강철 부품 가공을 위한 5축 대 3축 CNC

조달 또는 설계 시 CNC 가공 강철 부품 엔지니어들은 자주 다음과 같은 질문을 합니다: 3축 CNC 기계를 사용해야 할까요, 아니면 5축 CNC 기계를 사용해야 할까요?

두 기술 모두 강철 가공 분야에서 널리 사용되지만, 정밀도, 설치 시간, 비용 구조, 설계 자유도 측면에서 현저한 차이가 있습니다.

자동차, 에너지, 항공우주 산업의 가공 셀에서 실시된 생산 벤치마킹, 시간 연구, 그리고 고정구 제거 프로젝트를 바탕으로, 본 기사에서는 강철 부품에 대한 5축 대 3축 CNC 가공 —을 비교하고, 귀사의 응용 분야에 더 적합한 선택지를 제시합니다.

3축 CNC 가공이란?

3축 CNC 기계는 공구를 X, Y, Z 축 방향으로 이동시킵니다.

일반적인 특징:

• 평면 또는 각기둥 형태의 특징

• 복잡한 부품에 대해 여러 번의 세팅이 필요함

• 시간당 요금이 낮음

• 널리 이용 가능

• 브래킷, 플레이트, 블록, 하우징 제작에 매우 적합함

What is 5-Axis CNC Machining?

5축 기계는 2개의 회전축을 추가하여 공구 또는 부품을 기울일 수 있도록 함.

일반적인 특징:

• 한 번의 세팅으로 여러 면에 접근 가능

• 복잡한 형상 및 각도가 있는 구멍

• 고정장치 사용량 감소

• 더 우수한 공구 방향 조절

• 기계 비용이 높음

• 복잡한 부품 가공 시 속도가 빠름

실제 생산 비교 사례

동일한 강철 부품 가공을 비교한 유압 매니폴드 프로그램:

결과:
시간당 단가가 높음에도 불구하고, 5축 가공이 달성한 성과는 설치 세트 제거 및 불량률 감소로 인해 부품당 비용이 19% 낮음 설치 세트 제거 및 불량률 감소로 인함.

정확도 및 허용 오차 능력

3축 CNC

• 단일 방향에서의 높은 정확도

• 여러 설정 단계를 거치면 오차가 누적됨

• 기준면을 다시 설정해야 함

• 일반적인 다중 설정 허용 오차 누적: ±0.02–0.05 mm

5축 CNC

• 단일 설정 가공으로 기준 이동을 줄임

• 짧은 공구 → 처짐 감소

• 각도 정확도가 내장됨

• 개선된 GD&T 제어

엄격한 위치 허용 오차에 적합한 최적 선택: 5축 ✅

생산성 및 사이클 타임

복잡한 부품에 최적: 5축 ✅

공구 수명 및 표면 마감 품질

5축 가공은 공구의 최적 방향 설정을 가능하게 합니다:

• 일정한 절삭 각도 유지

• 진동(차터) 감소

• 공구 돌출 길이 단축

• 개선된 칩 배출 성능

생산 시험 결과, 공구 수명 증가 확인 22–35%깊은 포켓 구조의 강철 부품 가공 시 5축 마감 경로로 전환한 경우.

비용 고려 사항: 어느 쪽이 더 경제적인가?

5축 기계는 시간당 비용이 더 높지만, 총 비용은 다음 요소에 따라 달라짐:

• 설치 횟수

• 기기의 복잡성

• 불량률 및 재작업

• 검사 시간

• 볼륨

디자인의 자유

5축 가공이 가능하게 함:

• 밑면 처리

• 복합 각도 가공

• 조각된 표면 가공

• 터빈과 유사한 형상 가공

• 긴 공구를 사용하지 않고도 깊은 캐비티 가공

재고정을 사용하지 않는 한 3축 가공은 제한적임.

지속가능성 및 재료 효율성

설치 횟수 감소는 다음을 의미함:

• 불량률 감소

• 하부 고정장치 재료

• 검사 루프 감소

• 더 짧은 리드 타임

자주 묻는 질문: 강철 가공을 위한 5축 대 3축 CNC

5축이 항상 더 정확한가요?

본질적으로 그렇지는 않지만, 설치 횟수가 적고 공구 길이가 짧아지면 일반적으로 전체 정확도가 향상됩니다.