흔한 5가지 CNC 가공 실수와 이를 피하는 방법

스핀들의 리듬 있는 윙윙거리는 소리, 뜨거운 공구에 닿은 냉각제의 금속성 냄새, 그리고 작업물을 고정할 때 손바닥 아래 느껴지는 미세한 진동. 그 진동은 무언가를 말해주고 있다. 고정장치가 풀렸거나 인서트가 무뎌졌거나 잘못된 프로그램일 수 있다는 신호다. 우리 회사가 단기 생산 업무와 양산 라인을 운영해 본 경험상, 이러한 작은 신호들이 원활한 교대 근무를 보장할 수도 있고, 아니면 재작업이 필요한 밤을 만들 수도 있다. 아래에서는 내가 당신(그리고 구매/엔지니어링 팀)에게 우리가 가장 자주 목격하는 다섯 가지 실수와 그것들을 실제로 어떻게 해결했는지를 설명할 것이다. 실제 조치, 체크리스트, 그리고 제품 페이지에서 바로 사용할 수 있는 콘텐츠까지 함께 제공한다.

요약 — 다섯 가지 실수

1. 부적절한 가공물 고정 및 지그 → 부품 이동, 떨림, 폐기물 발생.

2. 부적절한 공구 선택 / 절삭조건 및 속도 → 공구 수명 단축, 표면 품질 저하.

3. 불충분한 CAM/포스트프로세서 설정 → 잘못된 형상 또는 공구 경로 간 충돌.

4. 검사 및 공정 관리 미흡 → 결함이 너무 늦게 발견됨.

5. 부적절한 냉각액/윤활 및 칩 제어 → 과열, 나이프 엣지 형성(치핑).

실수 1 — 부적절한 가공물 고정 및 지그

외관상 특징: 떨림 자국, 로트 내 치수 불일치, 공구 보관함 강화.
원인: 일률적인 지그 사용, 과도한 돌출 길이, 부적절한 클램핑 토크, 위치 결정 요소 누락.

예방 방법 — 단계별 안내

1. 고정구 설계: 부품 설계 시 기준면과 특징을 추가하여 부품이 반복적으로 정확하게 위치하도록 합니다.

2. 모듈식 고정구 사용: 반복적으로 가공하는 부품군의 경우 소프트 저우, 톰스톤 또는 전용 고정구를 활용하세요.

3. 돌출부 최소화: 공구 접촉 길이를 짧게 유지하고 가능하면 스테디레스트나 로타리 센터를 사용하세요.

4. 토크 및 클램프 점검: 클램프 토크를 표준화하고 매 설치 시 토크 렌치로 확인하세요.

5. 시범 가공 실시: 첫 번째 가공 부품의 치수를 측정하고 소량 생산 검증(5~10개)을 수행하세요.

우리가 사용하는 실용적인 팁: 얇은 6061 브래킷의 경우, 단면 클램핑에서 이중 로케이터 소프트 저우로 전환함으로써 2주 만에 불량 부품을 약 60% 줄일 수 있었습니다.

빠른 체크리스트

• 기준면 존재 여부? ☐

• 최대 돌출 길이 ≤ 권장 값 이내? ☐

• 클램프 토크 기록 여부? ☐

• 시운전 완료? ☐

실수 2 — 잘못된 공구, 이송 및 속도

외관상 특징: 공구 급속 마모, 떨림 현상(채터), 표면 품질 저하, 가공 사이클 시간 증가.
원인: 인터넷에서 '일반적인' 이송 값을 그대로 복사하거나 부적절한 공구 선택(틀린 형상 또는 코팅), 기계 강성과 재료 특성에 맞게 조정하지 않는 것.

예방 방법 — 단계별 안내

1. 적절한 공구 형상 및 코팅을 선택하십시오 재료에 따라 (예: 스테인리스용 TiN/TiAlN; 알루미늄 가공 시 필요 시 무코팅 탄화물 또는 DLC)

2. 보수적으로 시작하고 신속하게 최적화: 권장값의 70%에서 피드를 설정한 후, 부하를 모니터링하며 10%씩 증가시킵니다.

3. 칩 두께 감소 및 트로코이드 밀링 사용 경화 강철의 깊은 숄더 절삭 작업에 적용

4. 공구 수명 및 원인 기록: mES/ CNC 공구 테이블에서 수명을 추적하고 손상 유형(날 가장자리 파손, 후면 마모, BUE 등)을 기록하십시오.

5. CAM과 기계 간에 공구 라이브러리 표준화 공구 ID 불일치를 방지하기 위해

생산 사례 예시: 얇은 벽의 알루미늄 가공 시 6플루트 고속 피드 엔드밀로 전환한 결과, 사이클 타임을 22% 단축하고 표면 마감 품질을 균일하게 개선했습니다.

실수 3 — 부적절한 CAM 또는 포스트프로세서 설정

외관상 특징: 형상 손상, 공구 방향 오류, 시뮬레이션 중 충돌, 또는 수동 편집으로 인한 오류 발생
원인: CAM 기본값 오류, 재료 모델 미스매칭, 또는 오래된 포스트프로세서 사용

예방 방법 — 단계별 안내

1. CAM에서 공작물 및 지그 형상을 검증 공구경로 생성 전에

2. CAM 내 시뮬레이션 및 충돌 감지 활용 기계에서 시뮬레이션 실행(공회전) 시 감속된 이송 속도로 점검

3. 포스트프로세서 버전 최신 상태로 유지 후처리기 파일에 대한 단일 진실 소스를 유지합니다.

4. 중요 매개변수 잠금 cAM 내에서(리드인 반경, 리트랙트 평면 등) 안전 동작이 실수로 편집되는 것을 방지합니다.

5. 프로그램 수정 이력 기록 및 승인 운영자는 양산 전에 새 프로그램을 승인해야 합니다.

현장 적용 규칙: 새로운 작업 설정 시에는 항상 공구경로 시뮬레이션과 30% 속도의 드라이런(dry-run)을 수행해야 합니다.

실수 4 — 검사 및 공정 관리 부족

외관상 특징: 결함이 후속 공정까지 전달되며, 불량률이 높아지고 고객이 제품을 반려합니다.
원인: 검사를 최종 공정에서만 수행하고, 통계적 공정 관리(SPC)가 없거나 공정 중 검사 게이지를 사용하지 않는 경우

예방 방법 — 단계별 안내

1. 공정에서 왼쪽으로 이동: 첫 번째 부품과 정해진 간격(예: 허용오차에 따라 10~50개 부품마다)에서 중요 치수를 검사합니다.

2. 간단한 공정 중 점검을 활용 (합격/불합격, 플러그 게이지, 나사 게이지)를 스핀들 정지 지점에서 수행.

3. 주요 치수에 대해 SPC를 도입 사양 한계뿐만 아니라 추세 발생 시 경보를 트리거.

4. 검사 장비는 매주 (또는 엄격한 허용오차의 경우 교대당) 캘리브레이션.

5. 작업자들에게 측정 기술에 대한 교육 실시 — 장비만큼 반복성(repeatability)이 중요함.

사례 노트: 정밀 하우징 라인에 공정 중 CMM 검사를 두 번 추가한 후 최종 검사 재작업을 약 70% 줄였습니다.

실수 5 — 부적절한 냉각제, 윤활 및 칩 제어

외관상 특징: 재형성된 날개(BUE), 열로 인해 왜곡된 부품, 공구 홈이 칩으로 막힘.
원인: 냉각제 농도가 잘못됨, 노즐 조준 불량, 칩이 가공물에 다시 절삭됨.

예방 방법 — 단계별 안내

1. 재료별 냉각제 선택: 강철에는 수용성 오일 블렌드, 알루미늄에는 고품질 합성 또는 반합성 제품을 사용하고 올바른 농도를 유지하십시오.

2. 절삭 구역을 정확히 겨냥하는 노즐 사용: 조정 가능한 노즐을 사용하고 필요 시 염료 테스트로 확인하십시오.

3. 적절한 경우 내부 냉각 또는 공구 내 냉각(through-tool)을 사용하십시오.

4. 칩 컨베이어 및 경보 장치 유지 관리 칩이 고정구에 뭉치지 않도록 합니다.

5. 온도 및 마감 상태 모니터링: bUE(재생 코너)가 발생하면 냉각수를 교체하고 이송 속도를 줄이거나 윤활제를 추가하십시오.

작업장 팁: 긴 알루미늄 프로파일 가공 시, 공구에 직접 고유량 냉각수를 공급함으로써 BUE 형성을 줄이고 공구 수명을 약 30% 연장할 수 있었습니다.

간단한 사례 연구 (당사 작업장)

문제: 정밀 항공우주 브래킷 생산(316L), 초기 스크랩률 약 8% - 진동 체터(chatter) 및 표면 품질 불균일로 인한 것
조치 내용: 이중 로케이터를 위한 고정구 재설계, 코팅 탄화물 인서트로 교체, 피드 조정(초기 70%에서 점진적 증가), 첫 번째 부품에 대한 CMM 검사 도입 및 공정 중 토크 검증 추가
결과 (6주 후): 스크랩이 ~1.5%로 감소(≈81% 감소); 사이클 타임 약 14% 개선.