CNC 맞춤 정밀 부품을 형성하는 재료 및 공구 선택

현장에서 본 CNC 작업장의 실상

처음으로 당사 공장의 CNC 작업장을 방문했을 때, 고속 스핀들의 윙윙거리는 소리와 날카로운 절삭유 냄새를 통해 정밀도란 단지 목표가 아니라 하나의 문화임을 실감할 수 있었습니다. 우리가 생산하는 각 부품은 CNC 프로그램에만 의존하는 것이 아니라 재료와 공구를 꼼꼼히 선택하는 데에도 달려 있습니다. 수년간의 경험을 통해 이러한 선택에서의 사소한 조정조차도 부품 품질, 표면 마감 및 가공 효율성에 큰 영향을 미칠 수 있음을 관찰해 왔습니다.

재료가 CNC 정밀도에 미치는 영향 이해하기

1. 알루미늄 합금: 속도 대 표면 마감

알루미늄, 특히 6061 및 7075 합금은 가공성이 뛰어나 정밀 부품에 흔히 사용됩니다. 제 경험상:

• 6061-T6 구조 부품에 이상적이며, 최대 8000 RPM의 절삭 속도에서 도구 마모를 최소화하면서 매끄러운 마감을 얻을 수 있습니다.

• 7075-T6 더 높은 강도를 제공하지만 떨림 자국(chatter marks)을 방지하기 위해 느린 이송 속도와 날카로운 초경 공구가 필요합니다.

• 사용 다이아몬드 코팅 엔드 밀 당사 테스트에서 모서리(버) 형성을 30% 줄여 조립 일관성을 향상시켰습니다.

2. 스테인리스강: 경도와 공구 수명의 균형

샤프트 및 의료용 부품과 같은 부품의 경우 304 및 316 스테인레스 강철 가 일반적으로 사용됩니다. 제 관찰 결과:

• 적절한 냉각수가 없이 고속 절삭을 하면 가공 경화가 발생합니다.

• 전환 고속강(HSS) 또는 코팅된 초경 공구 홍수 냉각으로 공구 수명이 2~3배 향상됨.

• 구현하기 대략 가공 후 마무리 가공 치수 정밀도가 ±0.05mm에서 ±0.02mm로 개선됨.

3. 티타늄 합금: 고압 조건에서의 정밀 가공

티타늄은 열전도율이 낮아 다루기 까다롭습니다.

• 공구 선택이 매우 중요함 —코팅된 초경합금 또는 세라믹 인서트를 사용하면 이형이 줄어듭니다.

• 낮은 속도의 안정적인 피드와 높은 토크로 정밀도 유지

• 항공우주 부품 시험에서 적절한 재료-공구 매칭을 통해 미세 균열이 45% 감소함.

품질을 향상시키는 공구 선택

1. 엔드 밀: 표준형에서 고정밀형까지

• 표준형 대비 마이크로 정밀 엔드 밀 : 10mm 이하 부품의 경우 다이아몬드 또는 TiAlN 코팅을 적용한 마이크로 엔드 밀을 사용하면 모서리 품질이 향상됩니다.

• 헤일릭스 각도 최적화 : 알루미늄 가공 시 칩 배출을 돕고 표면 긁힘을 줄이기 위해 높은 헤일릭스 각도(35°–45°)를 사용하는 것이 효과적입니다.

2. 인서트 및 절삭 팁

• 경화물 삽입물 : 스테인리스강 또는 강철의 대량 가공에 이상적입니다.

• 세라믹 인서트 : 티타늄과 같은 고온 합금 가공에 우수하며, 형상을 유지하고 버를 감소시킵니다.

3. 공구 정비 및 교정

정밀 부품의 허용오차를 ±0.01–0.03mm 이내로 유지하기 위해 공구 마모 상태를 정기적으로 점검해야 합니다. 마모된 공구는 폐기율을 최대 12%까지 증가시킬 수 있음을 확인하였습니다.

실용 사례: 재료와 공구의 시너지 작용

최근 항공우주 브래킷 생산 프로젝트에서:

1. 재질 : 7075-T6 알루미늄

2. 도구 : TiAlN 코팅 마이크로 엔드밀

3. 공정 : 중간 속도에서 조잡한 절삭, 고속 스핀들로 마무리 절삭

4. 결과 : 표면 거칠기(Ra)가 0.8 μm에서 0.3 μm로 감소하고, 치수 편차는 ±0.02 mm 이내, 공구 수명은 20% 연장됨.

이는 적절한 재료와 공구의 조합이 품질을 향상시킬 뿐만 아니라 생산 비용과 가동 중단 시간도 줄일 수 있음을 보여줍니다.