고급 CNC 가공 기술: 다축, 고속 및 레이저 절단 | 정밀 제조

다축, 고속 및 레이저 기술이 적용된 최신 CNC 가공 기술을 살펴보세요. 고급 가공 방법이 항공우주, 의료, 자동차 등의 복잡한 부품의 정밀도, 효율성, 설계 유연성을 어떻게 향상시키는지 알아보세요. 최적화된 제조 공정을 위한 CAD/CAM 통합의 이점에 대해 알아보세요.

복잡한 형상을 위한 고급 CNC 가공 기술 살펴보기

이 기사에서는 CNC 가공 기술과 관련된 여러 가지 문제를 논의하며, 첫 번째 섹션은 CNC 가공 소개로 작업의 주제, 즉 컴퓨터 수치 제어를 정의하고 초기 3 축에서 더 높은 수준으로의 개발에 대해 논의합니다. 다음은 다중 축에 대해 논의하는 고급 가공 기술입니다. CNC 가공 고정밀 CNC 방식과 맞춤형 CNC 출력을 제공합니다.

다축 시스템의 기본 개념을 설명한 다음 3축과 5축 가공의 차이점과 높은 기하학적 복잡성 및 설정 횟수 감소와 같은 장점에 대해 논의합니다. '고정밀 CNC 기술' 섹션에서는 가공량 증가, 5축 가공 및 고속 가공에 초점을 맞추고 정밀도와 생산 제어에 대해 강조합니다.

맞춤형 CNC 가공 기술 솔루션 부문에서는 스탬핑 금형 및 툴링, 레이저 절단, 워터젯 절단, 플라즈마 절단을 고려하며 이러한 모든 접근 방식이 특정 제조 요구 사항을 어떻게 충족하는지 설명합니다. 또한 CAD/CAM 통합에서는 자동화된 수치 제어 소프트웨어, CAM 통합, CAE 분석 및 설계 조치의 의무와 이러한 도구가 제조 절차를 촉진하는 방법을 살펴봅니다.

마지막으로, 결론에서는 고급 NVGE 기술이 제조에 미치는 일반적인 영향에 대해 설명하고, 주로 산업에서 CNC 가공 기술을 적용할 때 재료, 설계 및 장점에 관한 질문을 인식하는 FAQ 섹션을 제시합니다.

고급 가공 기술

또한 3축 CNC 가공 기술은 설계의 한계를 더욱 앞당기는 접근 방식입니다. 다축 가공은 회전 공구 이동을 모두 활용하여 형상을 뛰어넘고, 5축 가공은 단일 설정으로 물체의 측면을 가공할 수 있는 기능을 제공합니다.고속 맞춤형 CNC 가공 부품 레이저 절단은 광선을 사용하여 재료를 정밀하게 제거하고, 워터젯 절단은 물 분사를 사용하여 부품을 생산하며, 이러한 방법은 제조 공정을 결합합니다.

오늘날 제조업은 향상된 수준의 제조 맞춤화와 정확성을 제공하는 컴퓨터 수치 제어 기계를 사용합니다. 특히 제품 개발 과정에서 특정 제조에 대한 요구 사항을 생성하기 때문에 정확도 또한 중요한 특징이 됩니다. 이로 인해 부품 및 구성 요소에 대한 기존 3축 CNC 가공 기술의 프레임워크에서는 특히 복잡하고 비표준적인 기하학적 구성과 엄격한 공차 요구 사항을 활용할 때 여러 가지 문제가 발생합니다.

그러나 그 후 이러한 예측할 수 없는 한계가 드러났고 이를 해결하기 위한 수많은 새로운 기술이 등장했습니다. 여기서는 복잡한 부품의 제작과 관련하여 다축, 고속 및 레이저를 포함한 CNC 가공 프로세스에 대해 설명합니다. 이러한 방법을 적절히 적용하려면 최대한의 설계 자유와 높은 수준의 효율성이 동시에 요구됩니다. 프로토타입과 대량 생산된 범용 부품을 매우 정확하게 설계하고 쉽게 적용할 수 있어야 하기 때문에 전문화된 CNC 가공 기술 솔루션은 산업계에서 여전히 높은 수요를 보이고 있습니다.

CNC 가공이란 무엇인가요?

CNC(컴퓨터 수치 제어) 가공은 컴퓨터의 도움을 받아 공작 기계를 제어하여 원재료에서 절단 공정과 다른 부품을 만드는 데 유용한 명령을 내릴 수 있는 제품을 생산하는 기술입니다. 이전에는 CNC 가공의 미래 세 개의 선형 축과 XY를 적용하여 단순한 직육면체의 길쭉한 블록형 부품을 제작합니다.

그러나 요즘에는 새로운 방법을 통해 회전 추가 축으로 인해 여러 면과 더 복잡하고 세밀한 형태의 필요한 형상을 제조할 수 있습니다. CNC 가공 기술은 이송 속도, 절삭 깊이 및 공구를 배치할 위치를 모두 숫자로 제어할 수 있기 때문에 정확성, 일관성 및 다양성을 제공합니다.

다음은 고급 적용과 관련된 다양한 이점입니다.

CNC 기술:

밀링에서 터닝에 이르기까지 현대의 맞춤형 필수 CNC 가공 기술을 사용하면 많은 이점을 얻을 수 있으며, 기존 기술에 비해 제조의 정밀도, 속도 및 효율성을 향상시키는 방법을 알아볼 수 있다는 것은 사실입니다. 고도로 포괄적인 CNC 가공 기술은 복잡한 부품을 제조할 수 있는 더 나은 기능을 제공하며, 정밀도 또한 향상됩니다. 이를 통해 항공 우주 및 의료 분야와 같은 분야에서 더욱 높은 표준 요구 사항에 대응할 수 있습니다.

다면 가공은 또한 다단계 제조를 향상시키는 설계 유연성을 제공합니다. 단일 셋업으로 인해 셋업에 사용되는 비용과 시간이 적고 재료를 제거하는 데 사용되는 시간이 짧습니다. 이 기술을 적용하면 이전에는 생각할 수 없었던 형상을 통해 제품을 출시할 수 있습니다.

다축 CNC 가공

다축 가공이란 무엇인가요?
다축 가공은 기존의 세 가지 선형축인 X, Y, Z 이동축 외에 다른 회전축이 있다는 것을 의미합니다. 한 번의 작업으로 절삭 공구의 선형 및 회전 운동이 가능하기 때문에 상당한 시간과 많은 작업이 소요되는 복잡한 기하학적 형상을 한 번의 작업으로 수행할 수 있다는 장점이 있습니다.

3축 대 5축 가공
3 아래 축 CNC 가공 기술은 X, Y 및 Z 방향을 따라 이송의 직교 선형 동작을 제공합니다. 5축 CNC 가공 서비스 는 공구를 두 개의 회전 축으로 강화하며, 이 추가 회전 축을 'A' 및 'B' 축이라고 합니다. 이제 지정된 공구 또는 공작물을 회전하여 한 위치에서 오른쪽, 위쪽, 아래쪽 또는 다른 쪽을 차례로 사용할 수 있습니다. 이를 통해 설계 프로세스의 유연성이 향상될 뿐만 아니라 높은 효율성도 얻을 수 있습니다. 이를 통해 디자인 공간을 최적화하고 프로세스의 효율성을 높일 수 있습니다.

다축 가공의 이점

복잡한 지오메트리
다축 가공을 통해 기공사는 복잡한 3D 형상의 내부 영역뿐만 아니라 언더컷까지 가공할 수 있습니다.

설정 감소
모든 표면에 전체적으로 접근할 수 있기 때문에 생산 주기가 단축되므로 위치 변경이 사라집니다. 복잡한 부품일수록 재척킹 횟수가 훨씬 줄어드는 것으로 관찰되었습니다.

더 높은 정밀도
다축 가공은 여러 작업 사이에 부품의 위치를 변경하는 기존의 CNC 가공 기술에 비해 위치 변경 횟수가 적기 때문에 정밀도 수준까지 오류를 최소화할 수 있습니다. 복잡한 형상에서 공정을 수행할 때 더 엄격한 공차를 달성할 수 있습니다.

자동차 산업 애플리케이션
복잡한 변속기 구성품, 복잡한 포트 구성의 엔진 블록, 곡선형 윤곽의 서스펜션 암은 모두 다축 가공의 설계 자유도와 간소화된 설정으로 엄격한 자동차 애플리케이션에 적합한 이점을 누릴 수 있습니다.

고정밀 CNC 기술

지터 가공
지터 CNC 가공 기술은 엄격한 공차에 중점을 두고 최적화된 공작 기계와 절삭 전략을 사용하여 미크론 이내의 정확도를 달성합니다.

5축 CNC 가공
위에서 언급했듯이 5축 모션을 사용하면 한 번의 설정으로 공작물 안팎의 복잡한 절단을 더 정확하게 수행할 수 있습니다.

고속 가공
고속 CNC 가공 기술은 높은 스핀들 속도와 빠른 공구 속도를 사용하여 사이클 시간을 단축하는 동시에 비슷한 표면 조도를 달성합니다.

고정밀 기술의 이점

더 빠른 생산
재료가 더 빠른 속도로 침식되므로 재료 제거에 필요한 전체 시간을 줄여 제조업체의 시간을 절약할 수 있습니다.

향상된 공구 수명
코팅된 공구와 최적화된 속도/이송으로 공구를 훨씬 더 오래 사용할 수 있으며, 공구를 갈거나 교체해야 하는 단계에 도달하기 전에 공구의 수명을 연장할 수 있습니다.

세밀한 디테일 처리
공차가 미세한 초소형 부품의 경우 공정 미세화를 통해 향상된 마이크로 기하학적 디자인을 제조할 수 있습니다.

의료 기기 애플리케이션
도구와 임플란트, 보철물은 쉽게 구할 수 있는 고정밀 CNC 가공 기술을 통해 생체 적합성을 위해 요구되는 미크론 수준의 오차까지 거의 특징적으로 복제됩니다. 고도로 복잡한 관절 임플란트도 개별 환자의 해부학적 구조에 맞게 제작하고 맞출 수 있습니다.

맞춤형 CNC 솔루션

스탬핑 다이 및 툴링
스탬핑 금형에는 판금에서 동일한 스탬핑 부품을 스탬핑하기 위해 컴퓨터 제어하에 매우 복잡한 다축 가공이 필요합니다.

레이저 커팅
레이저 CNC 가공 기술을 통해 엔지니어는 부품 형상을 제어할 수 있으며 레이아웃에는 형상이 포함됩니다. 일관된 고강도 레이저는 항공우주, 의료, 자동차 및 이와 유사한 산업 분야에 사용되는 다양한 재료를 제거합니다.

워터젯 커팅
워터젯은 연마제가 내장된 고압 스트림을 사용하여 열에 민감한 재료에서도 열 영향 구역을 남기지 않고 절단할 수 있습니다. 워터젯 절단 장치는 재료의 특정 부분을 제작할 때 금속 복합재와 석재를 고속으로 절단할 수 있습니다.

플라즈마 절단
프로그래밍이 가능한 절단 공간에 이온화된 가스를 방출하는 CNC 가공 기술 플라즈마 커터는 연강에서 알루미늄 합금에 이르는 다양한 전기 전도성 재료를 절단합니다.

맞춤형 기술의 이점
고객 솔루션은 효율성과 설계 유연성을 높이는 것 외에도 주문 제작형 특수 부품을 생성합니다. 수작업으로 생산되기 때문에 자동화된 생산에 비해 수동 생산에는 많은 오류가 있습니다.
항공우주 애플리케이션
일회성 기체 구조와 표준 반복 제조 및 생산 부품을 포함한 단일 또는 분리된 항공기 섹션 및 구성 요소는 레이저 절단을 통해 복잡한 디테일과 복잡한 윤곽을 개선하고, 워터젯은 복합 외장 패널을 맞춤화하고 플라즈마 절단으로 동체 패널을 절단합니다. 나사 하나까지 조립할 수 있는 효과적인 맞춤형 솔루션이 제공됩니다.

CAD/CAM 통합

CNC 소프트웨어
CAD는 디지털 형식의 부품 모델을 생성하는 반면 CAM은 CAD 설계를 기계 판독 가능한 코드로 변환하는 작업을 포함합니다. CAE를 함께 사용하면 제조 제품군을 통해 통합 설계가 가능합니다.

CAM 통합
CAM 프로그램은 공구 경로를 조정하고 사용 가능성을 보장합니다. 공구 경로의 사전 제작 실현은 부품 제조 전에 공정을 점검하고 실수를 지적합니다.

CAE 분석
이러한 이유로 엔지니어는 CAE를 사용하여 프로토타입 제작 없이 응력/열 테스트를 통해 부품 설계가 설계 기능을 지원할 수 있는지 확인합니다. 설계를 최적화할 수 있습니다.

CNC 설계 고려 사항
공차부터 밀링에서 터닝에 이르는 필수 CNC 가공 기술까지 제조용 설계에 도움이 되는 계산 소프트웨어 도구가 있으며, 제조 형상 규칙에서 정밀도, 속도 및 효율성을 향상하는 방법을 알아보세요. 이 과정에서 복잡한 표면을 적절히 처리하여 자동화를 통한 CNC 가공 프로세스.

가공 매개변수
속도, 이송 속도, 깊이 및 절삭유의 절삭 파라미터는 선택한 재료와 CNC 가공 기술의 작업 용량에 따라 소프트웨어 내에서 정의됩니다.

CAD/CAM 통합의 이점
완전히 디지털화된 프로세스를 통해 설계 단계부터 완제품까지 모든 작업을 수행할 수 있습니다. 복잡하고 시간이 많이 소요되는 수작업 코딩과 추측 작업이 정량적이고 분석적인 최적의 코드 생성 및 시뮬레이션 확인과 실행으로 대체되어 초기 시도를 성공적으로 수행할 수 있습니다. 시스템 통합 엔지니어링 환경에서만 일관된 결과를 얻을 수 있습니다.

결론:

지난 몇 년 동안 디지털 CNC 가공 기술이 등장하여 유연성이나 제조 정확도에 큰 변화를 가져왔습니다. 이전에는 설계자가 '프리즘 형상 및 제한된 축에서의 가공'에 국한되어 있었지만, 현재의 최신 기술은 부품의 복잡성이 증가하고 공차가 미세해지면서 무한한 솔루션을 제공합니다. 에서 다축 시나리오레이저와 워터젯 가공의 통합으로 향상된 속도와 정밀한 가공 기능으로 계속 진화하고 있습니다.

설계에서 생산까지의 흐름을 개선하는 통합 CAD/CAM 솔루션과 함께 오늘날의 제조업은 더 빠르게 발전하고 대규모로 제작할 수 있게 되었습니다. 설계 사양에 대한 요구 사항이 증가함에 따라 더욱 정교한 CNC 가공 기술이 복잡한 구조물의 설계 및 제조를 향상시킬 것입니다. 디지털 기술의 자유를 얻은 산업계는 프로토타입 제작의 다양성과 대량 생산 표준화에 대한 요구를 모두 충족하기 위해 광범위한 전문 가공 서비스를 도입할 것입니다.

자주 묻는 질문

Q: 고급 CNC 가공으로 만들 수 있는 것은 무엇이며 그 과정에서 가장 많이 사용되는 재료는 무엇인가요?

A: 금속은 가장 일반적인 소재 중 하나로 알루미늄, 강철, 티타늄, 인코넬 합금 등 다양한 종류가 있으며 용도에 따라 특성이 다릅니다. 다른 열가소성 플라스틱으로는 ABS, 나일론, PEEK 등이 있습니다. 새로운 개발로 인해 복합재, 세라믹은 물론 밀도가 높은 목재/대나무에도 적합성을 적용할 수 있게 되었습니다. 품목 또는 구성 요소의 용도, 사용 조건, 관련 비용 등의 측면에 따라 올바른 결정을 내릴 수 있습니다. 올바른 소재는 부품의 성능을 향상시키는 동시에 모든 형상을 구현할 수 있는 디지털 가공의 이점을 극대화합니다.

Q: 고급 CNC 가공을 고려할 때 어떤 요소를 고려해야 하나요?

A: 가공할 수 없는 영역의 감소, 벽의 적절한 두께, 생산할 디자인의 반경 및/또는 융기 크기 제한이 중요한 요소 중 일부입니다. 직사각형 프로파일 간 평면 커브에는 문제가 있으므로 필렛이 필요합니다. 스레드 길이를 스레드할 구멍 크기의 3배 이상으로 만들 필요는 없습니다. 현재 홀 스케일은 시공을 용이하게 합니다. 부품 프로그램 시뮬레이션에 CAM 소프트웨어를 사용하면 생산 전에 합병증이 발생할 가능성을 없앨 수 있습니다. 따라서 공차가 엄격한 설계에 대해 기계공과 긴밀히 협조하여 충돌 없이 부품 제조 가능 수준을 충족하는 것이 효과적입니다.

Q: 첨단 CNC 기술의 혜택을 가장 많이 받은 산업 분야는 어디인가요?

A: 복잡한 제트기 및 우주선 부품을 CAD CAM 데이터로 가공하는 항공 우주 분야가 우선입니다. 인체에 들어가는 다른 부품은 CNC 가공 기술을 통해 정밀도를 높입니다. 자동차 산업에서는 고속 엔진 부품을 제조할 때 다축 밀링을 사용합니다. 광학 기능의 기계는 파워 5축에서 복잡한 렌즈 홀더를 획득합니다. 전자 산업은 장치에 작고 반복적인 회로를 가진 고속 밀링을 사용합니다. 건축은 지속 가능한 파사드를 위한 레이저 커팅과 제설기는 워터젯 멀티 플랜트 협업을 통해 인체공학적인 흡기 라이너를 받습니다. 모든 산업에서 정교한 프로세스는 추상적으로 혁신을 촉진합니다.