CNC 가공(컴퓨터 수치 제어 가공)은 컴퓨터 프로그램 제어에 기반한 정밀 제조 공정입니다. 기계의 절삭 공구를 제어하기 위해 기계 공구에 연결된 컴퓨터 수치 제어(CNC) 시스템을 활용합니다. CAD 모델에서 파생된 가공 매개변수 지침이 포함된 G 코드 및 M 코드는 기계 공구로 전달됩니다. 그런 다음 기계는 선삭, 드릴링, 밀링 및 기타 가공 작업을 통해 미리 설정된 경로를 따라 이동하여 공작물에서 재료를 제거합니다. 이를 통해 금속, 플라스틱, 목재와 같은 재료를 정밀하게 가공하여 설계 요구 사항을 충족하는 부품 또는 제품을 얻을 수 있습니다.
CNC 가공은 일반적으로 4가지 기본 단계로 구성되며, 사용되는 가공 공정에 관계없이 다음 공정을 따라야 합니다.
1단계: CAD 모델 설계
CNC 가공의 첫 번째 단계는 제품의 2D 또는 3D 모델을 만드는 것입니다. 설계자는 일반적으로 AutoCAD, SolidWorks 또는 기타 CAD(컴퓨터 지원 설계) 소프트웨어를 사용하여 제품의 정확한 모델을 구축합니다. 더 복잡한 부품의 경우 3D 모델링을 통해 공차, 구조선, 나사산 및 조립 인터페이스와 같은 제품 기능을 더 명확하게 보여줄 수 있습니다.
2단계: CNC 호환 형식으로 변환
CNC 기계는 CAD 파일을 직접 읽을 수 없습니다. 따라서 CAD 모델을 CNC 호환 수치 제어 코드(예: G 코드)로 변환하려면 Fusion 360 및 Mastercam과 같은 CAM(컴퓨터 지원 제조) 소프트웨어가 필요합니다. 이 코드는 기계 공구에 정밀 절삭 경로, 이송 속도, 공구 이동 경로 및 기타 매개변수를 실행하도록 지시하여 가공 정확도를 보장합니다.
3단계: 적절한 기계 공구 선택 및 가공 매개변수 설정
부품의 재료, 모양 및 가공 요구 사항에 따라 적절한 CNC 기계(예: CNC 밀링 머신, 선반 또는 연삭기)를 선택합니다. 그런 다음 작업자는 다음 준비 작업을 수행합니다.
공구 설치 및 보정
가공 속도, 이송 속도 및 절삭 깊이와 같은 매개변수 설정
가공 중 움직임을 방지하기 위해 공작물이 안전하게 고정되었는지 확인
4단계: CNC 가공 수행
모든 준비 단계가 완료되면 CNC 기계 공구는 미리 설정된 CNC 프로그램에 따라 가공 작업을 실행할 수 있습니다. 가공 공정은 완전히 자동화되어 있으며, 공구는 부품이 형성될 때까지 정의된 경로를 따라 절삭합니다.
가공 후 부품은 치수 정확도와 표면 마감이 설계 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 품질 검사를 거칩니다. 검사 방법은 다음과 같습니다.
>치수 측정: 캘리퍼스, 마이크로미터 또는 좌표 측정기(CMM)를 사용한 치수 검사
>표면 마감 검사: 추가 연마 또는 도장이 필요한지 확인하기 위해 부품의 표면 거칠기 확인
>조립 테스트: 부품이 다른 구성 요소와 조립될 경우 호환성을 보장하기 위해 조립 테스트 수행
필요한 경우 부품 성능 및 내구성을 향상시키기 위해 디버링, 열처리 또는 표면 코팅과 같은 후처리를 수행할 수 있습니다.
CNC 가공 공정은 자동화되어 있지만 CNC 기술자는 예상 및 예상치 못한 고장을 해결하고 원활한 가공을 보장하는 데 여전히 중요한 역할을 합니다. 다음은 CNC 기술자의 주요 책임입니다.
>제품 사양 확인: 주문 요구 사항 및 기술 문서를 기반으로 제품 치수, 공차 및 재료 요구 사항을 정확하게 이해합니다.
>기술 도면 해석: 제품 설계 세부 사항을 이해하기 위해 청사진, 손 스케치 및 CAD/CAM 파일을 읽습니다.
>CAE 모델 생성: 가공 계획을 최적화하고 가공 정확도와 효율성을 향상시키기 위해 컴퓨터 지원 엔지니어링(CAE) 소프트웨어를 활용합니다.
>공구 및 공작물 정렬 및 조정: 최적의 가공 조건을 위해 절삭 공구, 고정구 및 공작물이 제대로 설치되고 조정되었는지 확인합니다.
>CNC 기계 설치, 작동 및 분해: CNC 기계 및 부속품을 적절하게 설치 및 분해하고 다양한 CNC 장비를 능숙하게 작동합니다.
>기계 작동 모니터링: 적절한 작동을 보장하기 위해 기계 속도, 공구 마모 및 가공 안정성을 관찰합니다.
>완제품 검사 및 품질 관리: 결함을 식별하고 품질 표준을 충족하는지 확인하기 위해 완제품을 검사합니다.
>부품이 CAD 모델과 일치하는지 확인: 제품의 치수, 형상 및 공차가 설계 요구 사항을 정확하게 충족하는지 확인하기 위해 실제 부품을 CAD 설계와 비교합니다.
CNC 기술자의 전문 기술과 꼼꼼한 접근 방식은 가공 품질을 보장하고 생산 효율성을 향상시키며 불량률을 줄이는 데 매우 중요하며 CNC 가공 시스템의 필수적인 부분입니다.
CNC(컴퓨터 수치 제어) 가공 기술은 다양한 금속 및 비금속 재료의 정밀 가공을 위해 제조 산업에서 널리 사용됩니다. 가공 요구 사항에 따라 다양한 CNC 가공 공정이 필요합니다. 다음은 몇 가지 일반적인 CNC 가공 공정입니다.
1. CNC 밀링
CNC 밀링은 회전하는 공구를 사용하여 공작물을 절삭하는 가공 방법입니다. 평면, 곡면, 홈, 구멍 및 복잡한 기하학적 구조를 가공하는 데 적합합니다. 주요 특징은 다음과 같습니다.
알루미늄, 강철, 스테인리스강 및 플라스틱과 같은 다양한 재료를 가공하는 데 적합합니다.
고정밀 및 고효율 다축 가공(예: 3축, 4축 및 5축 밀링)이 가능합니다.
하우징, 브래킷 및 금형과 같은 정밀 부품의 대량 생산에 적합합니다.
2. CNC 선반 가공
CNC 선반은 회전하는 공작물과 고정된 공구를 사용하여 절삭합니다. 주로 샤프트, 링 및 디스크와 같은 원통형 부품을 가공하는 데 사용됩니다. 주요 특징은 다음과 같습니다.
대칭 회전 부품의 효율적인 가공에 적합합니다.
내부 및 외부 원, 테이퍼 표면, 나사산, 홈 및 기타 구조를 처리할 수 있습니다. 대량 생산에 적합하며 자동차 부품, 항공 베어링, 전자 커넥터 등의 제조에 일반적으로 사용됩니다.
CNC 드릴링은 공작물에 관통 또는 블라인드 홀을 가공하는 공정입니다. 일반적으로 나사 구멍, 핀 구멍 및 부품 조립에 사용되는 기타 구성 요소에 사용됩니다. 주요 특징은 다음과 같습니다.
> 다양한 깊이와 직경의 구멍 가공에 적합합니다.
> 태핑과 결합하여 구멍 내에 나사산을 만들 수 있습니다.
> 금속, 플라스틱 및 복합 재료를 포함한 다양한 재료에 적용할 수 있습니다.
4. CNC 보링
CNC 보링은 치수 정확도와 표면 마감을 개선하기 위해 기존 구멍을 확대하거나 미세 조정하는 데 사용됩니다. 주요 특징은 다음과 같습니다.
고정밀, 대형 구멍 가공에 적합합니다.
엔진 블록 및 유압 실린더와 같이 공차 관리가 엄격하게 필요한 부품에 일반적으로 사용됩니다.
더 복잡한 가공 요구 사항을 달성하기 위해 밀링 및 선삭과 같은 다른 공정과 결합할 수 있습니다.
5. CNC 방전 가공(EDM)
방전 가공(EDM)은 전극과 공작물 사이의 펄스 전기 방전을 사용하여 재료를 제거합니다. 경도가 높은 재료와 복잡한 부품을 가공하는 데 적합합니다.
>탄화물 및 티타늄 합금과 같이 기존 절삭 방법으로 가공하기 어려운 재료에 적합합니다.
>정밀 전자 부품 및 사출 금형과 같은 정밀 세부 사항 및 고정밀 금형을 처리할 수 있습니다.
> 공작물 표면에 기계적 손상 없이 응력 없이 가공하는 데 적합합니다.
CNC 가공 공정은 다양하며 각각 고유한 특성을 가지고 있어 다양한 가공 요구 사항에 적합합니다. 밀링, 선삭 및 드릴링은 가장 일반적인 기본 공정인 반면, EDM, 레이저 절단 및 워터 제트 절단은 특수 재료 및 복잡한 구조를 가공하는 데 적합합니다. 올바른 CNC 가공 공정을 선택하면 생산 효율성이 향상될 뿐만 아니라 부품 정밀도와 품질을 보장하여 현대 제조의 높은 기준을 충족합니다.
CNC(컴퓨터 수치 제어) 가공은 현대 제조의 핵심 기술이 되었습니다. 기존의 수동 또는 반자동 가공 방식에 비해 CNC 가공은 더 높은 정밀도, 효율성 및 일관성을 제공합니다. 다음은 CNC 가공을 선택하는 주요 장점입니다.
높은 정밀도 및 일관성
CNC 가공은 컴퓨터 프로그램을 사용하여 공구의 움직임을 제어하여 모든 공작물에 대해 정확한 치수와 모양을 보장합니다. 기존 가공 방식에 비해 CNC 가공은 마이크론 수준의 정확도를 달성하고 대량 생산 전반에 걸쳐 일관성을 보장하여 인적 오류로 인한 제품 편차를 제거할 수 있습니다. 항공 우주, 의료 기기 및 전자 제품과 같은 산업에서 높은 공차 요구 사항이 있는 부품 가공에 적합합니다. 다축 가공(예: 5축 CNC)을 사용하여 복잡한 형상을 달성하여 설정 시간을 줄이고 정밀도를 향상시킬 수도 있습니다.
CNC 공작 기계는 지속적으로 작동하여 수동 개입을 줄이고 생산 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 또한 자동 공구 교환(ATC) 및 다축 가공 기술을 통해 CNC 기계는 단일 설정에서 여러 가공 단계를 완료하여 생산 주기를 크게 단축하고 대규모 생산에 적합하게 만들 수 있습니다. 이를 통해 공구 교환 및 기계 설정 시간이 줄어들어 단위 시간당 생산량이 증가합니다. 기존 수동 가공에 비해 CNC 기계는 연중무휴 24시간 작동하여 생산 비용을 절감할 수 있습니다.
CNC 가공은 복잡한 형상과 높은 정밀도 요구 사항이 있는 부품을 쉽게 처리할 수 있습니다. 특히 다축 CNC 기계는 단일 작업에서 다중 표면 가공을 완료하여 반복적인 클램핑으로 인한 오류 축적을 방지할 수 있습니다. 이는 항공 우주, 의료 기기 및 자동차 제조와 같이 부품 복잡성 요구 사항이 높은 산업에 적합합니다. 또한 기존 공정으로는 달성하기 어려운 나선형 모양, 복잡한 내부 구조 및 곡면을 처리할 수 있습니다.
CNC 가공은 금속(알루미늄 합금, 스테인리스강, 티타늄 합금, 구리 등), 플라스틱(POM, ABS, 나일론 등), 복합 재료 및 세라믹을 포함한 광범위한 재료에 적합합니다. 이를 통해 CNC 가공은 다양한 응용 시나리오의 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 또한 CNC 가공은 항공기 등급 티타늄 합금 및 고강도 스테인리스강과 같은 고강도 및 고경도 재료를 처리할 수 있어 전자, 의료 및 자동차를 포함한 다양한 산업에서 정밀 부품 제조에 적합합니다.
CNC 가공은 장비에 상당한 초기 투자가 필요하지만 장기적으로 단위 비용을 크게 줄일 수 있습니다. 높은 가공 능력, 낮은 불량률 및 인건비 절감 기능으로 인해 CNC 가공은 대규모 생산에 더 경제적입니다.
