티타늄 항공우주 부품 가공 시 트로코이드 밀링과 일반 밀링 비교

티타늄은 열전도성이 낮고 강도가 높아 가공이 특히 까다롭기로 알려져 있습니다. 항공우주 분야 OEM업체들이 aerospace OEMs 더욱 엄격한 공차와 단축된 리드 타임을 요구함에 따라 제조업자 초월 milling의 정밀도와 일반 milling의 속도 중에서 선택해야 합니다. 2025년 이 분석에서는 실제 터빈 블레이드 생산 데이터를 활용해 두 방법을 비교 검토합니다.

방법론

1. 실험 설정

• 작업물: Ti-6Al-4V ELI (등급 23) 블록, 50×80×150mm.

• 공구:

트로코이드: Sandvik Coromant R217.69-1610.0-09-4A (Ø16mm, 4플루트).

일반 방식: Kennametal HARVI Ultra 8X (Ø20mm, 5플루트).

•기계: DMG MORI DMU 80 모노블록 (HSK-A63, 15,000rpm).

2.측정 프로토콜

•절삭력: Kistler 9257B 동력계.

•공구 마모: Olympus DSX1000 디지털 현미경 (ISO 8688-2).

•표면 거칠기: Mitutoyo Surftest SJ-410 (Ra, Rz).

결과 및 분석

1. 얇은 벽 가공 (벽 두께 3mm)

• 트로코이드: 일반 방식의 ±0.12mm 대비 ±0.05mm 허용차 유지.

• 공구 수명: 트로코이드 방식은 공구당 47개 부품, 일반 방식은 공구당 18개 부품.

2.거친 가공 효율

• 기존 방식: 토키오달 대비 0.3mm/이의 피드에서 제거량이 28cm³/분 대비 23cm³/분 제거.

토론

1.토키오달 방식이 우수한 경우

• 복잡한 형상: 포켓 가공, 얇은 리브(<5mm).

• 접근이 어려운 영역: 방사상 절입량을 줄여서 휨 최소화.

2.기존 방식의 장점

• 대량의 재료 제거: 직선 경로를 통해 더 높은 이송 속도 활용.

• 구형 장비: 고급 CAM 소프트웨어가 필요 없음.

결론

항공우주용 티타늄의 경우:

• 토키오달 머시닝: 중요 특징 및 냉각이 어려운 영역에 최적 선택.

• 일반 밀링: 충분한 냉각제 접근이 가능한 단순 형상 가공 시 더 빠름.

향후 연구개발에서는 AI 최적화 경로 블렌딩을 탐색해야 함.