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[제조백과] 절삭 가공 유형: 3축과 5축 중에 고민이라면?

  • CNC가공
  • 3축가공
  • 5축가공

바로발주

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2024-01-31

목차

    안녕하세요, 오늘의 주제는 바로발주에서 많이 다루었던 CNC가공인데요, 이중에서도 3축 가공과 5축 가공에 대해 더욱 자세히 알아보겠습니다!

     

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    3축 CNC 가공

    3축 가공의 기본 이해

    3축 CNC 가공은 컴퓨터 수치 제어(CNC) 기계를 사용하여 금속, 플라스틱, 나무 등 다양한 재료를 정밀하게 가공하는 공정입니다. CNC는 'Computer Numerical Control'의 약자로, 컴퓨터를 통해 기계의 동작을 정밀하게 제어할 수 있음을 의미합니다. 이 과정에서 3축 가공은 X, Y, Z 세 축을 기준으로 작업물을 움직이거나, 혹은 공구를 움직여 가공합니다.

    • X축은 좌우 방향,
    • Y축은 앞뒤 방향,
    • Z축은 상하 방향의 이동을 담당합니다.

    이 세 축을 사용하여, 공구는 세 방향 모두로 이동하며 다양한 각도와 형태의 절삭 작업을 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 평면이나 곡면, 홈 파기, 구멍 뚫기 등 복잡한 형상의 부품을 만드는 데에 이용됩니다.

     

    3축 CNC의 장단점

    장점

    1. 정밀도: CNC 기계는 높은 정밀도로 부품을 제작할 수 있어, 복잡한 디자인도 정확하게 구현할 수 있습니다. 이는 수작업으로는 도달하기 어려운 수준입니다.
    2. 반복성: 한 번의 설정으로 동일한 부품을 여러 개 정확하게 반복 제작할 수 있습니다. 이는 대량 생산에 매우 유리합니다.
    3. 효율성: CNC 기계는 빠른 속도로 부품을 가공할 수 있으며, 인간의 개입 없이도 작업을 지속할 수 있어 생산성이 높습니다.
    4. 유연성: 다양한 재료에 적용 가능하며, 프로그램을 변경함으로써 새로운 디자인의 제작이 용이합니다.

    3축 CNC 가공의 가장 큰 장점은 그 간단함과 비용 효율성입니다. 기본적인 형태의 부품 제작에 적합하며, 단순한 설계와 낮은 유지 보수 비용으로 많은 제조업체들이 선호합니다. 또한, 프로그래밍이 쉽고 가공 시간이 상대적으로 짧아, 작은 배치의 생산에도 이상적입니다.

    단점

    1. 초기 비용: CNC 기계의 구입 및 설치 비용이 높습니다. 이는 초기 투자 비용이 큰 부담으로 작용할 수 있습니다.
    2. 운영 및 유지 보수: 고도의 기술을 요하는 기계이므로, 숙련된 운영자가 필요하며, 정기적인 유지 보수가 필수적입니다.
    3. 복잡한 3D 형상의 제한: 3축 가공은 3D 형상을 제작할 수는 있지만, 매우 복잡한 형상이나 내부를 가공하기 어려운 경우가 있습니다. 이러한 작업은 5축 CNC 가공 등 더 고도화된 기술을 요구할 수 있습니다.

    한편, 3축 CNC 가공은 복잡한 형상이나 다면 가공이 필요한 부품에는 제한적일 수 있습니다. 예를 들어, 복잡한 3D 형상이나 깊은 구멍 가공은 3축 가공으로는 어려울 수 있습니다. 또한, 한 번에 하나의 면만 가공할 수 있기 때문에, 여러 각도에서 가공이 필요한 부품의 경우 재설정이 필요하며, 이는 생산 시간을 증가시킬 수 있습니다.

     

     

    5축 CNC 가공 CNC 5축 가공을 위한 기계와 컴퓨터의 사용.

    5축 가공의 이해

    5축 CNC 가공은 현대 제조업에서 중요한 역할을 하는 고급 기술입니다. 앞에서 설명했던 3축 X, Y, Z축을 기억하시나요? 5축 CNC 가공은 이러한 전통적인 방식에 2개의 추가적인 회전 축(A축과 B축 혹은 C축)을 도입하여 가공하는 방식입니다. 이 추가 축들은 가공 중인 부품을 다양한 각도에서 접근할 수 있게 해주어, 복잡한 형태와 구조를 가진 부품도 한 번의 공정으로 가공할 수 있게 해줍니다.

     

    5축 가공의 기술적 이점

    CNC 가공의 가장 큰 장점은 높은 유연성과 복잡한 디자인의 실현 가능성입니다. 5축 가공은 특히 복잡한 형상과 어려운 각도에서의 작업을 가능하게 합니다. 이를 통해 고도의 정밀도와 복잡한 형태의 부품 제작이 가능해지며, 이는 항공우주 산업, 자동차 산업, 정밀 의료 기기 제작 등 다양한 분야에서 중요하게 활용됩니다. 또한, 5축 가공은 작업 시간을 단축시키고, 재료 낭비를 줄이며, 전반적인 생산 효율을 향상시키는 데에도 크게 기여합니다.

    1. 향상된 가공 정밀도와 품질: 5축 가공은 부품을 다양한 각도에서 정밀하게 가공할 수 있어, 복잡한 형태의 부품도 높은 정밀도로 제작할 수 있습니다. 이는 품질 향상으로 이어집니다.

    2. 시간 및 비용 절감: 전통적인 3축 가공에 비해, 5축 가공은 부품을 여러 각도에서 가공할 수 있기 때문에 공구 변경 시간을 줄일 수 있습니다. 이는 전체 가공 시간과 관련 비용을 절감하는 효과를 가져옵니다.

    3. 복잡한 디자인의 가능성: 5축 가공을 통해 복잡한 형태와 구조를 가진 부품도 정밀하게 제작할 수 있습니다. 이는 제품 디자인의 유연성을 크게 향상시킵니다.

    4. 높은 재료 활용률: 5축 가공은 부품을 다양한 각도에서 가공할 수 있어 재료의 낭비를 최소화합니다. 이는 재료 비용을 절감하는 효과가 있습니다.

    5축 가공 기계의 비용은 상당히 높습니다. 이는 초기 투자 비용뿐만 아니라 유지 관리 및 운영 비용에서도 마찬가지입니다. 또한 5축 가공 기계는 복잡한 프로그래밍과 높은 수준의 기술이 필요합니다. 이는 작업자에게 상당한 전문 지식과 경험을 요구하며, 복잡한 설계와 프로그래밍 과정은 전체 생산 시간을 늘리고,생산 효율성을 저하시킬 수 있습니다.

     

    가공 유형별 비교: 어떤 것이 내 프로젝트에 적합할까요? CNC 5축 가공을 자세히 보여주고 있는 밀링기.

    3축 가공

    3축 CNC 가공은 X, Y, Z 세 축을 사용해 작업물을 가공하기 때문에 비교적 단순한 형상의 부품 제작에 이상적입니다/ 이 방식은 다음과 같은 경우에 적합합니다:

    • 단순한 형상의 부품 제작: 평면이나 간단한 곡면을 가진 부품 제작에 적합합니다.
    • 비교적 낮은 생산 비용: 복잡한 세팅이나 추가 축이 필요 없기 때문에 초기 투자 비용이 낮습니다.
    • 대량 생산: 단순한 형태의 부품을 대량으로 생산하는 경우, 3축 가공이 시간과 비용 측면에서 효율적일 수 있습니다.
    • 표준적인 품질 요구: 고도의 복잡성이나 극도의 정밀도가 요구되지 않는 부품 제작에 적합합니다.

    5축 가공

    5축 CNC 가공은 추가적인 두 축의 회전 기능을 포함하여, 더 복잡하고 정밀한 작업이 가능합니다. 3D 형상의 복잡한 부품이나 고도의 정밀도가 요구되는 프로젝트에 이상적입니다. 이 방식은 다음과 같은 경우에 적합합니다:

    • 복잡한 형상의 부품 제작: 다양한 각도에서의 접근이 필요한 복잡한 3D 형상이나 곡면을 가진 부품 제작에 적합합니다.
    • 고정밀도 요구: 높은 정밀도와 표면 마감이 요구되는 부품, 예를 들어 항공우주, 자동차 프로토타입, 의료 기기 부품 등의 제작에 적합합니다.
    • 재료의 최적 활용: 부품을 다양한 각도에서 가공할 수 있어 재료를 보다 효율적으로 사용할 수 있습니다.
    • 생산 시간 단축: 복잡한 부품을 한 번에 가공할 수 있어 공구 변경이나 부품 재설정 시간을 줄일 수 있습니다.

     

    사례 연구: 다양한 CNC 가공 기술의 실제 적용 사례 CNC가공 기술 적용을 설명하기 위한 CNC 커터와 소재의 표현.

    CNC 가공 기술은 제조업의 핵심이며, 이 기술을 통해 다양한 산업 분야에서 혁신적인 제품과 솔루션을 창출할 수 있습니다. 이를 통해 각 기술이 어떻게 현실 세계의 문제를 해결하는 데 기여하는지를 살펴보겠습니다.

     

    단순 제품 제작에서의 3축 CNC 가공 사용

    간단한 기계 부품, 기본적인 구조의 프레임 등을 생산할 때 가장 최고의 효율을 보입니다. 이러한 작업은 복잡한 형상이나 깊은 내부 구조가 필요하지 않기 때문에, 3축 가공으로 충분히 높은 정밀도와 빠른 생산 속도를 달성할 수 있습니다.

     

    항공우주 산업에서의 5축 CNC 가공 활용

    항공우주 부품은 고도의 정밀도와 복잡한 형상을 필요로 하기도 합니다. 특히, 곡면이나 복잡한 구조를 가진 부품의 경우, 5축 가공은 단일 설정으로 정밀한 가공을 가능하게 합니다. 따라서 제조 시간을 단축하고, 높은 정밀도를 유지하며, 재료 낭비를 줄이는 데도 도움이 됩니다.

     

    이러한 사례들을 통해 볼 때, CNC 가공 기술은 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 합니다. 3축, 5축 CNC 가공 각각은 특정한 요구사항과 응용 분야에 최적화되어 있으며, 만들고자하는 부품에 따라 더 빠르고, 비용 효율적인 제조가 가능해집니다. 따라서 각 기술의 특성을 이해하고, 적절하게 활용하는 것이 제조업의 성공에 중요합니다.

     

    CNC가공이 필요한데 어떤 유형의 가공이 필요한지 고민이시라면? 3축과 5축 중에 고민이시라면? 지금 바로 아래 버튼을 눌러 3초만에 견적과 납기일을 알아 보세요!

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