제조업에 종사하는 많은 사람들은 적절한 가공 공정을 선택해야 하는 중요한 과제에 직면해 있습니다. CNC 밀링, 터닝, 드릴링, 연삭에 대해 들어보셨을 텐데요, 각각의 공정은 언제 사용해야 할까요? 적절한 공정을 선택하면 더 나은 결과를 얻고 낭비를 줄일 수 있습니다. 그렇다면 프로젝트에 가장 적합한 공정을 어떻게 알 수 있을까요?
가공을 최대한 활용하려면 각 공정이 무엇을 할 수 있는지 알아야 합니다. 각 작업은 서로 다른 결과를 제공합니다. 아래에서는 각 유형을 세분화하고 작동 방식을 설명합니다.
가공이란 무엇인가요?
가공은 빼기 공정입니다. 주로 금속과 같은 단단한 블록에서 재료를 제거하여 특정 모양을 만듭니다. 이 작업은 절삭 공구, 연삭 휠 또는 전기 방전을 사용하여 수행됩니다. 대부분의 가공은 선반, 밀, 드릴, 그라인더와 같은 기계에서 수행됩니다.
가공은 구멍, 슬롯, 곡선, 평평한 표면을 만들 수 있습니다. 금속, 플라스틱 및 기타 단단한 재료에 사용할 수 있습니다. 일반적인 가공 유형에는 선삭, 밀링, 드릴링, 연삭 등이 있습니다. 이러한 방법은 작업장, 공장 및 작업장에서 사용됩니다.
가공 작업은 크게 두 가지 그룹으로 나뉩니다: 기존 및 비재래식. 각 그룹에는 몇 가지 특정 프로세스가 포함됩니다. 아래에서 다양한 프로세스 유형에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
기존 가공 프로세스
이 그룹은 기계적 힘을 사용하여 재료를 제거합니다. 절삭 공구가 공작물에 닿아 칩을 제거합니다. 이러한 방법은 대부분의 공장에서 표준으로 사용됩니다.
선회
선회 선반을 사용합니다. 공작물이 회전하는 동안 단일 포인트 절삭 공구가 외부 또는 내부를 형성합니다. 원형 또는 원통형 부품에 사용됩니다.
선삭을 통해 매끄러운 표면, 테이퍼 및 나사산을 만들 수 있습니다. 샤프트, 부싱 및 기타 회전하는 부품에 이상적입니다. 또한 높은 정밀도와 빠른 사이클 타임을 지원합니다.
갈기
갈기 회전 도구를 사용하여 재료를 자릅니다. 공구는 고정된 공작물 위로 이동합니다. 수직 밀링과 수평 밀링의 두 가지 주요 유형이 있습니다.
밀링은 평평한 표면, 슬롯, 포켓 및 복잡한 모양을 만듭니다. 밀링은 금형 제작, 항공우주 부품 및 구조 부품 생산에 사용됩니다. 또한 적절한 툴링을 사용하면 더 단단한 금속도 처리할 수 있습니다.
교련
교련 둥근 구멍을 만듭니다. 드릴 비트가 회전하면서 재료에 밀어 넣습니다. 가장 간단하고 가장 많이 사용되는 작업 중 하나입니다.
드릴링은 장착 구멍을 만들고, 패스너를 설치하고, 유체 통로를 라우팅하는 데 사용됩니다. 그 다음에는 정확도를 높이거나 나사산을 더 단단히 고정하기 위해 리밍 또는 태핑을 할 수 있습니다.
연마
연마 연마 휠을 사용하여 소량의 재료를 제거합니다. 미세한 마감과 높은 정확도를 제공합니다.
단단한 금속이나 다른 가공 단계 후 부품을 마무리하는 데 사용됩니다. 연삭을 통해 평탄도, 진원도 및 표면 마감에서 엄격한 공차를 달성할 수 있습니다.
톱질
톱질은 톱니가 있는 칼날을 사용하여 재료를 자르는 작업입니다. 주로 원재료를 작은 조각으로 자르는 데 사용됩니다. 띠톱과 원형 톱이 가장 일반적인 유형입니다.
이 방법은 빠르고 간단합니다. 금속, 플라스틱, 목재의 직선 절단에 적합합니다. 톱질은 밀링 또는 드릴링 작업 전 준비 단계로 자주 사용됩니다.
브로칭
브로칭 는 부품을 가로지르거나 통과하는 톱니형 도구를 사용합니다. 각 톱니는 소량의 재료를 제거합니다. 그 결과 한 번의 동작으로 정밀한 모양이 만들어집니다.
브로칭은 내부 키홈, 스플라인 또는 원형이 아닌 구멍에 적합합니다. 빠르고 정확하지만 맞춤형 툴링이 필요합니다. 대량 가공에 가장 적합합니다.
계획 수립
계획은 고정된 절삭 공구를 가로질러 공작물을 이동합니다. 크고 긴 부품에 평평한 표면을 만듭니다. 이 방법은 CNC 밀링의 보급으로 인해 지금은 덜 일반적입니다.
대패는 대형 기계입니다. 밀링 가공하기에는 너무 큰 부품에 사용됩니다. 대패질은 직선, 평면 또는 계단식 표면을 만드는 데 적합합니다.
리밍
리밍은 드릴링된 구멍을 더 매끄럽고 정확하게 만듭니다. 리머에는 여러 개의 절삭 날이 있습니다. 리머는 재료를 거의 제거하지 않습니다.
이 방법은 정밀한 구멍 직경과 마감이 필요할 때 사용됩니다. 압입 핀, 부싱 또는 베어링이 필요한 부품에 일반적으로 사용됩니다.
비재래식 가공 공정
이러한 공정은 날카로운 절단 도구를 사용하지 않고 재료를 제거합니다. 에너지, 화학 물질 또는 유체 운동을 사용합니다. 단단한 재료, 좁은 모서리 또는 열에 민감한 부품으로 작업할 때 매우 유용합니다.
방전 가공(EDM)
EDM은 전기 스파크를 사용하여 재료를 제거합니다. 공구와 공작물은 절대 닿지 않습니다. 대신 전기 방전이 열을 발생시켜 재료를 녹여 제거합니다.
EDM은 단단한 금속, 얇은 벽으로 된 부품, 복잡한 모양에 적합합니다. 금형, 금형 및 작은 피처를 만드는 데 자주 사용됩니다. 매끄러운 마감을 남기고 엄격한 공차를 유지합니다.
화학 가공
화학 가공은 제어된 화학 반응을 사용하여 재료를 제거합니다. 부품을 마스킹한 다음 노출된 부분을 녹이는 산 또는 기타 용액에 담급니다.
이 공정은 얇은 소재나 복잡한 패턴에 가장 적합합니다. 스트레스나 열이 발생하지 않으므로 섬세한 부품에 적합합니다. 항공우주 패널과 인쇄 회로 기판 등에 주로 사용됩니다.
전기화학 가공(ECM)
ECM은 전류와 유체를 사용하여 금속을 녹입니다. EDM과 비슷하지만 불꽃이 발생하지 않습니다. 도구가 부품에 닿지 않으며 공정이 부드럽고 빠릅니다.
티타늄이나 인코넬과 같은 단단한 금속에 사용됩니다. ECM은 복잡한 모양, 날카로운 모서리, 버가 없는 표면을 만들 수 있습니다. 터빈 블레이드, 의료 부품, 연료 시스템 등에 사용됩니다.
레이저 빔 가공(LBM)
레이저 빔 가공은 집속 레이저를 사용하여 재료를 녹이거나 기화시킵니다. 부품을 건드리지 않고 작동합니다. 레이저의 열은 재료를 빠르고 정밀하게 제거합니다.
LBM은 얇은 금속, 플라스틱 및 세라믹을 절단하는 데 적합합니다. 깔끔한 모서리와 섬세한 디테일을 만들어냅니다. 전자 제품, 의료 도구 및 맞춤형 시트 부품에 자주 사용됩니다.
연마제 가공
이 공정은 연마 입자와 혼합된 고속 가스를 사용합니다. 스트림이 표면에 닿아 마모됩니다.
유리, 세라믹 또는 경화 강철과 같이 단단하고 부서지기 쉬운 재료를 절단하는 데 도움이 됩니다. 열에 영향을 받는 영역이 남지 않습니다. 섬세하거나 열에 민감한 부품에 적합한 선택입니다.
초음파 가공
초음파 가공은 고주파 진동과 연마 슬러리를 사용합니다. 공구가 회전하지 않습니다. 대신 빠르게 진동하여 재료를 깎아냅니다.
유리, 석영, 세라믹과 같이 깨지기 쉽거나 단단한 소재에 이상적입니다. 균열 없이 섬세한 디테일과 매끄러운 가장자리를 만들 수 있습니다.
전자빔 가공(EBM)
EBM은 고속 전자 빔을 사용하여 재료를 절단하거나 드릴링합니다. 빔은 강렬한 열을 사용하여 표면을 녹입니다.
진공 상태에서 이루어지며 뛰어난 기능을 위해 잘 작동합니다. EBM은 항공우주, 전자, 원자력 부품에 사용됩니다. 고정밀 미세 구멍과 단단한 금속의 깊은 절삭을 처리합니다.
가공 작업의 차이점
각 가공 프로세스마다 강점이 있습니다. 다음은 가공 작업 간의 주요 차이점을 명확하게 분석한 것입니다:
재료 제거 접근 방식
밀링 및 터닝과 같은 기존 공정은 날카로운 공구를 사용하여 직접 절삭하는 방식을 사용합니다. 비재래식 공정은 열, 화학 물질 또는 연마제를 사용하여 재료를 제거합니다. EDM은 불꽃으로 금속을 태웁니다. 레이저는 금속을 녹입니다. ECM은 전류와 유체를 사용하여 녹입니다.
적합한 재료
밀링 및 선삭은 대부분의 금속과 플라스틱에 적합합니다. EDM과 ECM은 경질 또는 내열 합금에 더 적합합니다. 초음파 및 연마제트 가공은 세라믹이나 유리와 같이 깨지기 쉬운 재료에 적합합니다.
정밀도 및 공차
연삭, EDM 및 ECM은 높은 정밀도를 제공합니다. 작거나 세밀한 부품의 공차를 엄격하게 유지할 수 있습니다. 톱질과 드릴링은 더 빠르지만 정확도는 떨어집니다. 밀링과 터닝은 속도와 정확성의 균형을 제공합니다.
표면 마감
연삭은 가장 매끄러운 마무리를 제공합니다. EDM과 ECM은 또한 버가 없는 섬세한 표면을 만들어냅니다. 레이저 커팅은 깨끗하지만 열 자국이 남을 수 있습니다. 드릴링이나 톱질과 같은 기계적 방법은 마무리 단계를 거치지 않으면 표면이 거칠어집니다.
복잡한 모양
EDM, ECM 및 브로칭은 기존 도구로는 절단하기 어려운 모양을 처리할 수 있습니다. 레이저 및 워터젯 기계는 세밀한 윤곽을 절단할 수도 있습니다. 3D 윤곽이나 포켓의 경우 밀링이 선호되는 방법입니다. 선삭은 둥근 모양으로 제한됩니다.
가공 프로세스 선택 시 고려해야 할 요소
적절한 가공 공정을 선택하는 것은 부품의 설계, 소재, 생산 목표에 따라 달라집니다. 이러한 주요 요소는 결정을 내리는 데 도움이 됩니다.
머티리얼 유형 및 지오메트리
티타늄과 같은 단단한 금속은 EDM 또는 ECM이 필요할 수 있습니다. 유리나 세라믹과 같이 깨지기 쉬운 재료는 초음파 또는 연마 방식에 적합합니다. 단순한 형상은 밀링 또는 터닝에 적합합니다. 복잡하거나 깊은 캐비티는 EDM 또는 브로칭이 필요할 수 있습니다.
부품 두께와 작은 피처도 선택에 영향을 미칩니다. 레이저와 워터젯은 얇은 판재나 정밀한 절단에 가장 적합합니다.
필요한 정밀도 및 표면 품질
엄격한 공차와 매끄러운 마감을 위해서는 연삭, 리밍 또는 EDM이 필요합니다. 거친 형상이나 중요하지 않은 부품의 경우 밀링 또는 드릴링으로 충분할 때가 많습니다.
표면 마감은 부품의 장착, 밀봉 또는 이동 방식에 영향을 미칩니다. 버가 없는 모서리가 필요한 경우 ECM 또는 레이저 절단을 고려하세요.
제작 시간 및 비용 제약
선삭 또는 밀링과 같은 고속 가공은 대량 생산에 비용 효율적입니다. 소량 생산이나 일회성 프로젝트의 경우 CNC 밀링 또는 EDM이 더 나은 선택인 경우가 많습니다.
일부 방법은 특별한 설정이나 느린 속도가 필요합니다. 여기에는 브로칭, 초음파 및 EBM이 포함됩니다. 설정에서 최종 부품까지 걸리는 총 시간을 고려하세요.
장비 가용성 및 운영자 기술
사내 기계 및 직원의 기술에 맞는 프로세스를 활용하세요. CNC 가공은 표준적이고 운영하기 쉬운 프로세스입니다.
기존 방식이 아닌 방법은 특별한 도구, 소프트웨어 또는 교육이 필요할 수 있습니다. EDM과 ECM은 신중한 설정과 모니터링이 필요합니다. 아웃소싱하는 경우 공급업체의 사양 처리 능력을 확인하세요.
결론
가공 작업은 크게 기존 방식과 비전통 방식의 두 가지 그룹으로 나뉩니다. 각 방법은 재료를 제거하는 방식이 다르며 각각 고유한 강점이 있습니다. 적절한 공정을 선택하는 것은 제품의 재료, 모양, 표면 품질, 부피에 따라 달라집니다. 차이점을 알면 비용을 절감하고 시간을 절약하며 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다.
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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.
