다축 CNC 가공에 적합한 기계 유형을 선택하는 것은 가장 중요한 결정 중 하나입니다. 이는 프로세스의 전체 기능, 가능한 설계 및 전체 비용을 결정합니다. 3축 vs 4축 vs 5축 CNC 가공은 인기 있는 논쟁이며 정답은 프로젝트 요구 사항에 따라 다릅니다.
이 가이드에서는 다축 CNC 가공의 기본 사항을 살펴보고 3축, 4축 및 5축 CNC 가공을 비교하여 올바른 선택을 하는 데 도움을 드립니다.
3축 가공 소개
스핀들은 X, Y, Z 방향으로 선형적으로 움직이며 공작물에는 이를 한 평면에 고정하는 고정 장치가 필요합니다. 현대 기계에서는 여러 평면에서 작동하는 옵션이 가능합니다. 그러나 제작에 약간의 비용이 들고 시간도 많이 소요되는 특수 고정 장치가 필요합니다.
그러나 3축 CNC가 수행할 수 있는 작업에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 3축 CNC의 상대적 가격에도 불구하고 많은 기능이 경제적으로 실행 불가능하거나 불가능합니다. 예를 들어, 3축 기계는 각진 형상이나 XYZ 좌표계에 있는 어떤 것도 생성할 수 없습니다.
반대로 3축 기계는 언더컷 형상을 생성할 수 있습니다. 그러나 T-슬롯 및 도브테일 절단기와 같은 몇 가지 전제 조건과 특수 절단기가 필요합니다. 이러한 요구 사항을 충족하면 때로는 가격이 급등할 수 있으며 때로는 4축 또는 5축 CNC 밀링 솔루션을 선택하는 것이 더 실용적이 됩니다.
4축 가공 소개
4축 가공은 3축 가공보다 더 발전되었습니다. XYZ 평면에서 절삭 공구를 이동하는 것 외에도 공작물이 Z축에서 회전할 수도 있습니다. 이는 4축 밀링이 고유한 고정 장치나 절삭 공구와 같은 특별한 요구 사항 없이 최대 4면에서 작업할 수 있음을 의미합니다.
앞서 언급한 바와 같이 이러한 기계의 추가 축은 3축 기계로 작업을 완료할 수 있지만 특별한 요구 사항이 있는 일부 경우에 더 경제적으로 실행 가능합니다. 3축에 올바른 고정 장치와 절단 도구를 만드는 데 필요한 추가 비용은 4축 기계와 3축 기계 간의 전체 비용 차이를 초과합니다. 따라서 일부 프로젝트에서는 더욱 실행 가능한 선택이 됩니다.
게다가 4축 밀링의 또 다른 중요한 측면은 전반적인 품질입니다. 이 기계는 한 번에 4면에서 작업할 수 있으므로 고정 장치에 공작물을 재배치할 필요가 없습니다. 이를 통해 인적 오류 가능성을 최소화하고 전반적인 정확성을 향상시킵니다.
오늘날 4축 CNC 가공에는 두 가지 유형이 있습니다. 연속 및 인덱싱.
연속 가공을 통해 절삭 공구와 공작물이 동시에 이동할 수 있습니다. 이는 기계가 회전하는 동안 재료를 절단할 수 있음을 의미합니다. 따라서 나선형과 같은 복잡한 호와 모양을 가공하기가 매우 간단해집니다.
반면에 인덱싱 가공은 단계적으로 진행됩니다. 공작물이 Z 평면을 중심으로 회전하기 시작하면 절삭 공구가 중지됩니다. 이는 인덱싱 기계가 복잡한 호와 모양을 생성할 수 없기 때문에 동일한 기능을 갖지 않음을 의미합니다. 유일한 이점은 이제 3축 기계에 필수적인 특수 고정 장치 없이도 공작물을 4개의 서로 다른 면에서 가공할 수 있다는 점입니다.
5축 가공 소개
5축 가공은 한 단계 더 발전하여 두 평면에서의 회전을 허용합니다. 세 방향으로 움직일 수 있는 절삭 공구의 기능과 함께 이러한 다축 회전은 이 기계가 가장 복잡한 작업을 처리할 수 있게 해주는 두 가지 필수 특성입니다.
시중에는 두 가지 종류의 5축 CNC 가공이 있습니다. 3+2축 가공 및 연속 5축 가공. 둘 다 모든 평면에서 작동하지만 전자는 인덱싱 4축 기계와 동일한 제한 사항과 작동 원리를 갖습니다.
3+2축 CNC 가공에서는 회전이 서로 독립적일 수 있지만 두 좌표 평면을 동시에 사용하는 것은 제한됩니다. 반면, 연속 5축 가공에는 이러한 제한이 없습니다. 이를 통해 뛰어난 제어력과 가장 복잡한 형상을 편리하게 가공할 수 있는 능력이 가능해졌습니다.
3, 4, 5축 CNC 가공의 주요 차이점
CNC 가공 종류의 복잡성과 한계를 이해하는 것은 프로세스의 비용, 시간 및 품질 간의 최상의 균형을 보장하는 데 필수적입니다.
앞서 언급한 바와 같이 많은 프로젝트에서는 고정 장치 및 프로세스와 관련된 복잡성으로 인해 경제적인 3축 밀링을 사용하는 경우 비용이 더 많이 듭니다. 마찬가지로, 모든 단일 프로젝트에 대해 단순히 5축 밀링을 선택하는 것은 기관총으로 바퀴벌레를 퇴치하는 것과 동의어가 될 것입니다. 효과적이지 않은 것 같죠?
이것이 바로 3축, 4축, 5축 가공 간의 주요 차이점을 이해하는 것이 필수적인 이유입니다. 이렇게 하면 필수 품질 매개변수에 대한 타협 없이 특정 프로젝트에 가장 적합한 종류의 기계를 선택할 수 있습니다.
다음은 CNC 가공 종류 간의 5가지 주요 차이점입니다.
작동 원리
모든 CNC 가공의 작동 원리는 동일합니다. 컴퓨터에 의해 유도되는 절삭 공구는 공작물을 중심으로 회전하여 재료를 제거합니다. 또한 모든 CNC 기계는 M-코드 또는 G-코드를 사용하여 공작물에 대한 공구의 움직임을 해독합니다.
차이점은 다른 평면을 중심으로 회전할 수 있는 추가 기능에 있습니다. 4축 및 5축 CNC 밀링 모두 서로 다른 좌표에 대한 회전을 허용하며 이러한 품질로 인해 상대적으로 쉽게 더 복잡한 모양을 만들 수 있습니다.
정밀도 및 정확성
CNC 가공은 정확성과 낮은 공차로 잘 알려져 있습니다. 그러나 CNC 유형은 제품의 최종 공차에 영향을 미칩니다. 3축 CNC는 매우 정확하기는 하지만 작업물의 일관된 위치 조정으로 인해 무작위 오류가 발생할 가능성이 더 높습니다. 대부분의 응용 프로그램에서 이 오류 한계는 무시할 수 있습니다. 그러나 항공우주 및 자동차 응용 분야와 관련된 민감한 응용 분야의 경우 아주 작은 편차라도 문제를 일으킬 수 있습니다.
4축 및 5축 CNC 가공 모두 재배치가 필요하지 않으므로 이러한 문제가 없습니다. 단일 고정 장치에서 여러 평면을 절단할 수 있습니다. 또한 이것이 3축 가공 품질의 유일한 차이 원인이라는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이 외에도 정밀도와 정확성 측면에서 전반적인 품질은 동일하게 유지됩니다.
응용
CNC 유형의 차이는 산업 전반에 적용되기보다는 제품의 특성에 따라 다릅니다. 예를 들어 3축, 4축, 5축 밀링 제품의 차이는 산업 자체보다는 설계의 전반적인 복잡성에 따라 결정됩니다.
항공우주 분야의 간단한 부품은 3축 기계로 개발할 수 있지만, 다른 분야의 복잡한 부품은 4축 또는 5축 기계를 사용해야 할 수도 있습니다.
소송 비용
3축, 4축, 5축 CNC 밀링 간의 주요 차이점은 비용입니다. 3축 기계는 구매 및 유지 관리 측면에서 당연히 더 경제적입니다. 그러나 사용 비용은 설비 및 운영자의 가용성과 같은 요소에 따라 달라집니다. 작업자에게 발생하는 비용은 4축 및 5축 기계의 경우 동일하지만 고정 장치는 여전히 비용의 상당 부분을 차지합니다.
반면, 4축 및 5축 가공은 기술적으로 더 발전하고 기능도 더 좋습니다. 따라서 당연히 비용이 많이 듭니다. 그러나 이들은 많은 기능을 제공하며 많은 독특한 경우에 실행 가능한 선택입니다. 그 중 하나는 3축 기계로 이론적으로 가능한 설계에 많은 맞춤형 고정 장치가 필요한 이전에 이미 논의된 바 있습니다. 따라서 전체 비용이 증가하고 4축 또는 5축 가공이 더욱 실행 가능한 옵션이 됩니다.
리드타임
전체 리드타임 측면에서 보면 연속 5축 기계가 전반적으로 최상의 결과를 제공합니다. 중단이 없고 단일 단계 가공이 필요하지 않기 때문에 가장 복잡한 형상도 최단 시간에 처리할 수 있습니다.
연속 4축 기계는 한 축의 회전을 허용하고 한 번에 평면 각도 기능만 처리할 수 있기 때문에 그 다음입니다.
마지막으로 3축 CNC 기계는 절단이 단계적으로 이루어지기 때문에 리드 타임이 가장 깁니다. 게다가 3축 기계의 한계로 인해 공작물의 위치를 많이 변경하게 되어 모든 프로젝트의 전체 리드 타임이 증가하게 됩니다.
3축 vs 4축 vs 5축 밀링, 어느 것이 더 좋나요?
제조에 있어 절대적으로 더 나은 방법이나 모든 경우에 적용할 수 있는 단일 솔루션 같은 것은 없습니다. 올바른 선택은 프로젝트의 복잡성, 전체 예산, 시간 및 품질 요구 사항에 따라 달라집니다.
3축 vs 4축 vs 5축 모두 장점과 단점이 있습니다. 당연히 5축은 더 복잡한 3D 형상을 만들 수 있는 반면, 3축은 더 단순한 조각을 빠르고 일관되게 대량 생산할 수 있습니다.
결론적으로 어느 것이 더 나은 선택인지에 대한 답은 없습니다. 비용, 시간, 결과 간의 완벽한 균형을 제공하는 모든 가공 방법은 특정 프로젝트에 이상적인 선택입니다.
더 읽어보기: CNC 밀링과 CNC 터닝: 어느 것을 선택해야 옳습니까?
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결론
3축, 4축, 5축 CNC는 모두 다르며 각 유형마다 장점과 단점이 있습니다. 그러나 올바른 선택은 프로젝트의 고유한 요구 사항과 요구 사항에 따라 결정됩니다. 제조에는 올바른 선택이 없습니다. 올바른 접근 방식은 품질, 비용 및 시간의 가장 최적의 조합을 찾는 것입니다. 세 가지 유형의 CNC 모두 특정 프로젝트의 요구 사항에 따라 제공할 수 있습니다.
게시 시간: 2023년 11월 29일