CNC 기술에 대해 알아보세요: 작동 메커니즘 & 비용 분석

CNC 기술에 대한 간략한 소개

CNC (컴퓨터 수치 제어) 기술은 현대 제조의 초석이다, 정확한 가능, 다양한 산업 분야의 자동화된 가공 프로세스.

CNC 기술 무브먼트는 X를 기반으로 합니다., 와이, 및 Z축. 공구는 스테퍼 또는 서보 모터를 사용하여 배치됩니다.,

생성하려는 부품의 원래 3D 모델에서 얻은 코드(G 코드라고 함)를 기반으로 움직임에 따라 작동합니다..

수치 제어는 스핀들을 이동하는 속도를 설명합니다. (툴홀더를 회전시키는 회전부), 어느 방향으로 움직일까,

어떤 도구를 사용할지 (기계가 여러 도구를 사용하고 도구 간에 전환할 수 있는 경우), 냉각수 사용과 같은 다른 요인들.

CNC 가공은 어떻게 작동하나요?

CNC (컴퓨터 수치 제어) 가공은 컴퓨터 지원 설계(Computer-Aided Design)의 설계 데이터를 변환하여 작동됩니다. (치사한 사람) 파일을 기계 컨트롤러가 이해하는 코딩된 명령으로 변환.

이 명령은 공작 기계에 이동 위치와 속도를 지시합니다..

그만큼 CNC 가공 프로세스: CAD에서 부품까지

이 프로세스에는 여러 단계가 포함됩니다.:

• 설계: CAD 소프트웨어로 부품 사양 작성.
• 변환: CAM을 통해 설계를 G-코드로 변환 (컴퓨터 지원 제조) 소프트웨어.
• 설정: 기계 준비, 도구 경로 설정, 그리고 공작물을 제자리에 고정합니다..
• 가공: 재료에 프로그래밍된 G 코드 실행.
• 후처리: 디버링 및 표면 처리와 같은 마무리 작업.

CNC 가공 엄마테리얼

1. CNC 가공의 금속

금속은 강도 때문에 가장 일반적으로 가공되는 재료 중 하나입니다., 내구성, 그리고 속성의 범위. 다음은 가장 자주 사용되는 금속에 대한 분석입니다.:

알류미늄

• 속성: 경량, 부식 방지, 그리고 기계로 가공하기 쉽습니다. 강도와 무게의 적절한 균형을 제공합니다..
• 응용: 항공우주 부품, 자동차 부품, 전자 하우징, 의료기기.
• 인기있는 합금: 6061, 7075, 그리고 2024 알류미늄.

스테인레스 스틸

• 속성: 부식에 대한 저항력이 뛰어남, 열, 그리고 입다, 혹독한 환경에서도 내구성을 발휘합니다..
• 응용: 식품 가공 장비, 의료 기기, 화학 용기, 자동차 부품.
• 인기 등급: 304, 316, 그리고 17-4 PH.

티탄

• 속성: 탁월한 강도 대 중량 비율, 내식성, 및 고온 저항.
• 응용: 항공우주 부품, 의료용 임플란트, 자동차 부품.
• 인기 등급: 등급 2 (상업적으로 순수한) 및 Ti-6Al-4V (합금).

놋쇠

• 속성: 강도와 내식성이 우수하여 가공이 용이함. 황동은 전기 전도성도 우수합니다..
• 응용: 전기 부품, 피팅, 그리고 장식적인 부분.
• 인기있는 합금: C360 (무료 가공 황동).

구리

• 속성: 우수한 전기 및 열 전도성, 전자 부품에 이상적입니다..
• 응용: 전기 커넥터, 방열판, 그리고 라디에이터.
• 인기있는 합금: C110 (순수 구리) 및 C182 (크롬 구리).

인코넬

• 속성: 변형이나 부식 없이 극한의 온도와 높은 수준의 응력을 견딜 수 있는 능력으로 알려진 초합금.
• 응용: 항공우주 및 가스 터빈 부품, 해양 응용, 및 열교환기.
• 인기 등급: 인코넬 718 인코넬 625.

2. CNC 가공에 사용되는 플라스틱

경량일 때 CNC 가공을 위해 플라스틱 재료가 선택되는 경우가 많습니다., 내화학성 또는 전기 절연성이 필요함. 일반적으로 사용되는 플라스틱에는 다음이 포함됩니다.:

ABS (아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌)

• 속성: 강한, 힘든, 충격에 강하고. ABS는 가공이 용이하여 다양한 산업분야에서 널리 사용됩니다..
• 응용: 자동차 부품, 소비자 제품, 및 전자 하우징.

포엠 (폴리옥시메틸렌 또는 아세탈)

• 속성: 높은 강성, 낮은 마찰, 우수한 치수 안정성.
• 응용: 기어, 문장, 저마찰이 요구되는 정밀 부품 및.

나일론

• 속성: 높은 강도와 ​​유연성으로 내마모성이 우수함.
• 응용: 기어와 같은 기계 부품, 문장, 그리고 부싱.

몰래 엿보다 (폴리에테르에테르케톤)

• 속성: 높은 기계적 강도, 내화학성, 및 열 안정성, 가장 내구성이 뛰어난 플라스틱 중 하나가 됨.
• 응용: 항공우주, 의료, 자동차 부품, 전기 절연 부품뿐만 아니라.

PTFE (폴리테트라플루오로에틸렌 또는 테플론)

• 속성: 낮은 마찰, 내화학성, 및 고온 저항.
• 응용: 물개, 개스킷, 그리고 붙지 않는 코팅.

HDPE (고밀도 폴리에틸렌)

• 속성: 튼튼한, 경량, 충격과 습기에 매우 강합니다..
• 응용: 탱크, 관, 그리고 도마.

3. CNC 가공의 복합재

복합재는 높은 강도 대 중량 비율로 인해 CNC 가공에 점점 더 많이 사용되고 있습니다., 내식성, 그리고 내구성. 일부 인기 있는 복합 재료에는 다음이 포함됩니다.:

탄소 섬유 강화 폴리머 (CFRP)

• 속성: 매우 강함, 경량, 부식 방지. 탄소 섬유는 강도와 무게 감소가 모두 중요한 응용 분야에 자주 사용됩니다..
• 응용: 항공우주 부품, 스포츠 장비, 자동차 부품.

유리 섬유 강화 폴리머 (GFRP)

• 속성: 우수한 내식성을 지닌 고강도 및 강성.
• 응용: 풍력 터빈 블레이드, 자동차 부품, 건축 자재.

4. CNC 가공의 세라믹

덜 일반적이긴 하지만, 세라믹은 탁월한 경도를 위해 사용됩니다., 내열성, 및 내식성. 이러한 재료는 종종 특수 용도로 선택됩니다.:

알루미나 (알루미늄 산화물)

• 속성: 매우 단단하고 마모에 강함, 열, 부식.
• 응용: 절단 도구, 전기 절연체, 의료기기.

지르코니아 (이산화지르코늄)

• 속성: 우수한 인성, 단열, 및 내마모성.
• 응용: 치과 임플란트, 절단 도구, 및 고온 부품.

CNC 가공 비용은 얼마입니까??

CNC 가공 비용은 다양한 요인의 영향을 받습니다., 재료 선택을 포함하여, 디자인 복잡성, 가공 시간, 공작기계 선택, 생산량, 인건비, 간접비, 폐기 및 재작업.

재료비

재료 유형과 비용은 CNC 가공 비용에 큰 영향을 미칩니다..

고성능 합금, 티타늄이나 스테인레스 스틸과 같은, 일반적으로 플라스틱이나 부드러운 금속보다 더 비쌉니다..

추가적으로, 재료의 기계 가공성은 비용에 영향을 미칩니다, 가공하기 어려운 재료에는 더 많은 시간과 자원이 필요할 수 있으므로.

설계 복잡성

부품 설계의 복잡성은 가공 비용에 직접적인 영향을 미칩니다.. 복잡한 기하학, 엄격한 공차 요구사항,

특수 설계 기능에는 고급 가공 기술과 전문 도구가 필요할 수 있습니다., 그로 인해 비용이 증가한다.

가공 시간

가공 시간, 여기에는 실제 절단 시간과 공구 변경 및 구성을 위한 설정 시간이 포함됩니다., 비용에 기여합니다.

가공 시간이 길어지면 비용이 높아집니다.. 가공 공정 최적화 및 생산 효율성 향상으로 비용 절감 가능.

공작기계

공작기계의 선택과 관리는 비용에 큰 영향을 미칩니다. 절삭 공구 비용, 그들의 수명, 교체 빈도는 전체 가공 비용에 영향을 미칩니다..

비용 관리를 위해서는 적절한 도구 선택과 유지 관리가 중요합니다..

볼륨 및 배치 크기

대량 생산으로 단위당 비용을 낮출 수 있습니다., 고정 설치 비용이 더 많은 부품에 분산되므로.

소규모 배치 생산으로 인해 설정 시간의 영향이 비례적으로 커지므로 부품당 비용이 높아질 수 있습니다..

인건비

숙련된 작업자 및 엔지니어의 임금은 CNC 가공 비용의 일부를 구성합니다.. 노동 집약적인 작업이나 요구 사항이 복잡한 부품에는 추가 인건비가 발생할 수 있습니다..

간접비용

CNC 가공과 관련된 간접 비용, 시설비 등, 유용, 및 관리 비용, 총 비용에도 영향을 미침.

폐기 및 재작업

효과적인 품질 관리 및 검사 프로세스로 불량률과 재작업을 최소화할 수 있습니다., 비용 절감으로 이어지는.

CNC 가공 비용을 줄이거나 절약하는 방법은 무엇입니까?

CNC 가공 비용 절감에는 설계부터 실행까지 다양한 측면을 최적화하는 것이 포함됩니다..

CNC 가공 비용을 효과적으로 관리하고 줄이는 데 도움이 되는 주요 전략은 다음과 같습니다.:

• 복잡성을 최소화하기 위한 설계 최적화: 디자인 단계에서, 얇은 벽과 같은 특징을 피하십시오, 깊은 충치, 그리고 날카로운 90도 모서리, 가공 난이도와 비용이 증가할 수 있습니다..
• 적절한 재료 선택: 부품의 기능적 요구 사항에 따라 재료를 선택하십시오., 과도한 사양 방지, 기계 가공이 더 쉽고 가격이 저렴한 재료를 선택하세요..
• 구멍과 나사산의 깊이를 제한하세요: 가공 시간과 비용을 줄이기 위해 제한된 캐비티 깊이로 설계. 또한, 특수 도구 및 추가 비용이 필요하지 않도록 스레드 길이를 최소화하십시오..
• 벽 두께 증가: 벽이 두꺼워지면 가공 안정성이 향상되고 비용이 절감됩니다.. 금속 부품용, 제안된 최소 벽 두께는 다음보다 큽니다. 0.8 mm, 그리고 플라스틱의 경우, 그것은 이상이다 1.5 mm.
• 표준 도구 크기 사용: 표준 CNC 공구 크기와 호환되는 부품을 설계하여 공구 교체 및 가공 시간을 최소화하세요..
• 과도한 허용오차를 피하세요: 꼭 필요한 경우가 아니면, 엄격한 공차 정의를 피하세요., 이는 가공 복잡성과 비용을 증가시킬 수 있습니다..
• 배치 생산 활용: 주문량이 많을수록 고정 비용이 더 많은 부품에 분산될 수 있습니다., 단위당 비용을 낮추는 것.
• 표면 마감 최소화: 불필요한 표면 처리로 인해 비용이 추가될 수 있습니다., 따라서 부품의 실제 요구 사항에 따라 결정되어야 합니다..
• 자동화 및 기술 혁신에 투자: 로봇 자동화 및 최신 CNC 기술에 대한 투자로 효율성을 높일 수 있습니다., 인건비를 절감하다, 생산 품질을 향상시키고.
• 가공 매개변수 최적화: 절단 속도와 같은 매개변수를 미세 조정하여, 이송 속도, 스핀들 속도, 에너지 소비와 비용을 줄이면서 품질을 유지할 수 있습니다..

CNC 기계의 종류

CNC (컴퓨터 수치 제어) 기계는 다양한 유형으로 제공됩니다., 각각은 제조의 특정 기능을 위해 설계되었습니다.. 주요 유형은 다음과 같습니다.:

1. CNC 밀링 기계: 회전 절삭 공구를 사용하여 공작물에서 재료를 제거하는 데 사용됩니다.. 여러 축을 사용하여 복잡한 형상과 고정밀 부품을 생산할 수 있습니다. (최대 5 축).
2. CNC 선반: 고정된 절삭 공구가 재료를 제거하는 동안 공작물을 회전시켜 원통형 부품을 전문적으로 생산합니다.. 샤프트 및 부속품과 같은 대칭 구성 요소를 제작하는 데 이상적입니다..
3. CNC 플라즈마 절단기: 플라즈마를 사용하세요 (고온의 이온화된 기체) 강철 같은 금속을 자르다, 알류미늄, 그리고 황동. 그들은 일반적으로 판금 절단을 위해 제조 공장에서 사용됩니다..
4. CNC 레이저 절단기: 집중된 레이저 빔을 활용하여 높은 정밀도로 재료를 절단하거나 조각합니다.. 복잡한 설계에 적합하며 항공우주 및 전자와 같은 산업에서 자주 사용됩니다..
5. CNC 라우터: 절단용으로 설계됨, 조각, 나무와 같은 조각 재료, 플라스틱, 그리고 부드러운 금속. 그들은 일반적으로 캐비닛에 사용됩니다., 표지판 제작, 건축 모델링.
6. CNC 그라인더: 표면을 마무리하거나 미세한 마무리를 위해 연마 휠을 사용하십시오.. 이러한 기계는 자동차 및 항공우주와 같은 산업에서 내구성이 뛰어난 부품을 생산하는 데 필수적입니다..
7. CNC 방전가공기 (EDM): 공작물에서 재료를 침식하여 금속 모양을 만들기 위해 전기 방전이나 스파크를 활용합니다.. 강철과 같은 단단한 재료에 복잡한 공동이나 모양을 만드는 데 이상적입니다..
8. CNC 워터젯 절단기: 고압수를 사용하세요 (종종 연마재와 혼합됨) 재료를 자르다. 워터젯은 다양한 재료를 절단하는 데 사용됩니다., 금속을 포함하여, 플라스틱, 그리고 돌, 열을 발생시키지 않고.

CNC 머시닝 센터와 비교. 일반 CNC

CNC 기계는 제조에 혁명을 일으켰습니다., CNC 머시닝 센터와 일반 CNC 기계 등 카테고리가 구분되어 있습니다..
둘 다 정밀도를 제공하지만, 오토메이션, 그리고 효율성, 제조 과정에서 다양한 목적과 기능을 수행합니다..
CNC 머시닝 센터와 일반 CNC 기계의 주요 차이점을 분석해 보겠습니다..

1. 정의 및 기능

• CNC 머시닝센터: CNC 머시닝 센터는 첨단 기술입니다., 밀링과 같은 다양한 작업을 위해 설계된 다기능 기계, 교련, 태핑, 지루하고, 모두 하나의 설정으로.
  고도로 자동화되어 있으며 자동 공구 교환을 위한 공구 매거진이 장착되어 있습니다., 복잡한 부품 및 다단계 제조 공정에 이상적입니다..
• 일반 CNC 기계: 일반적으로 특정 작업에 초점을 맞춘 CNC 선반 또는 밀과 같은 기본 CNC 장비를 나타냅니다. (예를 들어, 선회, 갈기).
  이러한 기계는 일반적으로 기능이 더 제한적입니다., 한 번에 하나 또는 두 가지 작업만 수행할 수 있음, 자동화된 기능이 적음.

2. 도구 용량 및 변경 가능성

• CNC 머시닝센터: 자동 공구 교환 장치가 함께 제공됩니다. (ATC) 수동 개입 없이 작업 중에 여러 도구를 교체할 수 있습니다..
  이 기능을 사용하면 기계가 단일 설정으로 광범위한 작업을 수행할 수 있습니다., 다운타임을 대폭 줄이고 생산 효율성을 높입니다..
• 일반 CNC 기계: 대부분의 일반 CNC 기계에는 수동으로 공구를 교체해야 합니다., 특히 저가형 모델.
  정밀한 가공을 제공하면서도, ATC가 없기 때문에 다양성이 제한되고 운영자의 개입이 더 자주 필요합니다., 다단계 프로세스 속도 저하.

3. 공작물 복잡성

• CNC 머시닝센터: 여러 가지 가공 작업이 필요한 매우 복잡한 공작물에 이상적.
  이 기계는 복잡한 형상을 처리할 수 있습니다., 각진 표면, 그리고 깊은 구멍, 항공 우주와 같은 산업에 필수적입니다., 자동차, 의료기기 제조.
• 일반 CNC 기계: 여러 가공 단계가 필요하지 않은 단순한 부품 및 작업에 가장 적합합니다..
  이 기계는 회전과 같은 덜 복잡한 작업에 효과적입니다., 단순 밀링, 또는 절단.

4. 운동의 축

• CNC 머시닝센터: 일반적으로 다축 기능을 포함합니다., 3축과 같은, 4-중심선, 또는 심지어 5축 가공.
  보다 유연하고 역동적인 움직임을 가능하게 해줍니다., 공작물을 여러 번 재배치하지 않고도 복잡한 부품을 생산할 수 있습니다..
• 일반 CNC 기계: 일반적으로 더 적은 수의 축에서 작동합니다., 2축 또는 3축과 같은.
  아직 정확하면서도, 이러한 기계는 복잡한 형상이나 여러 기능을 갖춘 부품을 제작할 때 더욱 제한적입니다..

5. 자동화 및 효율성

• CNC 머시닝센터: 최소한의 운영자 입력으로 고도로 자동화됨, 지속적인 생산 사이클을 실행할 수 있음.
  ATC와 다중 축의 통합으로 가공 공정의 효율성이 크게 향상됩니다..
• 일반 CNC 기계: 더 많은 수동 개입이 필요함, 특히 공구 교환이나 가공 작업 간 전환의 경우.
  특정 작업에 효율적이면서도, 머시닝센터에 비해 전반적인 자동화 및 생산성이 낮습니다..

6. 응용

• CNC 머시닝센터: 고정밀의 복잡한 부품이 요구되는 산업에서 널리 사용됩니다., 항공우주와 같은, 자동차, 그리고 첨단 제조업.
  하나의 설정으로 여러 작업을 수행할 수 있어 시간이 절약되고 오류가 줄어듭니다..
• 일반 CNC 기계: 더 간단한 것을 요구하는 산업에 적합, 덜 복잡한 부품, 일반 기계 부품 등, 기본 부속품, 및 샤프트.
  이 기계는 복잡성 수준이 머시닝 센터 사용을 정당화하지 못하는 소규모 작업장이나 작업에 적합합니다..

CNC 기계 가격에 영향을 미치는 요인

• 기술
• 재료비
• 생산 비용
• 구성
• 브랜드 및 품질 보증
• 애프터 서비스

완전한 CNC 기계 가격 가이드 - 모든 가격대에서

CNC 기계의 비용은 매우 다양할 수 있습니다., 몇 백 달러에서 몇 십만 달러까지 다양합니다..

이 중요한 가격대는 다양한 요인의 영향을 받습니다., CNC 기계의 유형을 포함하여, 그 크기와 강성, 출력 및 토크 성능, 축의 수, 그리고 추가 기능.

 

CNC 기계	가격
취미 수준의 CNC 라우터	$200 – $3000
전문 CNC 라우터	$3K – $10,000
산업용 CNC 라우터	$40K – $200,000
생산 CNC 라우터	$200K – $400,000
취미 수준의 CNC 밀	$2K – 7K
전문 CNC 밀	$7케이 – $50,000
산업용 3축 밀	$60K – $100,000
산업용 5축 밀	$200K – $500,000
생산공장 (수직형 머시닝센터)	> $500케이
취미 수준의 CNC 선반	$2케이 – $12,000
전문가용 2축 CNC 선반	$15케이 – $50,000
산업용 2축 CNC 선반	$60K – $100,000
생산 CNC 선반 (수평 머시닝 센터 7-13 축)	> $500케이