단기 제조에서는 CNC 가공보다 더 나은 기술을 말하기가 어렵습니다.높은 처리량 잠재력, 정확성 및 반복성, 다양한 재료 선택, 사용 편의성 등 균형 잡힌 장점이 혼합되어 있습니다.거의 모든 공작 기계는 수치 제어가 가능하지만 컴퓨터 수치 제어 가공은 일반적으로 다축 밀링 및 터닝을 의미합니다.
CNC 가공이 맞춤형 가공, 소량 생산 및 프로토타입 제작에 어떻게 사용되는지 자세히 알아보기 위해 Engineering.com은 CNC 공작 기계의 재료, 기술, 응용 및 작동에 관한 선전 기반 맞춤형 프로토타입 제조 서비스인 Wayken Rapid Manufacturing과 이야기를 나눴습니다. .
재료의 경우 시트, 플레이트 또는 스톡 바 형태로 제공되는 경우 기계 가공이 가능합니다.가공할 수 있는 수백 가지 금속 합금과 플라스틱 폴리머 중에서 알루미늄과 엔지니어링 플라스틱은 프로토타입 가공에 가장 일반적입니다.대량 생산으로 성형하도록 설계된 플라스틱 부품은 금형 제작에 소요되는 높은 비용과 리드 타임을 피하기 위해 프로토타입 단계에서 가공되는 경우가 많습니다.
프로토타입 제작 시에는 다양한 재료에 접근하는 것이 특히 중요합니다.재료마다 비용이 다르고 기계적, 화학적 특성도 다르기 때문에 최종 제품에 대해 계획된 것보다 저렴한 재료로 프로토타입을 절단하는 것이 바람직할 수 있습니다. 또는 다른 재료를 사용하면 부품의 강도, 강성 또는 무게를 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 디자인과 관련하여.경우에 따라 프로토타입의 대체 재료는 특정 마감 공정을 허용하거나 테스트를 용이하게 하기 위해 생산 부품보다 내구성이 더 높아질 수 있습니다.
그 반대의 경우도 가능합니다. 프로토타입이 적합성 검사나 모형 제작과 같은 단순한 기능적 용도로 사용될 때 엔지니어링 수지와 고성능 금속 합금을 대체하는 저렴한 상용 재료를 사용하는 것입니다.
플라스틱은 금속 가공용으로 개발되었지만 올바른 지식과 장비가 있으면 성공적으로 가공할 수 있습니다.열가소성 수지와 열경화성 수지 모두 가공이 가능하며 프로토타입 부품용 단기 사출 금형에 비해 매우 비용 효과적입니다.
금속에 비해 PE, PP, PS와 같은 대부분의 열가소성 플라스틱은 금속 가공에 일반적인 피드와 속도로 가공할 경우 녹거나 타버릴 수 있습니다.더 높은 커터 속도와 더 낮은 이송 속도가 일반적이며 경사각과 같은 절삭 공구 매개변수가 중요합니다.절단 부분의 열 제어는 필수적이지만, 금속과 달리 절삭유는 일반적으로 냉각을 위해 절단 부분에 분사되지 않습니다.압축 공기를 사용하여 칩을 제거할 수 있습니다.
열가소성 수지, 특히 충전되지 않은 상품 등급은 절삭력이 가해지면 탄성 변형되므로 특히 미세한 특징과 세부 사항에 대해 높은 정확도를 달성하고 정밀한 공차를 유지하기가 어렵습니다.자동차 조명과 렌즈는 특히 어렵습니다.
CNC 플라스틱 가공 분야에서 20년 이상의 경험을 보유한 Wayken은 자동차 렌즈, 도광판 및 반사경과 같은 광학 프로토타입을 전문으로 합니다.폴리카보네이트, 아크릴 등 투명 플라스틱을 가공할 때 가공 중 높은 표면 조도를 달성하면 연삭 및 광택과 같은 가공 작업을 줄이거나 없앨 수 있습니다.단일점 다이아몬드 가공(SPDM)을 이용한 미세 미세 가공은 200nm 미만의 정확도를 제공하고 표면 거칠기를 10nm 미만으로 향상시킬 수 있습니다.
초경 절삭 공구는 강철과 같은 단단한 재료에 일반적으로 사용되지만 초경 공구에서 알루미늄 절단에 적합한 공구 형상을 찾는 것은 어려울 수 있습니다.이러한 이유로 고속도강(HSS) 절삭 공구가 자주 사용됩니다.
CNC 알루미늄 가공은 가장 일반적인 재료 선택 중 하나입니다.플라스틱에 비해 알루미늄은 높은 이송과 속도로 절단되며 건식 절단이나 절삭유를 사용하여 절단할 수 있습니다.알루미늄을 절단할 때 알루미늄 등급을 기록해 두는 것이 중요합니다.예를 들어 6000 등급은 매우 일반적이며 마그네슘과 실리콘을 포함합니다.이 합금은 아연을 주 합금 성분으로 함유하고 강도와 인성이 더 높은 7000 등급에 비해 가공성이 뛰어납니다.
알루미늄 스톡 재료의 템퍼 지정을 기록하는 것도 중요합니다.이러한 명칭은 예를 들어 재료가 가공 및 최종 사용 시 성능에 영향을 미칠 수 있는 열처리 또는 변형 경화를 나타냅니다.
5축 CNC 가공은 3축 기계보다 비용이 많이 들지만 몇 가지 기술적 이점으로 인해 제조 업계에서 보편화되고 있습니다.예를 들어, 양쪽에 형상이 있는 부품을 절단하는 경우 5축 기계를 사용하면 훨씬 더 빠르게 작업할 수 있습니다. 왜냐하면 동일한 작업에서 스핀들이 양쪽에 도달할 수 있는 방식으로 부품을 고정할 수 있기 때문입니다. 반면 3축 기계를 사용하는 경우에는 , 해당 부품에는 두 개 이상의 설정이 필요합니다.5축 기계는 공구의 각도를 부품의 형상에 맞출 수 있기 때문에 정밀 가공을 위한 복잡한 형상과 미세한 표면 조도를 생성할 수도 있습니다.
밀, 선반 및 터닝 센터 외에도 EDM 기계 및 기타 도구를 CNC로 제어할 수 있습니다.예를 들어, CNC 밀+턴 센터는 물론 와이어 및 싱커 EDM도 일반적입니다.제조 서비스 제공업체의 경우 유연한 공작 기계 구성 및 가공 방식을 통해 효율성을 높이고 가공 비용을 줄일 수 있습니다.유연성은 5축 머시닝 센터의 주요 이점 중 하나이며, 기계의 높은 구매 가격과 결합되면 작업장은 가능하면 연중무휴 24시간 가동을 유지하려는 동기를 갖게 됩니다.
정밀가공이란 ±0.05mm 이내의 공차를 제공하는 가공작업을 말하며, 이는 자동차, 의료기기, 항공우주 부품 제조에 널리 적용됩니다.
미세 미세 가공의 일반적인 응용 분야는 단일 지점 다이아몬드 가공(SPDM 또는 SPDT)입니다.다이아몬드 가공의 주요 장점은 가공 요구 사항이 엄격한 맞춤형 가공 부품에 대한 것입니다. 즉, 형상 정확도가 200nm 미만이고 표면 거칠기가 10nm 미만으로 향상됩니다.투명 플라스틱이나 반사 금속 부품과 같은 광학 프로토타입을 제조할 때 금형의 표면 마감은 중요한 고려 사항입니다.다이아몬드 가공은 가공 중에 특히 PMMA, PC 및 알루미늄 합금의 경우 고정밀, 고광택 표면을 생성하는 한 가지 방법입니다.플라스틱으로 광학 부품을 가공하는 전문 공급업체는 고도로 전문적이지만 단기 또는 프로토타입 금형에 비해 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 서비스를 제공합니다.
물론 CNC 가공은 금속 및 플라스틱 최종 사용 부품 및 툴링 생산을 위해 모든 제조 산업에서 널리 사용됩니다.그러나 대량 생산에서는 금형 및 툴링의 초기 비용이 다수의 부품에 걸쳐 상각된 후 성형, 주조 또는 스탬핑 기술과 같은 다른 공정이 기계 가공보다 빠르고 저렴한 경우가 많습니다.
CNC 가공은 금형, 다이 및 기타 추가 단계가 필요한 3D 프린팅, 주조, 성형 또는 제조 기술과 같은 프로세스에 비해 회전 시간이 빠르기 때문에 금속 및 플라스틱 프로토타입을 생산하는 데 선호되는 프로세스입니다.
디지털 CAD 파일을 부품으로 변환하는 '푸시 버튼'의 민첩성은 3D 프린팅 지지자들에 의해 3D 프린팅의 주요 이점으로 종종 선전됩니다.그러나 많은 경우 3D 프린팅보다 CNC가 더 선호됩니다.
3D 프린팅 부품의 각 제작 볼륨을 완료하는 데 몇 시간이 걸릴 수 있지만 CNC 가공에는 몇 분이 걸립니다.
3D 프린팅은 부품을 여러 겹으로 제작하므로 단일 재료로 만든 가공 부품에 비해 부품의 이방성 강도가 발생할 수 있습니다.
3D 프린팅에 사용할 수 있는 재료 범위가 더 좁으면 인쇄된 프로토타입의 기능이 제한될 수 있으며, 가공된 프로토타입은 최종 부품과 동일한 재료로 만들 수 있습니다.CNC 가공 프로토타입은 프로토타입의 기능 검증 및 엔지니어링 검증을 충족하기 위해 최종 사용 설계 재료로 사용될 수 있습니다.
보어, 탭 구멍, 결합 표면 및 표면 마감과 같은 3D 프린팅 기능에는 일반적으로 가공을 통한 후처리가 필요합니다.
3D 프린팅이 제조 기술로서 장점을 제공하는 반면, 오늘날의 CNC 공작 기계는 특정 단점 없이 동일한 장점을 많이 제공합니다.
빠른 처리 속도의 CNC 기계는 하루 24시간 지속적으로 사용할 수 있습니다.따라서 광범위한 작업이 필요한 단기 생산 부품의 경우 CNC 가공이 경제적입니다.
프로토타입 및 단기 생산을 위한 CNC 가공에 대해 자세히 알아보려면 Wayken에 문의하거나 웹사이트를 통해 견적을 요청하세요.
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게시 시간: 2019년 11월 30일