기존의 3축 CNC 기계는 부품 복잡성과 생산 효율성에 한계가 있습니다. 많은 제조업체가 복잡한 형상을 만들고 복잡한 부품의 공차를 엄격하게 유지하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 4축 CNC 가공은 회전 운동을 추가하여 단일 설정으로 더 정교한 절삭과 더 나은 표면 정삭을 가능하게 함으로써 이러한 문제를 해결합니다.
4축 가공의 기능을 살펴봄으로써 설계 프로세스를 개선하고 생산 효율성을 최적화할 수 있습니다. 4축 가공의 기능과 이점에 대해 자세히 알아보세요.
4축 가공이란 무엇인가요?
4축 가공은 4개의 축으로 작동하는 CNC 기계를 사용합니다: X, Y, Z 및 A축으로 알려진 추가 회전 축입니다. 이 설정을 사용하면 공작물이 X축을 중심으로 회전할 수 있으므로 수동으로 위치를 변경할 필요 없이 기계가 부품의 여러 면에 접근할 수 있습니다.
따라서 제조업체는 기존의 3축 가공보다 더 효율적으로 복잡한 설계와 더 엄격한 공차를 달성할 수 있습니다.
4축 CNC 기계는 어떻게 작동하나요?
4축 가공은 더 복잡한 설계와 효율적인 생산을 가능하게 하여 제조에 혁신을 가져왔습니다. 4축 가공의 메커니즘과 단계를 이해하면 가공 능력과 결과를 크게 향상시킬 수 있습니다.
1단계: CAD 설계
이 프로세스는 CAD 소프트웨어를 사용하여 디자인을 만드는 것으로 시작됩니다. 엔지니어는 부품의 모양과 치수를 보여주는 3D 모델을 만듭니다.
2단계: CAM 경로
그런 다음 설계가 CAM 소프트웨어로 전송되어 가공 중에 절삭 공구를 안내하는 공구 경로를 생성합니다.
3단계: 설정
이 단계에서는 작업자가 CNC 기계를 준비합니다. 공작물을 단단히 장착하고 필요한 절삭 공구를 설치합니다.
4단계: 가공
A축을 중심으로 공작물을 회전시키면서 동시에 X, Y, Z축을 따라 이동합니다. 기계는 지속적으로 재료를 제거하여 CAD 설계에 명시된 사양에 따라 부품을 성형합니다.
5단계: 마무리
가공 후 마무리 작업이 수행됩니다. 여기에는 청소 및 디버링 를 사용하여 부품이 품질 표준을 충족하는지 확인합니다.
4축 CNC 기계의 유형
4축 기계의 각 유형은 특정 제조 요구 사항을 충족합니다. 올바른 선택은 부품 형상과 생산 목표에 따라 달라집니다.
3+1 축 CNC 기계
3+1 축 CNC 기계 에는 다른 세 축과 동시에 작동하지 않는 네 번째 축이 있습니다. 대신 A축을 사용하면 공작물을 특정 위치로 회전시킬 수 있습니다.
이 구성은 드릴링과 같은 고정밀 작업에 이상적입니다. 인그레이빙연속 동작이 필요하지 않은 경우
4축 수직 CNC 가공
4축 수직 CNC 가공에서는 스핀들의 방향이 수직으로 설정되어 공작물에 수직으로 작동합니다. 이 설정을 사용하면 위에서 아래로 가공할 수 있으므로 절단 영역의 가시성이 뛰어납니다.
특히 다음과 같은 경우에 유용합니다. 교련 평평한 표면을 밀링할 수 있어 항공 우주 및 의료 기기 분야에서 선호되는 선택입니다.
4축 수평 CNC 가공
4축 수평 CNC 가공은 공작물과 평행하게 움직이는 수평 방향 스핀들을 특징으로 합니다. 이 설계는 무겁거나 부피가 큰 재료를 가공하는 데 적합하여 자동차 및 항공 우주와 같은 산업에서 인기가 높습니다.
수평 방향은 칩 제거 효율을 높여 고정밀 부품을 제작할 수 있습니다.
4축 CNC 밀링 머신
4축 CNC 기계는 회전을 위한 A축을 통합하여 기존 밀링 기능을 향상시킵니다. 이를 통해 공작물을 수동으로 재배치할 필요 없이 정밀한 밀링 작업을 수행할 수 있습니다.
이 기계는 나선형 홈이나 기어와 같은 복잡한 디자인을 만드는 데 널리 사용되며, 원통형 또는 비대칭 모양을 효율적으로 처리합니다.
4축 CNC 라우터
4축 CNC 라우터는 경량 금속 및 목재와 같은 부드러운 소재 가공을 위해 특별히 설계되었습니다. A축을 사용하면 곡면 또는 원통형 표면에서 공작물을 회전시킬 수 있으므로 가구 다리나 예술적 조각품과 같은 응용 분야에 이상적입니다.
이 라우터는 속도와 효율성 때문에 목공 및 디자인 업계에서 선호합니다.
4축 CNC 선반
4축 CNC 선반은 회전 또는 각진 절삭을 위해 A축을 활용하여 선삭 작업과 밀링 기능을 결합합니다. 일반적으로 부싱, 샤프트 및 파이프 제조에 사용됩니다.
추가 축을 사용하면 기계를 전환하지 않고도 평면, 슬롯 또는 홈과 같은 복잡한 형상을 만들 수 있어 효율성이 크게 향상됩니다.
4축 가공의 이점
4축 가공은 제조 공정을 개선하는 다양한 이점을 제공합니다. 이러한 이점을 이해하면 이 기술을 활용하여 프로젝트의 정밀도, 효율성 및 다양성을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.
향상된 정밀도 및 정확성
4축 가공은 3축 시스템에 비해 정밀도가 크게 향상됩니다. 회전식 A축을 사용하면 더 정밀한 제어가 가능하므로 항공 우주 및 의료 제조와 같은 산업에서 필수적인 공차가 큰 부품을 생산할 수 있습니다.
생산 효율성 향상
4축 가공은 한 번의 설정으로 부품의 여러 면을 가공할 수 있어 효율성이 향상됩니다. 따라서 수동 위치 변경이 줄어들고 생산 시간이 단축되며 운영 비용이 절감됩니다.
향상된 기능
네 번째 축을 사용하면 복잡한 모양과 복잡한 디자인을 만들 수 있습니다. 이 기능을 통해 제조업체는 3축 기계로는 어려운 혁신적인 솔루션을 탐색할 수 있습니다.
재료 및 애플리케이션의 다양성
4축 가공은 금속과 플라스틱을 포함한 다양한 재료로 작업할 수 있습니다. 이러한 다용도성 덕분에 자동차 부품에서 의료 기기에 이르기까지 다양한 응용 분야에 적합하여 다양한 프로젝트 요구 사항을 효과적으로 충족할 수 있습니다.
4축 CNC의 한계는 무엇인가요?
4축 CNC 기계는 많은 장점을 제공하지만 한계도 있습니다. 이러한 문제를 이해하면 프로젝트에 적합한지 여부에 대해 정보에 입각한 결정을 내리는 데 도움이 될 수 있습니다.
비싸다
4축 CNC 기계의 주요 한계 중 하나는 높은 비용입니다. 이러한 기계를 구매하고 설치하는 것은 모든 비즈니스에 상당한 투자가 될 수 있습니다. 효율성과 고급 기능을 제공하지만, 초기 재정 지출은 소규모 기업에게는 장벽이 될 수 있습니다.
숙련된 운영자의 요구 사항
4축 CNC 기계는 설정, 프로그래밍 및 모니터링을 위해 숙련된 작업자가 필요합니다. 이러한 기계는 많은 공정을 자동화하지만 4축 시스템 운영의 복잡성으로 인해 작업자에게 전문 교육이 필요합니다.
제한된 지오메트리
4축 CNC 기계는 장점에도 불구하고 특정 형상에 대한 한계가 있습니다. 5축 기계가 더 효과적으로 처리할 수 있는 복잡한 각도와 형상을 처리하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다.
복잡한 프로그래밍
4축 CNC 가공을 위한 프로그래밍은 기존 3축 시스템보다 더 복잡합니다. 네 번째 축을 추가하면 새로운 변수가 추가되므로 더 고급 프로그래밍 기술이 필요합니다.
4축 가공의 응용 분야
4축 가공은 다양한 산업 분야에서 활용되고 있습니다:
- 항공우주: 복잡한 형상을 가진 경량 구조물 제작.
- 자동차: 높은 정밀도와 내구성이 요구되는 부품 제작.
- 의료 기기: 엄격한 규제 표준을 충족하는 복잡한 부품을 제조합니다.
- 소비자 제품: 시장에서 눈에 띄는 독특한 제품 디자인.
3축, 4축 및 5축 가공의 비교
CNC 가공의 경우 3축, 4축, 5축 시스템의 차이점을 이해하는 것은 생산 공정을 최적화하는 데 매우 중요합니다. 각 유형은 고유한 기능을 제공하므로 다양한 응용 분야와 복잡한 부품 설계에 적합합니다.
이동의 축
- 3축 가공: X, Y, Z 축을 따라 작동합니다. 움직임이 이 세 방향으로 제한되므로 간단한 부품에 적합합니다.
- 4축 가공: 공작물을 회전할 수 있는 네 번째 축(A축)을 추가하여 위치를 변경하지 않고도 여러 면에 접근할 수 있습니다. 이를 통해 더 복잡한 형상에 대한 유연성이 향상됩니다.
- 5축 가공: 두 개의 추가 회전축(B 및 C)을 통합하여 절삭 공구가 거의 모든 각도에서 공작물에 접근할 수 있습니다. 이 기능은 매우 복잡한 디자인과 복잡한 모양에 이상적입니다.
부품의 복잡성
- 3축 가공: 단순한 도형과 평평한 표면에 가장 적합합니다. 복잡한 형상에는 더 많은 설정이 필요하므로 오류가 누적될 수 있습니다.
- 4축 가공: 적당히 복잡한 부품에 적합합니다. 여러 면의 기능을 처리할 수 있지만 복잡한 디자인의 경우 약간의 위치 조정이 필요할 수 있습니다.
- 5축 가공: 단일 설정으로 매우 복잡한 부품을 생산할 수 있습니다. 저축 장비로는 어렵거나 불가능한 고급 형상을 제작할 수 있습니다.
생산 효율성
- 3축 가공: 복잡한 부품에 필요한 여러 설정으로 인해 일반적으로 속도가 느립니다. 각 설정마다 잠재적인 오류가 발생하고 생산 시간이 늘어납니다.
- 4축 가공: 3축 시스템보다 설정 시간을 단축하고 더 많은 연속 가공 공정을 가능하게 하여 효율성이 향상됩니다.
- 5축 가공: 설정 및 가공 시간을 최소화하는 가장 효율적인 옵션입니다. 동시 다방향 절삭으로 복잡한 부품을 더 빠르게 완성할 수 있습니다.
프로그래밍 복잡성
- 3축 가공: 더 간단한 프로그래밍을 포함하므로 기본 기술을 갖춘 운영자도 쉽게 사용할 수 있습니다.
- 4축 가공: 3축 기계보다 고급 프로그래밍 기술이 필요하며, 복잡성과 유용성의 균형을 맞춰야 합니다.
- 5축 가공: 복잡한 프로그래밍 요구 사항으로 인해 고도로 숙련된 작업자가 필요합니다. 관련된 축의 수에 따라 복잡성이 증가합니다.
비용 고려 사항
- 3축 가공: 일반적으로 가장 비용 효율적인 옵션으로, 간단한 부품이 포함된 예산에 민감한 프로젝트에 적합합니다.
- 4축 가공: 3축 시스템보다 비싸지만 적당히 복잡한 부품에 더 나은 기능을 제공합니다.
- 5축 가공: 고급 기술과 기능으로 인해 가장 비용이 많이 드는 옵션입니다. 하지만 복잡도가 높은 프로젝트의 경우 정밀도와 효율성 측면에서 상당한 가치를 제공합니다.
결론
4축 가공은 정밀도 향상, 생산 효율성 증대, 복잡한 형상을 처리할 수 있는 능력 등 상당한 이점을 제공합니다. 재료와 응용 분야가 다양하기 때문에 항공우주, 자동차, 의료, 전자 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 하지만 높은 비용과 숙련된 작업자의 필요성 등 한계도 있습니다.
제조 프로세스를 개선하고 싶거나 특정 프로젝트를 염두에 두고 있는 경우, 문의하기 오늘 4축 가공이 고객의 요구를 어떻게 충족시킬 수 있는지 논의해 보십시오!
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.
