다축 CNC 가공: 3축, 4축, 5축 중 내 프로젝트에 맞는 것은?

다축 가공은 CNC 머신숍과 제조업체 사이에서 지배적인 선택이 되었습니다. 초정밀 요구사항을 충족하는 다양한 고품질 제품을 만들 수 있는 CNC 기계의 방대한 능력 덕분에 많은 전문가들이 선호하는 옵션입니다.

하지만 다축 CNC 가공에서 올바른 기계 유형 선택은 최적의 설계 가능성, 가공 공정 전반적 능력, 비용 보장을 위해 필수적입니다. 이 글에서는 다축 가공과 주요 유형, 이점을 논의합니다. 시작해볼까요!

다축 가공이란?

다축 CNC 가공은 절삭 공구가 3개 이상의 서로 다른 방향으로 회전/이동할 수 있는 공정입니다. 일반적으로 컴퓨터 수치 제어가 절삭 공구 움직임을 명령합니다. 축 수가 많을수록 다축 가공은 더 복잡해집니다. CNC 기계 축 수가 높을수록 더 높은 기술과 프로그래밍 복잡성이 필요합니다.

CNC 기계에서 3보다 큰 축 수는 모두 다축 가공으로 간주됩니다. 실용적으로 CNC 기계는 이제 최대 12축까지 가집니다. 결과적으로 더 높은 축의 CNC 밀링기는 복잡한 사양의 가공 부품을 만들 수 있습니다.

다축 가공 주요 유형

다양한 평면에서 3~12개 고유 축을 가진 여러 CNC 기계가 있습니다. 주요 다축 기계 설정 유형입니다.

3축 가공

3축 CNC 가공은 가장 단순한 다축 유형입니다. 보통 고정된 공작물과 X, Y, Z 세 축을 따라 움직이는 스핀들을 가집니다. 3축 CNC 가공은 공작물 6면 가공에 가장 쉬운 선택입니다.

3축 CNC 밀링기는 하나의 선형 축과 두 개의 독립적 회전축을 가집니다. 전기적 또는 기계적 링크가 세 축을 연결해 각 축을 따라 절삭 공구 회전을 허용합니다.

X축은 절삭 공구와 평행해 밀링 헤드가 공작물 길이를 따라 가로지르게 합니다. Y축은 절삭 공구에 수직으로 밀링 헤드가 공작물 양 끝에 도달하게 합니다. 마찬가지로 Z축은 절삭 공구에 수직이며 Z-피드 조정으로 절삭 공구가 공작물 표면을 따라 절단하게 합니다.

4축 가공

4축 CNC 가공은 4축 컴퓨터 수치 제어 밀링기를 사용해 3차원 공작물을 만듭니다. 이 CNC 밀링기는 공구를 4방향으로 움직일 수 있습니다. 3축, 2축 기계보다 더 강력하고 높은 정확도를 제공합니다.

4축 기계의 향상된 정확도는 4번째 축 움직임 덕분입니다. 수직 축 주변 움직임을 허용해 특별한 픽스처 없이 기계에 360도 동적 운동 범위를 줍니다.

4축 밀링기의 추가 축은 3축 CNC 밀링기보다 더 경제적인 옵션이 됩니다. 또한 4축 밀링은 공작물 재배치 없이 한 번에 4면을 가공할 수 있어 3축 밀링보다 전반적 품질이 더 좋습니다. 결과적으로 발생 가능한 인적 오류 사례를 피합니다.

5축 가공

5축 가공은 다재다능하고 인기 있는 다축 절삭 제조 방식입니다. 5축 기계를 사용해 소재를 원하는 형상으로 절단합니다. 기계 축 수가 가공 시 공구와 테이블 방향을 결정한다는 점을 알아두세요.

하지만 5축 CNC 가공은 더 높은 축 수와 능력 덕분에 3축 가공보다 상당한 우위를 가집니다. 5축 기계는 두 평면에서 회전과 절삭 공구 3방향 이동 능력을 허용합니다. 더구나 5축 CNC 밀링기는 오류 없이 고도로 복잡한 작업을 처리할 수 있습니다.

5축 기계는 이 세 선형 축과 두 추가 축 A, B를 사용합니다. A축은 X축을 따른 회전축을 나타내고, B축은 Y축 주변 회전/이동을 나타냅니다. 하지만 기계가 B축 대신 C축으로 움직이는 경우도 있습니다. C축은 Z축을 따른 회전을 나타냅니다.

다축 가공의 이점

CNC 머신숍과 비즈니스는 다축 가공이 제공하는 방대한 이점 덕분에 여러 용도에 이상적인 공정으로 삼습니다. 이러한 이점들입니다:

1. 인건비 및 생산 시간 절감

다축 기계는 컴퓨터 수치 제어를 사용하는 첨단 기계입니다. 가공 작업에 작업자 개입이 거의 또는 전혀 없는 자동화 가공 공정으로 인건비를 절감합니다.

다축 가공은 리픽스처링 같은 수동 작업이 필요 없습니다. 그래서 셋업을 지속적으로 변경하지 않고 부품을 훨씬 빠르게 가공할 수 있습니다. 복잡한 설계 부품도 더 빨리 만들 수 있어 제품 시장 출시 시간을 최적화합니다.

2. 고품질 표면 마감

다축 기계 절삭 공구는 보통 더 짧고 기동성이 높아 절단 중인 표면과 근접할 수 있습니다. 따라서 이 CNC 절삭 공구들이 고속으로 움직일 때 진동이나 가공 채터가 줄어듭니다. 가공 부품은 우수한 표면 마감을 얻습니다.

3. 더 높은 부품 정밀도

높은 운동 범위 덕분에 가공 부품 높은 정밀도는 다축 가공의 또 다른 이점입니다. 이 CNC 밀링기는 복잡한 부품을 만들거나 한 번 셋업으로 모든 표면을 절단할 수 있습니다. 결과적으로 부품 생산에 필요한 공정과 장비 수를 줄이면서 기하학적 정밀도 향상을 보장합니다. 마찬가지로 가공 오류를 일으킬 수 있는 인간 요소를 제거합니다.

4. 공구 수명 연장

전통적 기계는 공작물 소재를 절단하는 절삭 공구를 쓰는데, 이는 빨리 마모돼 생산 사이클 타임 지연과 낮은 정확도를 초래합니다. 하지만 다축 CNC 밀링기 절삭 공구는 공구나 테이블을 지속적으로 기울여 완벽한 절삭 각도를 유지해 빨리 마모되지 않습니다.

게다가 다축 기계를 프로그래밍해 각 날의 다른 면으로 절삭하게 해 절삭 공구 수명 연장이 가능합니다.

5. 복잡한 형상 생산

다축 기계는 추가 움직임/축 덕분에 제조업체가 복잡한 각도와 호를 매끄럽게 가공할 수 있게 합니다. 머시니스트는 전통적 3축 기계로 정교한 패턴을 만들려면 특수 픽스처와 머시니스트 바이스를 써야 합니다. 하지만 다축 기계는 복잡한 설계 생산을 더 경제적으로 만듭니다.

3축, 4축, 5축 CNC 가공 차이점

다양한 다축 CNC 가공의 과제와 고려사항 이해는 필수적입니다. 비용, 제품 품질, 시간 같은 요소 간 균형 유지에 도움이 됩니다.

3, 4, 5축 가공 능력 비교 시, 5축 CNC 가공이 4축, 3축보다 더 효과적이지만 모든 제품에 항상 적합한 건 아닙니다.

또한 3축 가공 대상 제품이 모두 5축 가공에 이상적인 건 아닙니다. 하지만 3축 가공으로 처리된 제품이 5축 가공에 적합하다면 제작 비용이 천문학적으로 늘어납니다.

이 가공 공정 간 차이 이해는 필수 매개변수 타협 없이 제품에 적합한 기계 선택을 보장합니다. 이 다축 가공 간 차이점들입니다.

1. 정확도와 정밀도

높은 정확도와 낮은 공차는 CNC 가공 주요 특성입니다. 3축 CNC 가공도 좋은 정밀도를 가지지만 공작물 지속적 재배치로 오류 가능성이 있습니다. 하지만 이 오차 범위는 대부분 용도에선 미미합니다. 그럼에도 최소 편차가 민감한 항공우주 용도에선 문제를 일으킬 수 있습니다.

반면 4축, 5축 기계는 재배치 불필요해 3축 가공 같은 편차 오류가 보통 없습니다. 이 4축, 5축 CNC 기계는 단일 픽스처로 공작물에 여러 평면/위치 특징 추가가 가능합니다. 하지만 3축 가공의 지속적 재배치는 가공 편차에 영향을 주는 요인입니다.

2. 작동 원리

모든 CNC 가공은 같은 작동 원리를 가집니다. 컴퓨터 수치 제어 절삭 공구가 공작물 소재 주위를 회전해 원하는 절단을 만듭니다. 또한 G-코드나 M-코드가 CNC 기계 절삭 공구 움직임을 공작물 상대적으로 명령합니다.

하지만 다른 평면 회전 능력이 3축, 4축, 5축 기계 간 차이를 나타냅니다. 5축, 4축 CNC 기계 모두 다른 축을 따라 회전/이동 허용해 복잡한 형상과 기하학 제품 가공이 가능합니다.

3. 적용 분야

제품 요구사항이나 설계 복잡성이 산업보다 이상적 다축 가공을 결정합니다. 결과적으로 단순 항공우주 부품은 3축 기계로 만들 수 있습니다. 하지만 다른 부문 복잡 부품 개발은 4축, 5축 CNC 밀로 할 수 있습니다.

4. 비용

비용도 3축, 4축, 5축 가공 차이 주요 매개변수입니다. 일반적으로 3축 기계가 구매와 유지보수에 가장 경제적 옵션입니다. 하지만 기계 오퍼레이터 가용성과 픽스처 같은 요소가 워크숍에서 3축 기계 운영 비용에 영향을 줍니다.

반면 4축, 5축 기계는 첨단이고 향상된 능력을 제공해 상대적으로 비쌉니다. 하지만 방대한 능력으로 독특한 조건에 완벽한 선택이 됩니다.

WayKen에서 다축 가공 서비스 받기

가공 프로젝트에서 제조 프로젝트 아웃소싱이 필요하다면, WayKen은 신뢰할 수 있는 다축 가공 서비스를 위한 이상적인 CNC 머신숍입니다. 모든 프로젝트 요구사항을 처리할 수 있는 정교한 다축 기계를 보유하고 있습니다.

더 중요하게, 전 과정 단계를 안내할 숙련된 전문가들이 사내에 있습니다. 이는 프로그래밍, 생산, 후공정 단계에서 발생할 수 있는 복잡성이나 오류 방지에 도움이 됩니다. 전문 CNC 밀링 서비스로 공급망 수요도 맞출 수 있습니다. 오늘 연락 주시고 다음 프로젝트 논의하세요!

FAQ

다축 CNC 가공이 수동 가공보다 나은 점은?

다축 CNC 가공은 정확도와 정밀도, 생산 속도, 비용, 효율성 면에서 수동 가공보다 우위입니다. 또한 CNC 가공은 수동 가공보다 스크랩률이 낮습니다.

5축 기계가 3축 기계보다 나은 점은?

5축 가공은 3축 가공보다 더 높은 정밀도, 더 높은 정확도, 광범위한 설계 유연성, 더 빠른 리드타임을 제공합니다.