우리 세계에 힘을 실어주는 복잡한 부품이 어떻게 만들어지는지 궁금한 적이 있나요? CNC 가공 산업 의 전문가로서 저는 절삭 가공과 적층 가공이라는 두 가지 중요한 제조 공정에 대해 조명하기 위해 왔습니다. 이러한 방법은 항공우주에서 의료 기기에 이르기까지 생산의 핵심이며, 그 미묘한 차이를 이해하는 것은 모든 업계 종사자에게 매우 중요합니다.
정밀도와 효율성이 가장 중요한 세상에서는 절삭 가공과 적층 가공 중 하나를 선택하느냐에 따라 프로젝트가 성패를 좌우할 수 있습니다. CNC 가공과 마찬가지로 절삭 가공은 원자재에서 걸작을 만들어냅니다. 대조적으로, 적층 제조(3D 프린팅)는 물체를 층별로 만듭니다. 각 방법에는 고유한 장점과 한계가 있어 비용에서 품질에 이르기까지 모든 것에 영향을 미칩니다.
수년 동안 이 바다를 항해해 온 사람으로서 저는 이 지식이 얼마나 중요한지 보았습니다. 이제 각 제조 프로세스에 수반되는 내용과 비교 방법을 자세히 살펴보겠습니다.
절삭 가공 이해
절삭 가공이란?
절삭 가공은 원하는 모양과 치수를 얻기 위해 금속, 플라스틱 또는 목재와 같은 고체 블록에서 재료를 체계적으로 제거하는 프로세스입니다. 절삭 가공의 핵심은 정밀 제거입니다. 이는 원고를 편집하는 것과 같습니다. 필요한 것보다 더 많은 것부터 시작하고 조심스럽게 부품을 제거하여 완벽함을 달성합니다. CNCMO의 공장에서는 이 기술을 사용하여 정밀할 뿐만 아니라 항공우주, 군사, 의료와 같은 산업에서 요구하는 고품질 표준을 충족하는 부품을 생산합니다
절삭 가공 공정의 유형
각 절삭 가공 공정은 다양한 재료와 응용 분야에 적합합니다. CNCMO에서 사용하는 주요 프로세스는 다음과 같습니다.
- CNC 가공:
- 재료: 금속(알루미늄, 황동, 스테인레스 스틸 ), 플라스틱(ABS, 폴리카보네이트) 및 복합재.
- 설명: CNC 가공에는 컴퓨터로 제어되는 공작 기계를 사용하여 재료를 형성하는 작업이 포함됩니다. 이는 엄격한 공차와 복잡한 형상을 가진 부품을 만들기 위해 재료를 제거하는 정밀한 조각과 같습니다.
- EDM(방전 가공):
- 재료: 티타늄, 하스텔로이 등 전통적인 기술로 가공하기 어려운 경금속.
- 설명: EDM은 전기 스파크를 사용하여 재료를 특정 모양으로 성형합니다. 기존 기계 가공으로는 달성할 수 없는 복잡한 설계에 유용합니다.
- 워터젯 절단:
- 재료: 금속, 석재, 유리, 복합재.
- 설명: 워터 제트 절단은 종종 연마재와 혼합된 고압 수류를 사용하여 재료를 절단합니다. 이는 자연의 힘을 정확한 흐름으로 활용하여 가장 까다로운 재료라도 열 변형 없이 절단하는 것과 같습니다.
- 레이저 절단:
- 재료: 금속(강철, 알루미늄), 플라스틱, 목재, 종이.
- 설명: 레이저 절단에는 집중된 레이저 빔을 사용하여 재료를 절단하는 작업이 포함됩니다. 이는 정밀도와 제어의 게임으로, 높은 정확성과 뛰어난 가장자리 품질로 복잡한 모양을 절단할 수 있습니다.
절삭 가공의 장점
이제 절삭 가공의 장점을 빠르게 나열해 보겠습니다.
- 높은 정밀도 및 공차: 공차가 엄격하고 마감이 매끄러운 부품을 만드는 데 이상적입니다.
- 재료 강도: 재료의 무결성이 그대로 유지되어 더 중요한 부품을 제공합니다.
- 표면 마감: 고품질 표면 마감을 달성할 수 있습니다.
- 다양성: 다양한 재료에 적합합니다.
- 신뢰성: 오랜 시간에 걸쳐 검증된 방법으로 결과를 예측할 수 있습니다.
- 확장성: 대규모 생산 실행에 효율적입니다.
- 맞춤화: 맞춤형 및 복잡한 디자인을 유연하게 제작할 수 있습니다.
절삭 가공의 단점과 한계
수많은 장점에도 불구하고 절삭 가공에는 한계가 있습니다. 수년간의 경험을 통해 이러한 단점을 이해하는 것은 생산 방법에 대해 정보에 입각한 결정을 내리는 데 중요합니다. 다음은 몇 가지 근본적인 제한 사항입니다.
- 재료 폐기물: 절삭 가공에는 재료 제거가 포함되며, 이는 특히 복잡한 부품의 경우 상당한 낭비로 이어질 수 있습니다.
- 원자재 비용: 처음에는 더 많은 재료가 필요하므로(그런 다음 제거됨) 원자재 비용은 적층 제조보다 높을 수 있습니다.
- 가공 복잡성: 많은 복잡한 형상에 탁월하지만 한계가 있습니다. 언더컷과 내부 구조는 가공하기 어렵거나 불가능할 수 있습니다.
- 도구 마모: 절삭 가공에 사용되는 도구는 마모되어 유지 관리 비용과 가동 중지 시간에 영향을 미칩니다.
- 시간 집약적: 특히 복잡한 부품의 경우 절삭 가공은 시간이 많이 걸리고 전체 생산 일정에 영향을 미칠 수 있습니다.
- 크기 제한: 부품 크기는 가공 장비의 크기로 제한되는 경우가 많으며 이는 대규모 부품의 경우 제약이 될 수 있습니다.
적층 가공 탐구
적층 제조란 무엇입니까?
일반적으로 3D 프린팅으로 알려진 제조는 재료를 층별로 추가하여 물체를 만듭니다. 각 층이 최종 제품의 조각을 나타내는 레고 벽돌로 구조물을 만드는 것과 같다고 생각하세요. 이 방법은 재료가 제거되는 절삭 가공과 대조됩니다. 적층 제조는 모양을 조각하는 대신 처음부터 모양을 만듭니다.
저는 직업적인 여정에서 적층 제조가 신속한 프로토타입 제작과 복잡한 부품 생산에 혁명을 일으키는 것을 보았습니다. 이는 전통적인 방법으로는 따라올 수 없는 디자인 자유를 제공하여 한때 불가능하다고 여겨졌던 모양과 구조를 만들 수 있게 해줍니다.
적층 제조 공정의 유형
CNCMO에 대한 경험을 통해 우리는 각기 다른 재료와 응용 분야에 적합한 다양한 적층 제조 프로세스를 보았습니다. 간략한 개요는 다음과 같습니다.
- 융합 증착 모델링(FDM):
- 재료: ABS, PLA 및 그 복합재와 같은 열가소성 폴리머.
- 설명: FDM은 가열된 노즐을 통해 열가소성 필라멘트를 층별로 압출하여 물체를 만드는 방식으로 작동합니다. 잉크가 구조를 형성하기 위해 굳어지는 용융 플라스틱이라는 점을 제외하면 이는 펜으로 그리는 것과 같습니다.
- SLA(스테레오리소그래피):
- 재료: 포토폴리머 수지.
- 설명: SLA는 자외선 레이저를 사용하여 3D 설계에 따라 액체 수지 층을 경화하고 고형화합니다. 이는 빛이 특정 영역에서 액체를 고체로 변형시키는 사진 현상과 유사합니다.
- 선택적 레이저 소결(SLS):
- 재료: 열가소성 분말, 금속, 세라믹, 유리.
- 설명: SLS는 레이저를 사용하여 분말 재료를 소결하고 서로 결합하여 견고한 구조를 만드는 과정을 포함합니다. 레이저를 사용하여 모래 알갱이를 융합하여 상세한 조각품을 만드는 것과 같다고 생각하세요.
- 직접 금속 레이저 소결(DMLS):
- 재질: 스테인레스 스틸, 알루미늄, 티타늄, 코발트 크롬을 포함한 금속.
- 설명: SLS와 달리 DMLS는 레이저를 사용하여 금속 분말을 소결합니다. SLS와 비슷하지만 금속용이므로 복잡한 고강도 금속 부품을 만들 수 있습니다.
- 폴리젯 인쇄:
- 재료: 포토폴리머 수지.
- 설명: PolyJet은 경화 가능한 액체 포토폴리머 층을 빌드 트레이에 분사하는 방식으로 작동합니다. 잉크젯 인쇄와 비슷하지만 잉크 대신 자외선 아래에서 굳는 액체를 사용합니다.
- 전자빔 용해(EBM):
- 재료: 티타늄 합금 및 기타 고융점 금속.
- 설명: EBM은 전자빔을 사용하여 분말 재료를 층별로 녹이고 융합합니다. 이는 용접과 비슷하지만 부품을 만드는 데는 마이크로 규모입니다.
- 재료 분사:
- 재료: 포토폴리머 수지, 왁스 같은 재료.
- 설명: 재료 분사는 2D 잉크젯 프린터와 유사하게 작동합니다. 감광성 재료의 방울을 빌드 플랫폼에 분사한 다음 UV 광선을 사용하여 경화시킵니다. 이 프로세스를 통해 높은 정밀도와 미세한 세부 묘사가 가능하므로 상세한 프로토타입, 모델 및 치과 응용 분야에 적합합니다. 이는 각 물방울이 선명하고 생생한 그림을 만드는 데 기여하는 정밀한 그림과 유사합니다.
- 바인더 분사:
- 재료: 금속, 모래, 세라믹.
- 설명: 액체 결합제는 Binder Jetting에 선택적으로 증착되어 분말 입자를 결합합니다. 그런 다음 재료의 층이 서로 결합되어 물체를 형성합니다. 산업 용도에 적합한 정밀도와 강도를 지닌 모래성을 만들기 위해 모래 층을 서로 붙이는 것으로 생각하십시오. 이 방법은 다른 형태의 적층 제조에서는 어려울 수 있는 대형 부품과 복잡한 형상을 만드는 데 유용합니다.
적층 제조의 장점
적층 제조의 이점은 다양합니다.
- 디자인의 자유: 내부 형상 및 속이 빈 부품을 포함한 복잡한 디자인이 가능합니다.
- 신속한 프로토타이핑: 프로토타입을 빠르게 생산할 수 있어 개발 프로세스 속도가 빨라집니다.
- 맞춤화: 맞춤형, 일회용 부품 및 개인화에 이상적입니다.
- 폐기물 감소: 재료가 제거되지 않고 추가되므로 폐기물이 줄어들고 비용과 시간이 많이 소요되는 툴링의 필요성이 줄어듭니다.
- 경량 구조물: 가벼우면서도 튼튼한 구조물을 생산할 수 있으며, 특히 항공우주 및 자동차 부문에 유리합니다.
- 소규모 작업에 대한 비용 효율성: 기존 제조를 위한 금형 제작이나 설정 비용이 엄청나게 드는 소규모 배치 생산에 특히 경제적입니다.
- 주문형 제조: 필요에 따라 부품을 인쇄할 수 있으므로 재고 필요성이 줄어듭니다.
단점과 한계
그러나 적층 제조에는 다음과 같은 과제와 한계도 있습니다.
- 재료의 한계: 재료의 범위가 확장되고 있지만 여전히 전통적인 제조 방식에 비해 확장이 필요합니다.
- 낮은 강도: 일부 3D 프린팅 부품은 특히 특정 방향에서 절삭 가공을 통해 만들어진 부품보다 기계적 강도가 낮을 수 있습니다.
- 표면 마감: 레이어별 접근 방식을 사용하면 추가 후처리가 필요할 수 있는 울퉁불퉁한 표면 마감이 발생할 수 있습니다.
- 크기 제한: 부품 크기는 일반적으로 3D 프린터의 크기에 따라 제한됩니다.
- 대량 생산의 경우 느린 생산: 전통적인 방법은 대규모 생산의 경우 더 빠르고 비용 효율적입니다.
- 높은 에너지 소비: 특정 적층 제조 공정, 특히 금속과 관련된 공정은 에너지 집약적일 수 있습니다.
- 장비 비용: 고급 3D 프린터, 특히 금속에 사용되는 프린터는 엄청나게 비쌀 수 있습니다.
- 후처리 요구 사항: 많은 3D 프린팅 부품에는 세척, 경화 또는 마무리가 필요합니다.
절삭 가공과 적층 가공 비교
절삭 가공과 적층 가공 중에서 선택할 때는 차이점을 이해하는 것이 중요합니다. 비교를 몇 가지 중요한 측면으로 나누어 보겠습니다.
프로세스 비교
- 절삭 가공(Subtractive Manufacturing): 최종 형태를 얻기 위해 재료를 제거하고 정밀성과 제어가 중요합니다. 조각가가 대리석 덩어리를 깎아내는 모습을 상상해 보십시오.
- 적층 제조: 이는 처음부터 레이어별로 복잡성과 세부 사항을 구축하는 것입니다. 그것은 화가가 상세한 그림을 그리는 것에 더 가깝습니다.
재료 사용 및 유연성
- 절삭 가공: 일반적으로 고체 블록이나 재료 시트를 사용하므로 더 많은 폐기물이 발생할 수 있습니다. 그러나 더 넓은 범위의 재료를 처리할 수 있습니다.
- 적층 제조: 필요한 곳에만 재료를 추가하므로 재료 사용이 더욱 효율적입니다. 바이오 소재와 같은 고유한 소재 옵션을 제공하지만 절삭 가공에 비해 소재 선택이 제한됩니다.
정밀도와 품질
- 절삭 가공: 특히 표면 마감 및 구조적 무결성과 관련하여 높은 정밀도와 품질로 유명합니다.
- 적층 제조: 정밀도 측면에서 상당한 발전을 이루었지만 때로는 절삭 방법을 통해 달성할 수 있는 표면 마감과 강도를 따라잡아야 할 때도 있습니다.
비용에 미치는 영향
- 절삭 가공: 일반적으로 규모의 경제로 인해 대규모 생산에 더 비용 효율적입니다. 그러나 초기 설정 및 도구 사용에는 비용이 많이 들 수 있습니다.
- 적층 제조: 특별한 도구가 필요하지 않으므로 소규모 배치 및 프로토타입에 더 비용 효율적입니다. 그러나 특히 금속의 경우 재료 및 기계 비용이 높을 수 있습니다.
속도와 효율성
- 절삭 가공: 동일한 부품을 많이 생산할 때는 속도가 더 빠르지만 복잡하거나 독특한 품목의 경우 속도가 느릴 수 있습니다.
- 적층 제조: 신속한 프로토타이핑과 복잡한 형상을 신속하게 생성하는 데 이상적이지만 대규모 생산에서는 속도가 느리고 효율성이 떨어질 수 있습니다.
결론
CNCMO는 최고 수준의 CNC 가공 및 밀링 서비스를 전문적으로 제공합니다 . 탁월한 품질의 정밀 부품을 찾고 있다면 당사에 문의하세요. 우리는 귀하가 이러한 제조 공정을 탐색할 수 있도록 지원하여 당사의 전문성과 최첨단 기술을 통해 귀하의 프로젝트가 성공할 수 있도록 보장합니다.
제조 분야에서는 모든 상황에 맞는 단일 솔루션은 없다는 점을 기억하십시오. 이는 귀하의 특정 요구에 맞는 적절한 프로세스를 선택하는 것입니다. 다음 프로젝트에 대한 안내가 필요하시면 언제든지 저희에게 연락해 주세요. 함께 특별한 것을 만들어 보세요!
