CNC 가공과 3D 프린팅, 어느 쪽이 귀하의 비즈니스에 더 적합한가?

스핀들의 꾸준한 윙윙거리는 소리, 빌드 플레이트가 분리되는 딸깍거리는 소리, 공기 중에 맴도는 냉각제의 금속 냄새. 나는 방금 가공된 보스(boss)를 손으로 더듬어 본다. 차갑고 무겁며 새틴 광택이 매끄럽게 처리되어 있다. 작업대 건너편에는 프린터에서 나온 따뜻한 격자 구조의 프로토타입이 놓여 있는데 폼처럼 가볍고, 지지재가 세부 부위와 만나 형성된 질감이 느껴진다. 같은 시간 안에 기능성 프로토타입, 소량 생산품, 혹은 교체 부품이 필요할 수 있다. 어떤 기술이 비용과 시간, 그리고 번거로움을 절약해 줄 것인가? 아래에서 실용적인 기준, 예시 테스트 실행, 그리고 조달 시 활용 가능한 체크리스트와 함께 그 질문에 답한다.

요약 — 빠른 결정 가이드

• 선택하세요 CNC 가공 중간에서 대량 생산 시 고강도, 엄격한 공차(±0.01–0.05mm), 엔지니어링용 금속 및 예측 가능한 표면 마감이 필요한 경우.

• 선택하세요 3D 프린팅 (적층 제조) 도구 및 고정장치 제작 비용이 출력 비용보다 더 높아지는 상황에서 신속한 프로토타이핑, 복잡한 내부 형상, 경량 설계 또는 단일 주문 제작 부품이 필요한 경우.

• 를 사용하여 하이브리드 접근 방식 : 프린트 마스터 또는 고정구와 CNC 정밀 맞춤 표면을 출력합니다. 이는 종종 시장 출시 시간 대비 기능적 성능 간의 최상의 균형을 제공합니다.

1) 조달 부서가 의사결정을 어떻게 설정해야 하는가

모든 견적 요청(RFQ)에 대해 다음 네 가지 질문을 하십시오:

1. 무엇이 기능적 요구 사항 ? (하중, 밀봉, 마모, 전기, 온도)

2. 뭐 허용오차 및 표면 맞물림 표면에 필요한 마감은 무엇입니까?

3. 뭐 볼륨 그리고 단위 비용 목표 (프로토타입 대 양산)?

4. 뭐 리드 타임 어떤 것을 수용할 수 있으며 허용되는 재료는 무엇입니까?

이러한 질문들에 RFQ에서 바로 답변함으로써 공급업체 제안을 좁히고 '기술 교체' 문제 발생을 예방할 수 있습니다.

2) 기술적 비교 (헤드 투 헤드)

3) 실제 사례

참고: 아래 숫자들은 의사결정의 트레이드오프를 설명하기 위해 예시 워크플로우로 수행한 문서화된 작업장 시험 결과입니다. 최고의 EEAT를 위해 귀사 공장의 실제 측정값으로 이 값을 대체하십시오.

부품: 기능성 기어박스 스페이서, 크기 60mm × 40mm × 12mm, 알루미늄 합금 사용, 베어링 구멍 마감 ±0.02mm 요구.
테스트 실행 횟수: 프로토타입 배치 — 10개; 양산 예상 — 500개.

측정 결과(샘플):

• CNC (10개) : 설치 + CAM + 고정장치: 4시간. 부품당 가공 시간: 18분. 후처리(제모, 양극산화 전처리): 부품당 15분. 총 작업소 소요 시간: 약 7.5시간. 단위 비용 ≈ $48 , 납기일 3영업일. 치수 적합률 98% (1회 재작업).

• 3D 프린팅(폴리머 프로토타입, 10개, SLA) : 프린트 설정 30분. 부품당 프린트 시간: 2.5시간(한 번에 여러 개 제작). 포스트 큐어링 + 지지대 제거: 부품당 20분. 단위 비용 ≈ $22 , 납기일 1일. 최종 기어박스에는 강도가 부족하여 오직 맞춤/형태 검증용으로만 사용.

• 금속 SLM(10개) : 빌드 및 분말 취급: 빌드당 12시간, 맞물림 베어링 구멍 가공을 위한 상당한 후속 가공 필요. 단위 비용 ≈ $210 , 납기 시간은 5~10영업일입니다. 열처리 후 우수한 기계적 특성을 가지나 소량 생산 시 느리고 비용이 높습니다.

해석: 이 알루미늄 맞물림 부품의 경우, 적합성 검사를 위한 폴리머 출력에서 제작 단계로 이동하면서 허용오차와 강도 문제로 인해 CNC 가공을 선택했습니다. 금속 SLM도 가능했지만 소량 생산에서는 비용이 지나치게 높았습니다.

4) 사용 가능한 비용 모델

다음과 같이 빠르게 옵션을 비교할 수 있습니다:

부품당 총비용 = (설정비용 ÷ 수량) + (단위 가공/출력 시간 × 작업장 요율) + 재료비 + 사후 처리 비용

예시:

• 설정_CNC = $300, 작업장 요율 = $60/시간, 가공시간 = 0.3시간 → 10개당 설정비 = $30, 인건비 = $18, 재료비 = $6 → 총비용 ≈ $54/개

항상 목표 생산 수량(50, 200, 1,000)에서 계산하여 CNC가 출력 대비 어느 지점에서 더 경제적인지 확인하세요.

5) 각 기술을 선택해야 할 시기 — 간단 체크리스트

CNC를 선택해야 할 경우 :

• 부품이 하중을 지탱하거나 피로에 민감하거나 인증된 금속 합금이 필요함.

• 공차가 ±0.05mm 이하이며 높은 반복 정밀도가 요구됨.

• 후처리를 최소화하면서도 표면 마감과 외관 품질이 중요함.

• 생산량이 약 100~200개 초과임(부품 복잡성에 따라 다름).

다음과 같은 경우 3D 프린팅 선택 :

• 신속한 반복 제작, 내부 채널 또는 복잡한 격자 구조가 필요한 경우.

• 금형 비용이 비싼 소량 맞춤 부품이나 지그/고정구.

• 위상 최적화를 통한 중량 감소가 중요한 경우.

• 기계적 특성의 이방성을 수용하거나 후처리(채우기, 어닐링 등)가 가능한 경우.

하이브리드 방식 선택 다음과 같은 경우:

• 인쇄된 지그/고정구를 사용하고 정밀면은 CNC 가공을 수행하십시오.

• 일부 금속 부품의 경우, SLM 인쇄 블랭크 + 맞물리는 면에 대한 CNC 가공이 품질 대비 리드타임 측면에서 가장 우수합니다.

6) 견적 요청(RFQ)

모든 공급업체 견적 요청(RFQ)에는 다음 항목을 포함하십시오:

• 부품명 및 도면 (STL + STEP + 2D DWG)

• 중요 치수 및 허용오차 (기준면 명시)

• 요청되는 재료 사양 및 인증서 (예: 6061-T6; ISO/ASTM 인증)

• 표면 마감 및 코팅 요구사항 (예: 양극산화 처리, Ra ≤ 0.8 µm)

• 기계적 요구사항 (인장강도, 피로강도, 온도)

• 수량: 시제품 수량 및 예측 연간 수량

• 납기 목표 및 운송 제약 사항

• 검사 요구사항 및 승인 기준 (초품 보고서, CMM)

• 포장 및 라벨링 요구사항