귀하의 제품에 빼기 공정과 첨가 공정 중 어떤 제조 공정이 더 나은지 알고 계십니까? 이 두 프로세스의 차이점을 이해하면 다음 프로젝트에 대해 정보에 입각한 결정을 내리는 데 도움이 됩니다. 차이점을 살펴보고 생산 목표에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 살펴보겠습니다.
절삭 가공에는 특정 모양을 얻기 위해 블록에서 재료를 제거하는 작업이 포함됩니다. 이와 반대로 적층 가공은 일반적으로 3D 프린터 기술을 사용하여 층별로 물체를 생성합니다. 각각은 장점이 있습니다. 절삭은 정밀도를 제공하고, 적층은 재료 낭비를 줄이면서 복잡한 형상을 허용합니다.
적층 가공의 기초
적층 제조(AM)는 종종 다음과 같은 의미를 갖습니다. 3D 프린팅. 디지털 디자인을 레이어별로 쌓아가며 복잡하고 가벼우며 세밀한 구조를 만드는 방법입니다.
적층 제조 공정이란 무엇입니까?
이 프로세스는 일반적으로 Computer-Aided Design 소프트웨어를 사용하여 생성된 디지털 디자인으로 시작됩니다. 그런 다음 모델을 얇은 층으로 자르고 개별적으로 인쇄하여 3차원 개체를 만듭니다. 객체가 완성될 때까지 레이어가 융합됩니다.
적층 제조 기술의 유형
적층 제조는 각각 다른 재료와 응용 분야에 적합한 여러 기술로 구성됩니다.
SLA(스테레오리소그래피)
SLA 기술은 자외선 레이저를 사용하여 포토폴리머를 층별로 굳히는 기술입니다. 이 기술은 고정밀하고 매끄러운 마무리로 알려져 있습니다.
융합 증착 모델링
FDM은 가열된 노즐을 통해 열가소성 필라멘트를 압출하고 재료를 층으로 놓는 공정입니다.
선택적 레이저 소결
SLS는 레이저를 사용하여 분말 재료를 소결하여 견고한 구조를 형성합니다.
직접 금속 레이저 소결
DMLS는 레이저 소결 분말 금속을 사용하여 조밀하고 복잡한 금속 부품을 생성한다는 점에서 SLS와 유사합니다.
절삭 가공의 기초
절삭 가공에는 최종 제품을 만들기 위해 금속이나 플라스틱과 같은 단단한 물체에서 재료 부분을 비우거나 제거하는 작업이 포함됩니다.
절삭 가공 공정이란 무엇입니까?
이 공정은 단단한 막대, 시트 또는 재료 블록으로 시작되며, 그런 다음 다양한 절단 및 밀링 도구를 사용하여 정확하게 모양이 만들어집니다. 이러한 도구를 안내하기 위해 컴퓨터 수치 제어 기계가 자주 사용됩니다. 이를 통해 높은 정밀도, 효율성 및 반복성이 가능합니다.
일반적인 기술
절삭 가공에는 특정 재료 및 응용 분야에 맞춰진 다양한 기술이 포함됩니다.
CNC 가공
CNC 가공 컴퓨터로 제어되는 기계를 사용하여 높은 정밀도로 재료를 제거합니다.
레이저 절단
레이저 절단 레이저 빔을 사용하여 재료를 절단하거나 조각하는 것입니다.
갈기
밀링 공정 재료를 제거하는 회전 절단 장비가 포함됩니다. 밀링을 사용하면 윤곽선, 슬롯, 구멍 등 다양한 형상을 생성할 수 있습니다.
선반
재료는 절단 도구에 대해 회전하여 모양이 만들어집니다. 이 기술은 주로 원통형 부품에 사용되며 정확하고 일관된 결과를 생성합니다.
방전 가공(EDM)
EDM은 방전을 사용하여 재료를 제거합니다. 이 방법은 복잡하거나 복잡한 재료를 작업할 때 매우 효과적입니다.
적층 제조의 장점과 단점
이익
- 폐기물 감소: 적층 제조는 부품을 층별로 제작하여 기존 제조 방법에 비해 폐기물을 크게 줄입니다.
- 툴링 감소: 이 방법을 사용하면 더 적은 수의 도구가 필요합니다. 맞춤형 도구가 필요하지 않습니다. 이를 통해 설정 시간과 비용이 절감됩니다.
- 주문형 생산: 광범위한 재고 없이 필요에 따라 생산이 가능합니다. 이를 통해 스토리지 비용과 오버헤드가 줄어듭니다.
- 리드타임: 신속한 프로토타입과 더 빠른 조정을 통해 개발을 가속화합니다.
- 지속 가능성: 생분해성 소재를 사용하고 폐기물을 줄이면 제조 공정의 환경 친화성이 향상됩니다.
- 복잡한 부품: 빼기 방법을 사용하여 달성하기 어려운 복잡하고 복잡한 디자인의 생성을 용이하게 합니다.
단점
- 표면 마감: 절삭 가공 부품에 필요한 부드러움과 정밀도를 위해서는 추가 마무리 공정이 필요한 경우가 많습니다.
- 생산량： 프로토타입 제작에는 적합하지만 소규모 배치와 대량 생산 규모로의 확장은 비용 효율성이 떨어질 수 있습니다.
- 품질 관리: 가변성은 일관되지 않은 생산으로 이어질 수 있으며, 이로 인해 엄격한 품질 관리가 필요합니다.
- 재료 제한: 적층 가공에는 제한된 수의 재료만 사용할 수 있습니다.
절삭 가공: 장점과 단점
이익
- 높은 명중률: 빼기 방법은 정밀도와 더 엄격한 공차를 달성할 수 있는 능력으로 알려져 있습니다.
- 표면 마감: 기계에서 바로 우수한 표면 마감을 제공합니다. 이렇게 하면 추가 처리가 필요하지 않습니다.
- 복잡성: 정밀한 제어로 내부 구조, 언더컷 등 복잡한 형상 제작이 가능합니다.
- 속도: 특정 재료 및 부품 형상의 경우 연역적 제조가 더 빠릅니다.
- 다재: 금속, 플라스틱 등 다양한 재질에 사용이 가능합니다.
- 수정 사항: 특히 솔리드 블록으로 시작하는 경우 수정에 액세스할 수 있습니다.
단점
- 쓰레기: 이는 상당한 양의 재료를 제거하는 것이 특징입니다. 이로 인해 원자재의 폐기물 비율이 높아집니다.
- 소송 비용: 소량 생산을 위한 높은 기계, 도구 및 설치 비용.
- 도구 마모: 도구는 기계적 공정으로 인해 마모되어 교체 및 유지 관리가 필요합니다.
- 안전: 재료와 날카로운 도구를 제거하면 안전 위험이 발생할 수 있습니다.
- 재료 먼지: 재료에서 생성된 먼지와 입자는 안전한 작업 환경을 유지하기 위해 고유한 추출 솔루션이 필요할 수 있습니다.
- 에너지 소비: 일반적으로 첨가제 방법은 생산 단위당 더 많은 에너지를 소비합니다.
적층 가공과 절삭 가공: 응용 분야
적층 제조: 응용 분야
적층 제조는 맞춤화, 복잡성 및 프로토타입 제작이 필요한 특정 산업 및 응용 분야에 적합합니다.
- 프로토타이핑： 값비싼 툴링 없이 설계 개념을 빠르게 반복
- 맞춤형 의료 기기: 개별 환자를 위한 맞춤형 치과 및 보철 장치를 생산합니다.
- 항공우주 부품: 항공기 무게를 줄이고 연료 효율성을 높이는 복잡하고 가벼운 구성 요소입니다.
- 자동차 산업: 제한된 실행 모델을 위한 맞춤형 구성 요소와 기존 제조 방식으로는 너무 복잡한 복잡한 구성 요소입니다.
- 보석 및 예술품: 기존 방식으로는 불가능하거나 어려운 복잡한 패턴과 디자인을 가능하게 합니다.
- 건축학: 세밀한 디테일이 필요한 복잡한 건축 구성요소 및 모델입니다.
절삭 가공: 응용 분야
절삭 가공은 AM을 사용하여 달성하기 어려운 높은 정밀도, 우수한 표면 마감 및 재료 특성이 필요한 응용 분야에 이상적인 솔루션입니다.
- 대량 생산: 품질과 정밀도의 일관성을 유지하면서 효율적으로 대량의 부품을 생산하십시오.
- 산업 기계: 기어, 고정구, 기타 부품 등 내구성과 높은 공차가 요구되는 부품.
- 가전 높은 미적 및 기능적 기준을 충족하는 케이싱 및 마운팅과 같은 부품.
- 자동차 생산: 엔진부품, 구조부재 등 자동차용 고강도 부품.
- 항공우주 산업: 랜딩 기어 어셈블리 및 블레이드와 같은 고강도 중요 구성 요소입니다.
- 의료용 임플란트: 우수한 재료 특성을 요구하는 정형외과용 티타늄 임플란트입니다.
적층 가공과 절삭 가공 비교
다음은 적층 가공과 절삭 가공을 빠르게 비교하는 표입니다.
| 특징 | 첨가제 제조 | 절삭 가공 |
|---|---|---|
| 사용된 재료 | 플라스틱, 금속, 세라믹, 수지 | 모든 고체 물질(주로 금속) |
| 폐기물 발생 | 최소한의 것, 아무것도 없는 것에서 만들어지는 것 | 높음, 재료가 더 큰 블록에서 제거됨에 따라 |
| 툴링 비용 | 특별한 도구가 필요하지 않으므로 낮음 ~ 없음 | 높음, 특정 절삭 공구가 필요하기 때문에 높음 |
| 부품의 복잡성 | 높음, 복잡한 형상을 쉽게 생성할 수 있음 | 절단 도구에 의해 접근 가능한 영역으로 제한됨 |
| 생산 속도 | 대량 생산의 경우 더 느리고 프로토타입의 경우 더 빠릅니다. | 대량 실행의 경우 더 빠르고 프로토타입의 경우 더 느림 |
| 마감 품질 | 매끄러운 마무리를 위해 후처리가 필요할 수 있습니다. | 직접적으로 달성되는 고품질 마감 |
| 비용 효율성 | 소규모 배치 또는 맞춤형 품목에 더욱 비용 효율적입니다. | 대규모 생산에 더욱 비용 효율적 |
| 정도 | 정확도가 낮고 개선이 진행 중입니다. | 매우 정밀하며 중요한 부품에 적합 |
| 유연성 | 높고 디자인을 디지털 방식으로 쉽게 변경할 수 있음 | 낮음, 설계 변경을 위한 재조정 필요 |
| 에너지 소비 | 대부분의 경우 낮지만 재료와 기계에 따라 다릅니다. | 일반적으로 공구 작동 및 재료 낭비로 인해 더 높습니다. |
| 이상적인 애플리케이션 | 프로토타이핑, 맞춤형 의료기기, 항공우주 부품 | 대량생산, 산업부품, 소비재 |
적층 가공 또는 절삭 가공 중에서 선택
언제 적층 제조 기술을 사용해야 합니까?
적층 제조는 다양한 시나리오에서 최고의 솔루션입니다.
- 신속한 프로토 타입: AM은 신속한 프로토타이핑을 위한 탁월한 도구입니다. 도구를 변경하지 않고도 변경 및 반복이 가능합니다.
- 복잡한 기하학: AM은 복잡하거나 복잡한 형상의 부품을 생산하는 데 탁월합니다.
- 사용자 정의: AM은 추가 비용을 추가하지 않고도 필요한 유연성을 제공합니다.
- 무게 감소: 항공우주 및 자동차와 같은 산업에서 중량 감소는 성능과 효율성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
- 툴링 및 설비: Am은 특수 툴링 및 고정 장치를 신속하게 만들 수 있습니다.
언제 절삭 가공 방법을 사용해야 합니까?
이러한 상황에서는 절삭 가공이 선호되는 방법입니다.
- 대량 생산: 대규모 생산에서 SM은 더 빠른 재료 제거 속도와 폐기물 감소로 인해 더욱 비용 효율적이고 효율적일 수 있습니다.
- 재료 특성: 재료 특성이 필요할 때 SM이 더 효과적인 경우가 많습니다.
- 표면 마감 및 정밀도: 부품이 엄격한 공차로 고품질 표면 마감이 필요한 경우 일반적으로 SM이 우수합니다.
- 특정 디자인을 위한 단순성 및 속도: SM은 단순한 기하학적 복잡성으로 부품을 설정하고 완성하는 데 더 빠릅니다.
- 중요한 구성 요소: 이제 SM은 중요한 구성 요소를 보다 효율적으로 처리할 수 있습니다.
적층 제조 비용과 절삭 가공 비용
적층 가공과 절삭 가공의 비용을 비교할 때 여러 요소가 각 방법의 총 비용에 영향을 미칩니다. 각 방법의 재정적 영향을 이해하는 데 도움이 되도록 다음과 같은 분석을 제공합니다.
초기 투자
- 첨가제 제조: 일반적으로 빼기 도구에는 더 높은 초기 투자가 필요합니다.
- 절삭 가공: CNC 및 기타 절삭 기계는 특히 고정밀 또는 대규모 기능의 경우 비용이 많이 들 수 있습니다.
재료비
- 첨가제 제조: 필요한 고유한 재료(예: 금속 분말 및 특정 폴리머)로 인해 단위 재료당 비용이 더 높을 수 있습니다. 재료를 효율적으로 사용하기 때문에 폐기물 비용도 줄일 수 있습니다.
- 절삭 가공: 벌크 재료는 단위당 비용이 더 저렴할 수 있지만 총 비용에서 상당한 양의 재료 낭비를 고려해야 합니다.
인건비
- 첨가제 제조 인쇄가 시작되면 기계가 대부분의 프로세스를 스스로 처리할 수 있기 때문에 노동력이 덜 필요합니다.
- 절삭 가공 기계 작동, 설정 및 지속적인 작업을 위해서는 숙련된 노동력이 필요합니다.
운영 비용
- 첨가제 제조: 제조 단계가 줄어들기 때문에 운영 비용을 줄일 수 있습니다.
- 절삭 가공: 절단 공정, 드릴링 또는 밀링의 특성으로 인해 에너지 소비가 더 높습니다. 또한, 도구 교체 비용과 도구 마모로 인해 운영 비용이 추가됩니다.
생산량 및 속도
- 첨가제 제조: 소규모 또는 복잡한 생산 운영에 더 경제적입니다.
- 절삭 가공: 생산량이 많아지면 품목당 비용이 극적으로 감소하므로 규모가 더욱 경제적입니다.
리드타임과 유연성
- 첨가제 제조: 추가 비용 없이 리드 타임을 단축하고 설계 변경에 신속하게 적응할 수 있습니다.
- 절삭 가공: 새로운 프로세스를 설정하거나 설계 변경에 새로운 고정 장치나 툴링이 필요한 경우 리드 타임이 길어질 수 있습니다.
장기적 비용
- 첨가제 제조: 폐기물을 최소화하면서 경량 구조물을 생산하는 능력은 시간이 지남에 따라 비용을 절약할 수 있습니다.
- 절삭 가공: 특히 대량 실행 시 내구성, 신뢰성 및 일관성을 제공합니다. 이를 통해 장기적으로 표준 제품의 생산 비용을 줄일 수 있습니다.
결론
프로젝트의 특정 요구 사항에 따라 적층 가공 또는 절삭 가공을 선택할지 여부가 결정됩니다. AM은 복잡한 형상, 맞춤화 및 소량 생산에 이상적입니다. 낭비를 최소화하면서 설계 변경을 통해 유연성과 효율성을 제공합니다. 이는 혁신이 중요한 항공우주, 의료, 자동차 산업에 이상적입니다.
SM은 대규모 제작에 있어서는 최고이다. 비교할 수 없는 정밀도, 일관성 및 비용 효율성을 제공합니다. 더 엄격한 공차가 필요하고 표면이 우수한 부품을 생산하는 프로젝트에 더 적합합니다.
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자주 묻는 질문
신속한 프로토타이핑을 위한 가장 좋은 방법은 무엇입니까?
신속한 프로토타이핑에는 적층 제조가 더 좋습니다. 툴링이나 설정을 변경하지 않고도 빠른 설계 반복이 가능합니다. AM은 디지털 설계에서 직접 부품을 생산하여 설계부터 프로토타입까지의 시간을 단축할 수 있습니다.
각 방법과 관련된 비용은 얼마입니까?
절삭 및 적층 제조 비용은 규모와 복잡성에 따라 다릅니다. AM은 일반적으로 소규모 배치 또는 복잡한 맞춤형 부품의 경우 더 비용 효율적이며 초기 비용이 더 낮습니다. SM은 장비와 도구에 대한 초기 투자로 인해 초기에 더 비쌉니다. 그러나 재료의 효율성과 빠른 생산 속도로 인해 생산량이 많아질수록 가격이 저렴해집니다.
적층 및 절삭 제조가 환경에 미치는 영향은 무엇입니까?
적층 가공(AM)은 절삭 가공보다 환경 친화적인 것으로 간주되는 경우가 많습니다. AM은 부품 제작에 필요한 재료만 사용하여 폐기물을 줄일 수 있습니다. 재활용 소재도 사용합니다.
추가 자료:
3D 프린팅 재료 – 출처 : Formlabs
제조 부문의 지속 가능한 관행 – 출처: 프리코그
제조 기술 비교 가이드 – 출처 : Treatstock
안녕하세요, 저는 케빈 리입니다
지난 10년 동안 저는 다양한 형태의 판금 제작에 몰두해 왔으며 다양한 워크숍에서 얻은 경험에서 얻은 멋진 통찰력을 이곳에서 공유했습니다.
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케빈 리
저는 레이저 절단, 굽힘, 용접 및 표면 처리 기술을 전문으로 하는 판금 제조 분야에서 10년 이상의 전문 경험을 갖고 있습니다. Shengen의 기술 이사로서 저는 복잡한 제조 문제를 해결하고 각 프로젝트에서 혁신과 품질을 주도하는 데 최선을 다하고 있습니다.
