을 제공합니다.
수용성 오일은 저렴하고 금속가공 산업에서 흔히 쓰입니다. 60~90% 석유, 유화제, 또는 광물유로 구성되며 가공 중 공작물에 부착됩니다. 윤활에 이상적이며 특정량의 녹 방지제와 혼합 시 우수한 녹 방지성을 제공합니다.
CNC 머신에 잘못된 냉각제 농도를 적용하면 여러 합병증을 초래할 수 있습니다. 따라서 최상의 결과를 얻기 위해 적절한 CNC 머신 냉각제 비율 사용법을 이해하는 것이 필수적입니다. CNC 머신 최소 요구사항보다 낮은 냉각제 농도 적용과 관련된 위험은 다음과 같습니다.
반면 과도한 냉각제 농도로 인한 위험은 다음과 같습니다.
아래는 CNC 냉각제 농도 수준의 변동을 담은 냉각제 농도 차트입니다.
| 소재 | 밀링 | 터닝 | 드릴링 | 탭핑 |
|---|---|---|---|---|
| 구리 | 수용성 오일 | 수용성 오일 | 수용성 오일 | 수용성 오일 |
| 알루미늄 | 광물유 또는 수용성 오일 (물 96%) | 수용성 오일 함유 광물유 (또는) 10% 지방 | 수용성 오일 (물 70~90%) | 베이스 오일 25% 혼합 광물유 |
| 청동 | 수용성 오일 | 수용성 오일 | 수용성 오일 | 30% 라드 함유 광물유 |
| 저탄소강/공구강 | 수용성 오일 | 75% 광물유 + 25% 라드 오일 | 수용성 오일 | 광물유 + 25~40% 라드 오일 |
| 가단 주철 | 수용성 오일 | 수용성 오일 | 수용성 오일 | 수용성 오일 |
| 합금강 | 90% 광물유 + 10% 라드 오일 | 75% 광물유 + 25% 황기유 | 수용성 오일 | 70% 광물유 + 30% 라드 오일 |
| 황동 | 수용성 오일 (물 96%) | 10% 지방 함유 광물유 | 수용성 오일 | 광물유 + 10~20% 라드 오일 |
| 주철 | 건식 | 건식 | 건식 | 80% 광물유 + 25% 라드 오일 또는 건식 |
수계 절삭유와 고압 CNC 머신 냉각제는 금속가공 공정에서 흔히 쓰입니다. 이 유체들은 절삭 공구와 소재 윤활에 효율적입니다.
수계 유체는 우수한 방열 특성과 윤활성을 가집니다. 일반적으로 고압 머신 냉각제 대비 환경 친화적이고 비용 효율적인 대안입니다. 하지만 수계 냉각제는 세균 증식에 취약하고 특정 금속에 부식을 유발할 수 있습니다.
한편, 머신이 고압 CNC 냉각제로 작동한다면 속도와 이송을 높이고 공구 수명을 늘리며 칩 제어 문제를 방지하는 시스템에 투자하는 것이 도움이 됩니다. 결과적으로 고압 CNC 냉각제는 생산성을 크게 향상시킵니다. 탭핑과 딥홀 드릴링 작업에 필수적인 1,000 psi 이상의 압력을 경험할 수 있습니다.
하지만 고압 CNC 냉각제는 비용이 많이 들고 최적 기능을 위해 높은 유지보수가 필요합니다. 또한 이 시스템은 안전하고 효율적인 운용을 위해 기술이 필요합니다.
CNC 머신 냉각제는 CNC 숍에서 최적 효율 달성을 돕습니다. 이 냉각제는 열 축적 감소, 절삭 공구 윤활, CNC 밀링, 터닝, 드릴링 같은 가공 공정에서 변색과 실패 방지에 기여합니다.
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머신 냉각제 교체 주기에는 다양한 요인이 영향을 미칩니다. 가공 소재, 냉각제 유형, CNC 머신 운용 조건을 고려해야 합니다. 하지만 대부분 CNC 머신 제조사는 경험적으로 6~12개월마다 교체를 권장합니다.
오존을 냉각제에 직접 주입하여 CNC 머신 냉각제 세균 증식을 예방하거나 중단할 수 있습니다. 바이러스, 효모, 박테리아, 곰팡이를 죽이고 냉각제 섬프 냄새를 제거합니다.
급수 미네랄 부족이 냉각제 거품 발생의 주요 원인입니다. 하지만 경도 테스트 스틱으로 물 경도 확인을 권장합니다.
장비 유지 보수 및 수리
화낙 G87 방사형 드릴링 사이클 화낙 G87 방사형 드릴링 사이클은 구동 공구를 사용한 사이드 방사형 드릴링 사이클을 활성화합니다. G87 방사형 드릴링 사이클 예제 공작물 영점에서 20mm 위치에 4개의 방사형 홀 N34 …(터닝 가공) N35 M37 N36 G28 C0 N37 T101 (RADIAL BIT) N38 G54 N39 M303 S2000 N40 G94 N41 G0 X55 Z5 N42 Z-20 M8 N43 C0 M20 N44 G87 X40 F100 N45 C90 M20 N46 C180 M20 N47 C270 M20
2021년 4월 29일 혼합 현실이 중요 시설 운영을 개선하는 방법 중요 시설(critical facilities)은 정의상 기술 조직에서 가장 중요한 시스템 중 일부입니다. 중요 시설 운영 내 업무의 본질은 정밀성, 엄격한 표준, 성과 모니터링, 비상 대비, 안전, 보안, 재정적 위험 등 다양한 속성을 요구합니다. 현대 학습 전략은 혼합 현실(Mixed Reality)의 확장된 애플리케이션으로 이러한 속성들을 연마하는 방식을 혁신하고 있습니다. 직원들이 이 시설들 내 다양한 상황에 대비되도록 하는 것은 무엇보다 중요합니다. 이후
