CNC 가공 FAQ

CNC(컴퓨터 수치 제어) 가공은 컴퓨터 제어 시스템과 공작 기계를 사용하여 원자재(가공품)에서 재료를 층층이 제거하여 맞춤형 부품을 생산하는 절삭 가공 공정 입니다. 적층 제조(3D 프린팅)나 성형 기술(사출 성형)과는 달리, CNC 가공은 단단한 블록에서 재료를 깎아내어 부품을 만듭니다. 높은 정밀도, 엄격한 공차 및 우수한 물리적 특성이 요구되는 금속 및 플라스틱 부품 제조에 주로 사용되는 방식입니다.

이 기술은 1940년대와 1950년대에 시작되었습니다. 최초의 수치 제어(NC) 기계는 1949년 존 T. 파슨스 가 MIT 와 협력하여 개발했으며 , 처음에는 복잡한 헬리콥터 블레이드를 제조하기 위해 설계되었습니다. 1950년대 후반에 이르러 NC 기계는 디지털 컴퓨터의 통합으로 CNC(컴퓨터 수치 제어) 기계로 발전했습니다. 이러한 발전은 공작 기계의 범용 프로그래밍 언어로 G 코드 의 사용을 표준화했습니다.

CNC 제조 워크플로는 세 가지 주요 디지털 단계로 구성됩니다.

1. CAD(컴퓨터 지원 설계): 부품의 2D 벡터 모델 또는 3D 솔리드 모델을 생성하는 것.

2. CAM(컴퓨터 지원 제조): CAD 모델을 공구 경로로 변환하고 기계 코드(G 코드)를 생성하는 소프트웨어.

3. 설정 및 가공: 코드가 CNC 기계에 업로드되면 기계가 프로그래밍된 동작을 실행하여 원자재를 절삭합니다.

다음은 ISO 6983 에 따라 표준화된 CNC 기계를 제어하는 ​​데 사용되는 프로그래밍 언어입니다.

• G코드(기하학적 코드): 기계에 지시합니다 방법 이동하다 (예: G01 선형 보간의 경우, G02 원형 보간의 경우).

• M 코드(기타 코드): 기계의 보조 기능을 제어합니다(예: M03 스핀들을 시작하려면, M08 냉각수를 켜려면).

CNC 가공의 공차 기준은 일반적으로 ISO 2768-1 에 의해 정의됩니다.

• 표준 공차(중간 – m): 일반적으로 ±0.125mm(±0.005인치) . 이는 특정 공차 표기가 없는 형상에 대한 업계 표준입니다.

• 정밀 공차(미세 – f): 중요한 형상(예: 베어링 끼워맞춤)의 경우, CNC 기계는 기계의 강성과 열 안정성에 따라 ±0.005mm에서 ±0.05mm 범위의 ISO IT7 등급 또는 그 이상의 정밀도를 달성할 수 있습니다.

차이점은 자유도 에 있습니다.

• 3축: 절삭 공구가 X, Y, Z 축을 따라 이동합니다. 평면 밀링 및 드릴링에 적합합니다.

• 5축: X, Y, Z축 외에도 두 개의 회전축(A축 및 B축)이 추가되었습니다. 이를 통해 공구가 어떤 각도에서든 공작물에 접근할 수 있습니다.

  • 장점: 5축 가공은 임펠러와 같은 복잡한 형상의 제품 생산을 가능하게 하며, 부품의 5면을 한 번의 작업으로 가공( 3+2 가공 )하여 설정 시간을 단축합니다.

가공성은 공작기계로 재료를 얼마나 쉽게 절삭할 수 있는지를 나타내는 척도입니다. 일반적으로 기준 강재( AISI B1112 )를 100%로 설정하여 가공성을 평가합니다.

• 뛰어난 가공성: 알루미늄 6061 및 황동 C360(등급 > 100%). 이러한 소재는 빠른 절삭 속도를 가능하게 하고 탁월한 표면 조도를 제공합니다.

• 가공성이 낮은 소재: 티타늄(Ti-6Al-4V) 및 인코넬. 이 소재들은 높은 열을 발생시키고 공구 마모를 빠르게 진행시키므로 특수 공구와 느린 이송 속도가 필요합니다.

• 클라임 밀링(다운 밀링): 공구가 이송 방향과 같은 방향으로 회전합니다. 칩 두께는 최대에서 시작하여 0으로 감소합니다. 이 방식은 열 발생을 줄이고 표면 품질을 향상시키기 때문에 CNC 가공 마무리에 선호되는 방법입니다.

• 일반 밀링(상향 밀링): 공구가 이송 방향과 반대 방향으로 회전합니다. 칩 두께는 0에서 시작하여 점차 증가합니다. 이 방식은 표면 경화를 방지하기 위해 일반적으로 거친 주조물이나 단조물을 가공할 때만 사용됩니다.

표면 거칠기는 가공된 표면의 질감을 정량화한 값입니다. 가장 일반적인 측정값은 Ra(평균 거칠기) 이며 , 단위는 마이크로미터(μm)입니다.

• 가공 후 표준: 일반적으로 Ra 3.2 μm (125 μin) . 공구 자국이 눈에 띕니다.

• 정밀 가공: Ra 1.6 μm ~ 0.8 μm (63-32 μin) . 더 느린 마무리 가공이 필요합니다.

• 연마/연마: Ra < 0.4 μm . 일반적으로 연삭 또는 연마와 같은 후처리 작업이 필요합니다.

CNC 가공은 매우 다재다능하지만 기하학적 제약이 있습니다.

1. 언더컷: 표준 공구로는 특수 절삭 공구(예: T자형 홈 절삭 공구) 또는 다축 재배치 없이는 표면 아래 영역(돌출부)에 도달할 수 없습니다.

2. 내부 모서리 반경: 절삭 공구는 원형이기 때문에 CNC 가공으로는 완벽하게 날카로운 내부 수직 모서리를 만들 수 없습니다. 따라서 공구 직경에 맞는 반경이 항상 유지됩니다.

3. 재료 낭비: 절삭 가공 방식이기 때문에 적층 제조나 주조 방식에 비해 훨씬 더 많은 폐기물(칩/절삭 부스러기)이 발생합니다.

스테인리스강을 가공하는 비용은 일반적으로 알루미늄(예: 6061)보다 20%에서 100% 더 비싼데, 이는 주로 세 가지 요인 때문입니다.

1. 가공성: 스테인리스강은 더 단단하고 질깁니다. CNC 기계는 스테인리스강을 효과적으로 절삭하기 위해 더 낮은 RPM과 이송 속도 로 작동해야 하므로 동일한 부품을 생산하는 데 더 많은 시간이 소요됩니다(기계 가동 시간 비용 증가).

2. 공구 마모: 마모성이 강하고 고온을 발생시켜 절삭 공구(엔드밀/드릴)의 마모 속도를 훨씬 빠르게 하여 공구 비용을 증가시킵니다.

3. 원자재: 스테인리스강(특히 316 등급)의 원자재 비용은 일반적으로 일반 알루미늄 합금보다 높습니다.

• 재질 변경: 내식성이 중요하지 않다면 304/316 스테인리스강 대신 303 스테인리스 강을 사용하십시오. 303 스테인리스강은 가공성을 향상시키는 황을 함유하고 있어 가공 시간을 최대 25%까지 단축할 수 있습니다.

• 허용 오차를 완화하십시오: 경질 금속은 정밀한 가공에 시간이 많이 소요되므로, 절대적으로 필요한 경우가 아니라면 엄격한 허용 오차(예: +/- 0.01mm)를 지정하지 마십시오.

• 깊은 홈을 피하십시오: 스테인리스강의 깊은 홈에는 진동(채터링)이 발생하기 쉬운 긴 공구가 필요하므로 작업 속도가 크게 저하됩니다.

• SS 303 (기계공의 선택): 피팅, 샤프트, 너트와 같이 중요하지 않은 부품에 가장 적합합니다. 가공성이 가장 뛰어나지만 내식성과 인성은 떨어집니다.

• SS 304(표준): 가장 일반적인 "18/8" 스테인리스강입니다. 뛰어난 내식성과 용접성을 자랑합니다. 주방용품, 자동차 및 일반 산업 부품에 이상적입니다. 303보다 가공성이 떨어집니다.

• SS 316(해양 등급): 몰리브덴을 함유하여 염화물 및 산에 대한 저항성이 뛰어납니다. 해양 환경, 화학 공정 및 의료 기기 에 필수적입니다 . 세 가지 재질 중 가공성이 가장 높습니다.

네, 저희는 17-4 PH(석출 경화형) 스테인리스강 가공을 전문으로 합니다.

• 사용 이유: 이 소재는 높은 항복 강도(최대 1100~1300MPa)와 우수한 내식성(304강과 유사)을 독특하게 결합한 제품입니다.

• 열처리: 일반적으로 어닐링(A 조건) 상태에서 가공한 후 열처리(예: H900)를 통해 최대 경도(HRC 40-47)를 얻습니다. 이 소재는 항공우주 부품 및 의료기기 에 널리 사용됩니다.

"L"은 "저탄소"를 의미합니다.

• SS 316: 표준 탄소강 함량. 일반적인 용도에 적합합니다.

• SS 316L: 탄소 함량이 낮습니다(<0.03%). 탄소 함량이 낮으면 용접 시 유해한 탄화물 석출을 방지할 수 있습니다. 용접 부위의 내식성을 극대화하려면 부품을 용접할 경우 316L을 선택하십시오 .

결정 구조에 따라 다릅니다.

• 오스테나이트계 스테인리스강(304, 316): 일반적으로 어닐링 상태에서는 비자성입니다 . 그러나 CNC 가공 공정(냉간 가공)으로 인해 304 스테인리스강에 미미한 자성이 유도될 수 있습니다.

• 마르텐사이트/페라이트 등급(400 시리즈, 17-4 PH): 이 등급은 강한 자성을 띕 니다.

• 참고: MRI 장비와 같이 자성이 전혀 없는 부품이 필요한 경우, 후가공 열처리를 진행할 수 있도록 해당 사항을 명시해 주십시오.

스테인리스강은 절단이나 변형 시 즉시 경화되는 경향이 있어 다음 절삭 작업 시 표면이 더욱 단단해집니다. 이를 방지하기 위해 당사의 CNC 가공 전문가들은 다음과 같은 방법을 사용합니다.

• 날카로운 공구: 마찰을 방지하기 위해 공구를 자주 교체합니다.

• 지속적인 이송: 공구가 한 곳에 머무르지 않도록 합니다.

• 플러드 쿨런트: 고압 냉각수는 온도를 낮춰 열경화를 방지합니다.

부동태화는 질산이나 구연산을 사용하는 화학적 공정으로, 가공된 스테인리스강 부품 표면에서 유리 철을 제거하는 과정입니다.

• 이유: 스테인리스강은 부식에 강하지만, 가공 과정에서 절삭 공구에 의해 미세한 철 입자가 표면에 박혀 녹이 슬 수 있습니다. 부동태화 처리는 이러한 입자를 제거하여 재료의 본래 부식 저항성을 복원합니다.

• 권장사항: 의료, 식품 및 해양 부품 분야에 적극 추천합니다.

네. 전해연마는 미세한 수준에서 표면 물질을 제거하는 전기화학적 공정입니다. 표면의 굴곡을 매끄럽게 하여 밝고 거울처럼 매끄러운 표면(Ra < 0.4μm)을 만들어내며, 매우 깨끗하고 세균 번식에 강합니다. 이는 제약 및 반도체 부품 분야에서 표준으로 인정받는 공정입니다.

물론입니다. SS 304 는 식품 접촉 표면에 사용되는 업계 표준 재질입니다("18/8" 스테인리스강). 염분이 많거나 산성인 식품(토마토 소스나 소금물 등)에는 내식성이 뛰어난 SS 316을 권장합니다. 당사는 화학적 조성이 관련 규정을 준수함을 증명하는 재료 인증서를 제공합니다.

일반적으로는 안 됩니다 . 스테인리스강을 효과적으로 절삭하려면 높은 토크, 낮은 RPM, 그리고 뛰어난 기계 강성이 필요합니다. 대부분의 데스크탑 라우터는 목재나 연질 알루미늄 가공용으로 설계되었기 때문에 스테인리스강 절삭 시 "채터링"(진동)이 발생하거나 작동이 멈출 수 있습니다. 부나(Boona)를 선택해야 하는 이유: 부나의 산업용 3축 및 5축 CNC 밀링 머신은 스테인리스강의 높은 절삭력을 견딜 수 있도록 설계되어 데스크탑 장비로는 구현할 수 없는 정밀한 공차와 매끄러운 마감을 보장합니다.

갈링 (또는 "냉간 용접")은 스테인리스강 나사산이 조립 과정에서 고착되는 흔한 문제입니다. 이를 방지하기 위해 Boona는 다음과 같은 특별한 예방 조치를 취합니다.

• 재질 조합: 마찰 호환성을 줄이기 위해 결합 부품에는 서로 다른 등급의 재질을 사용하는 것이 좋습니다(예: 316 볼트와 304 너트).

• 표면 마감: 날카로운 공구를 사용하여 나사산을 깨끗하게 절삭하여 표면 거칠기를 최소화합니다.

• 경도: 더 높은 등급(예: 17-4 PH)을 사용하거나 특수 코팅을 적용하면 위험을 줄일 수 있습니다.

얇은 벽(특히 알루미늄 및 델린)의 변형은 잔류 응력 해소로 인해 발생합니다. 이를 방지하기 위해 당사는 특정한 기술 워크플로우를 사용합니다.

• 황삭 및 휴식: 대부분의 재료를 제거한 후 부품을 12~24시간 동안 "휴식"시켜 응력을 자연스럽게 해소합니다.

• 낮은 클램핑력: 부품이 변형되지 않도록 부드러운 조 또는 진공 고정 장치를 사용합니다.

• 응력 완화 열처리: 중요 부품의 경우 최종 가공 전에 열처리를 실시합니다.

일반적인 CNC 드릴링의 경우, 직진성을 확보하고 드릴 파손을 방지하기 위해 깊이 대 직경 비율을 10:1 이하로 유지하는 것을 권장합니다.

• 설계에 더 깊은 구멍(예: 20:1 또는 30:1)이 필요한 경우, 정확성과 동심도를 유지하기 위해 건 드릴링 기술 또는 EDM(전기 방전 가공)을 사용합니다.

양극 산화 처리는 표면에 재료를 추가합니다.

• II형(표준): 측면당 약 5~10µm (0.005~0.01mm)가 추가됩니다.

• III형(경질): 측면당 약 25~50µm (0.025~0.05mm)가 추가됩니다.

• 부나 솔루션: 정밀 공차(예: H7 홀)가 요구되는 경우, 반드시 저희에게 알려주십시오. 저희는 해당 형상을 약간 더 크게 가공 (보정)하여 아노다이징 처리 후 수축되어 정확한 치수로 돌아오도록 합니다.

CNC 밀링 공구는 원형이며 회전합니다. 따라서 내부 모서리에는 필연적으로 공구 크기에 맞는 곡률 반경이 남게 됩니다.

• DFM 팁: 내부 모서리는 반경(예: R=1mm 이상)으로 설계하십시오.

• 해결 방법: 결합 부품에 완벽한 직각 모서리가 필요한 경우, "도그본" 필렛 (모서리를 과도하게 절단하는 방식)을 사용하거나 EDM 가공을 통해 직각으로 만들 수 있습니다.

• 절삭 나사산: 재료를 제거하는 전통적인 방식입니다. 대부분의 용도에 적합하지만, 연질 금속에는 나사산 강도가 약해집니다.

• 성형(롤) 나사산: 재료를 절삭하는 대신 변형/압축하여 나사산을 만듭니다. 이 방식은 재료를 경화시켜 훨씬 더 강한 나사산을 생성 하며 칩이 발생하지 않습니다. 알루미늄의 작은 나사산(M2-M6)에는 나사산 마모를 방지하기 위해 성형 탭을 적극 권장합니다.

시제품 제작(1~10개 부품)의 표준 소요 기간은 3~5영업일 입니다 . 소량 생산(100~1,000개 부품)의 경우 일반적으로 10~15일이 소요됩니다. 또한 , 간단한 부품의 경우 24시간 이내에 배송 가능한 신속 서비스 (긴급 주문) 도 제공합니다 . (👉 자세한 배송 옵션은 전체 배송 FAQ를 참조하십시오 .)

최소 주문 수량(MOQ) 제한이 없습니다 . 디자인 검증을 위한 단일 프로토타입 부터 1,000개 이상의 양산품 까지 , Boona Prototypes는 모든 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 당사는 "다종 소량 생산"에 특화되어 있어 스타트업 및 연구 개발 검증에 이상적인 파트너입니다.

네. 품질 투명성은 매우 중요합니다. 요청 시, 배송물과 함께 다음과 같은 모든 서류 패키지를 제공해 드립니다.

• 재료 인증서(COA): 금속 또는 플라스틱의 화학적 구성을 증명하는 서류.

• 치수 검사 보고서: 당사 자체 CMM을 사용하여 주요 공차를 검증합니다.

• 초도품 검사(FAI): 전체 배치 생산 전에 생산 주문에 대해 제공됩니다.

예. "생산 준비 완료" 부품을 제공하기 위해 다음과 같은 후가공 작업을 수행합니다.

• 삽입 설치: 알루미늄/플라스틱 부품에 스테인리스 스틸 헬리코일 또는 킨서트를 설치하여 나사산을 강화합니다.

• 하위 조립: 핀, 부싱 또는 결합 부품을 서로 조립하는 것.

• 키팅: 조립 라인의 편의를 위해 부품들을 세트로 포장하는 것입니다.

CNC 가공은 500~1,000개 미만의 소량 생산에 가장 비용 효율적인 방법입니다 . 하지만 1,000~2,000개 이상 생산할 경우에는 압력 다이캐스팅 (알루미늄/아연 소재의 경우)으로 전환하는 것을 권장합니다. 다이캐스팅은 초기 금형 제작 비용이 더 높지만, 단가가 훨씬 저렴합니다(최대 60~80% 절감 가능). 제품 생산량이 증가함에 따라 다이캐스팅으로의 전환 과정을 안내해 드리겠습니다.

적절한 공정은 부품의 기본 형상 에 따라 달라집니다.

• CNC 선삭(선반): 공작물 회전 고정된 절삭 공구에 대항하는 방식입니다. 이것이 가장 빠르고 경제적인 방법입니다. 원통형 또는 회전 부품 샤프트, 핀, 부싱, 롤러, 나사 스터드 및 커넥터 등 다양한 부품을 생산하며, 탁월한 원형도와 동심도를 제공합니다. 최대 가공 크기는 다음과 같습니다. Ø500의 mm 직경.
• CNC 밀링: 공작물은 그대로 남아 있습니다. 고정 회전하는 공구가 재료를 제거하는 동안. 최적의 용도는 다음과 같습니다. 각기둥 모양(블록 모양) 부품 — 하우징, 브래킷, 플레이트 및 여러 면에 포켓, 평면 또는 특징이 있는 모든 부품.
• 밀턴(복합): 대부분의 부품은 대체로 원형이지만 평면, 교차 구멍 또는 키홈이 필요합니다. 부품을 두 대의 기계 사이로 이동시키는 대신, 선삭과 밀링을 통합한 작업 흐름에서 이러한 형상들을 완성하여 동심도를 유지하고 재고정 오류를 제거합니다.

어떤 방식이 적합한지 잘 모르시겠나요? 3D 모델을 업로드해 주시면 저희 엔지니어들이 가장 비용 효율적인 공정을 선택해 드립니다. CNC 선삭 및 CNC 밀링 서비스에 대한 자세한 내용은 해당 페이지를 참조하십시오.