오늘날 제조 업계는 CNC 가공과 SLS 3D 프린팅을 매우 중요하게 생각합니다. 이 기술들은 부품 제작의 핵심 기술로 자리 잡았습니다. CNC 가공은 정밀성과 다재다능함으로 잘 알려져 있습니다. 복잡한 디자인을 구현하는 동시에 초고정밀도의 소재를 조각합니다. 이러한 절삭 가공 방식은 다양한 산업 분야에서 고품질 금속 및 플라스틱 부품 생산에 필수적인 요소가 되었습니다.
SLS(선택적 레이저 소결) 3D 프린팅은 적층 제조. 층을 쌓아 올리는 방식으로 물체를 제작합니다. 이를 통해 복잡한 형상의 부품을 제작할 수 있습니다. 이러한 부품은 기존 방식으로는 제작하기 어렵거나 불가능합니다. CNC 가공은 대량 생산에 적합하며, 내구성과 정밀도가 뛰어납니다. SLS 3D 프린팅은 프로토타입 제작 및 부품 맞춤 제작에 독보적인 기술입니다. 뛰어난 유연성과 효율성을 제공합니다. 이 두 가지 기술을 함께 사용하면 부품 가공을 위한 다양한 가공 옵션을 제공합니다. Yonglihao Machinery에서는 두 공정의 차이점을 보여드리겠습니다.
목차
CNC 가공이란 무엇입니까??
CNC 가공(컴퓨터 수치 제어 가공이라고도 함)은 절삭 가공 공정입니다. 컴퓨터로 정밀하게 제어되는 절삭 공구를 사용하여 블랭크에서 재료를 제거하여 정밀 부품을 제작합니다. CNC 가공은 신뢰성과 정확성으로 신뢰받고 있으며, 엄격한 공차를 가진 정밀 부품을 생산할 수 있습니다. 따라서 CNC 가공은 시제품 제작뿐만 아니라 대량 생산에도 적합합니다.
CNC 가공 작동 방식
CNC 가공은 설계부터 최종 부품 제작까지 여러 중요한 단계로 구성됩니다. 먼저, 엔지니어는 CAD(컴퓨터 지원 설계) 도구를 사용하여 원하는 부품의 2D 또는 3D 모델을 생성합니다. 그런 다음 CAM(컴퓨터 지원 제조) 소프트웨어를 사용하여 CAD 파일을 G 코드 기계 명령이라고 하는 명령으로 변환합니다.
준비가 완료되면 G 코드가 CNC 기계로 전송됩니다. CNC 기계는 다양한 절삭 공구를 사용하여 원자재에서 재료를 절단합니다. CNC 기계는 일반적으로 3축, 4축 또는 5축의 여러 축으로 작동합니다. 이를 통해 복잡한 형상을 정확하게 생산할 수 있습니다. 스테퍼 모터 또는 서보 모터가 각 축을 제어하여 정밀한 이동과 정확한 절단을 보장합니다.
일반적인 CNC 기계 및 기능
CNC 가공에는 다양한 유형의 공구가 사용됩니다. 각 공구는 특정 작업과 목적에 맞게 설계되었습니다. 가장 일반적으로 사용되는 공구 유형은 다음과 같습니다.
- CNC 밀링 머신: 회전 공구를 사용하여 재료를 절단하는 기계입니다. CNC 밀링 머신은 복잡한 형상의 정밀 부품을 제작하는 데 적합하며, 높은 정밀도가 요구되는 산업에서 자주 사용됩니다.
- CNC 선반: 선반은 소재를 회전시키고 절삭 공구를 사용하여 부품을 만듭니다. CNC 선반은 원통형 부품을 만드는 데 적합합니다. 이러한 이유로 자동차 및 항공우주 산업에서 매우 인기가 높습니다.
- CNC 드릴: CNC 드릴은 정밀한 직경의 구멍을 뚫는 데 특화되어 있습니다. 정밀한 구멍 배치가 필요한 부품을 제작하기 위해 다른 CNC 공구와 함께 사용되는 경우가 많습니다.
- CNC 연삭기: CNC 연삭기는 연삭 휠을 사용하여 금속 부품을 매끄럽게 다듬습니다. 의료 기기나 자동차 부품처럼 세척이 필요한 표면을 제작하는 데 중요합니다.
- 플라즈마 및 레이저 절단기: 플라즈마 절단기는 이온화된 가스를 사용하여 금속을 절단합니다. 반면 레이저 절단기는 지향성 광선을 사용하여 고정밀 절단을 수행합니다. 이러한 도구는 일반적으로 판금 가공에 사용되며, 사용되는 재료의 양을 줄이면서 정밀한 디자인을 구현할 수 있습니다.
이러한 유형 외에도 CNC 기계는 다양한 축 기능을 갖추고 있습니다. 이는 제작 가능한 부품의 복잡성에 큰 영향을 미칩니다. 표준 구성은 다음과 같습니다.
- 3축 기계: 이 기계는 X, Y, Z 방향으로 움직일 수 있으며, 간단한 부품을 만드는 데 적합합니다.
- 4축 기계: 이러한 기계는 일반적으로 X축을 따라 추가 회전 부분을 갖추고 있어 더 복잡한 모양을 만들 수 있습니다.
- 5축 기계: 이러한 기계는 5개 축 모두에서 움직일 수 있어 복잡한 부품을 높은 정밀도와 유연성으로 가공할 수 있습니다.
3D 프린팅이란?
3D 프린팅은 적층 제조(Additive Manufacturing) 공정으로도 알려져 있습니다. 디지털 디자인을 층층이 쌓아 올려 제품을 만드는 방식입니다. 이 기술은 기존 제조 방식으로는 구현하기 어려운 복잡한 형상을 제작할 수 있습니다.
3D 프린팅은 1980년대 후반 MIT에서 시작되었습니다. 오늘날 3D 프린팅은 여러 분야로 확장되어 프로토타입 제작 방식을 변화시키고 있습니다. 또한, 3D 프린팅은 의료, 자동차, 전자 제품 등의 분야에서 맞춤형 디자인을 빠르게 개발하고 있습니다.
부품을 만들기 위해 재료를 제거하는 CNC 가공과 달리, 3D 프린팅은 필요한 재료만 사용하여 폐기물을 줄입니다. 이러한 기능과 복잡한 형상을 제작하는 능력 덕분에 3D 프린팅은 추가 작업 없이 프로토타입을 제작하고 소량의 특수 부품을 생산하는 데 중요한 도구입니다.
3D 프린팅의 작동 방식
3D 프린팅 과정은 일반적으로 CAD(컴퓨터 지원 설계) 소프트웨어를 사용하여 3D 모델을 만드는 것으로 시작됩니다. 또는 3D 스캐너를 사용하여 실제 물체를 디지털 모델로 변환할 수도 있습니다. 모델이 생성되면 틈새나 겹치는 표면과 같은 오류가 있는지 확인합니다. 이러한 오류는 최종 출력물에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.
다음으로, 모델은 슬라이싱 프로그램을 통해 처리됩니다. 슬라이싱 프로그램은 모델을 얇은 2차원 레이어로 분할하고, 이 레이어들은 G-코드 파일로 생성됩니다. 이 파일은 3D 프린터의 가이드 역할을 하여 한 번에 한 레이어씩 재료를 추가하는 데 도움을 줍니다. 또한, 3D 프린팅에서 재료가 추가되는 방식은 FDM(용융 적층 모델링), SLA(광경화성형), SLS(선택적 레이저 소결) 등 사용되는 기술 유형에 따라 달라집니다.
3D 프린팅 기술에는 어떤 유형이 있나요?
3D 프린팅 기술에는 여러 유형이 있습니다. 각 유형마다 고유한 방법, 재료 및 용도가 있습니다.
- 재료 압출: 이 방법은 가열된 플라스틱 재료를 노즐을 통해 압출하여 층을 형성하는 방식입니다. 가전제품 및 자동차 산업과 같이 시제품과 작동 부품을 빠르게 제작하는 데 자주 사용됩니다.
- 통 중합: 이 공정은 빛 아래에서 고체 층으로 굳어지는 액상 레진을 사용합니다. 배트 중합은 뛰어난 디테일을 제공하며, 치과 및 의료용 모형뿐만 아니라 보석류에도 널리 사용됩니다.
- 파우더 베드 멜팅: 이 방법은 레이저 또는 전자빔을 사용하여 분말 재료를 층층이 결합합니다. 이 3D 프린팅 기술은 금속 및 고강도 소재 가공에 이상적입니다. 따라서 항공기, 자동차 및 의료 분야에 사용하기에 적합합니다.
- 바인더 제팅: 먼저, 이 방법은 액체 바인더를 분말 층에 도포합니다. 분말 층이 경화되어 최종 부품을 형성합니다. 바인더 분사는 금속, 세라믹, 점토에 사용할 수 있습니다. 이 방법은 금속 부품을 제작하는 데 자주 사용되며, 이후 강도를 높이기 위해 추가 가공됩니다.
- 재료 분사: 이 기술은 잉크젯 프린팅처럼 작은 물질 방울을 분사합니다. 이 방울들은 증착되면서 굳어집니다. 매끄럽고 고품질의 표면을 만드는 것으로 알려져 있으며, 실험 및 의료 모델링에 널리 사용됩니다.
- 직접 에너지 증착(DED): 이 공정에서는 레이저나 전자빔과 같은 지향성 에너지가 증착되는 재료를 녹입니다. DED는 방위 및 항공우주 분야에서 물체를 고정하고 대형 금속 부품을 제조하는 데 사용됩니다.
- 시트 라미네이션: 이 방법은 여러 겹의 재료를 결합하여 3차원 형상으로 절단하는 방식입니다. 특히 얇고 가늘게 가공할 필요가 없는 저렴한 금속이나 종이 부품을 만드는 데 자주 사용됩니다.
CNC 가공과 SLS 3D 프린팅의 주요 차이점
CNC 가공과 SLS 3D 프린팅은 어느 정도 상호 보완적입니다. 각 기술은 필요한 정밀도, 재료, 그리고 복잡성에 따라 고유한 장점을 가지고 있습니다.
CNC 가공과 SLS 3D 프린팅의 핵심적인 차이점은 부품을 제작하는 근본적인 방식에 있습니다. CNC 가공은 재료 블록을 조심스럽게 절단하여 최종 제품을 만드는 절삭 가공 방식입니다. 이 방식은 정밀성으로 유명합니다. 금속, 플라스틱, 복합 소재 등 다양한 소재로 부품을 제작할 수 있으며, 엄격한 공차로 내구성이 뛰어나고 고품질의 부품을 제작하는 데 탁월합니다. 반면, SLS 3D 프린팅은 분말 재료를 사용하여 한 겹 한 겹 쌓아 부품을 제작하는 적층 가공 방식입니다. 이 기술은 큰 장점을 제공합니다. 절삭 가공으로는 만들기 어렵거나 불가능한 복잡한 형상을 제작할 수 있습니다. 또한 지지 구조물이 필요 없어 설계의 자유도가 더 높습니다.
재료 측면에서, CNC 가공 및 SLS 3D 프린팅은 광범위한 물질을 사용하여 작업합니다.CNC 가공은 주로 알루미늄, 황동, 스테인리스강과 같은 금속과 ABS, 폴리카보네이트와 같은 플라스틱을 다룹니다. SLS 3D 프린팅은 다양한 플라스틱을 가공할 수 있을 뿐만 아니라 나일론, 열가소성 폴리우레탄, 금속 초합금과 같은 특수 소재도 가공할 수 있습니다.
CNC 가공은 더 정확하고 더 매끄러운 부품을 만듭니다. 허용 오차, ±0.005mm 이내. CNC 가공의 절삭 가공 특성은 매우 고품질의 표면 마감을 가능하게 하여 표면 매끄러움이 중요한 분야에 이상적입니다. SLS 3D 프린팅 부품은 표면이 약간 거칠 수 있습니다. 이는 적층 제조 공정 때문입니다. 일반적으로 정확도는 약 ±0.1mm입니다. 그러나 후처리 기술을 사용하면 3D 프린팅 부품의 표면 품질을 크게 개선하여 마감 측면에서 두 기술 간의 차이를 줄일 수 있습니다.
CNC 가공의 장점
CNC 가공은 뛰어난 정밀도와 매끄러운 표면으로 유명합니다. 이는 제조 산업에 필수적인 요소입니다. 공차는 ±0.005mm 이내로 유지될 수 있어 부품의 고정밀 제작이 가능합니다. 정밀한 맞춤이 필요한 응용 분야에서는 높은 정밀도가 필수적입니다. 또한, 절삭 가공은 제어 가능하고 예측 가능합니다. CNC 가공은 매우 매끄러운 마감을 구현할 수 있으며, 이러한 마감은 특정 요구 사항에 맞게 맞춤 제작될 수 있습니다. 이러한 정밀성과 품질은 항공우주, 자동차, 의료기기 등의 산업에 매우 유용합니다. 이러한 산업에서는 각 부품의 신뢰성과 기능이 매우 중요합니다.
CNC 가공은 견고하고 다재다능합니다. 알루미늄, 스테인리스강, 티타늄 등 다양한 금속으로 내구성 있는 부품을 제작할 수 있습니다. 이러한 금속은 고응력 환경에서 자주 사용됩니다. CNC 가공은 복잡한 형상, 내부 통로, 그리고 정밀한 공차를 가진 부품을 제작하는 데 적합합니다. 이러한 특징은 다른 공정에서는 구현하기 어렵습니다. 이러한 특성은 무거운 하중을 견뎌야 하고 극한 환경에서 작동해야 하는 부품을 제작하는 데 필수적입니다. 이는 안전과 성능이 가장 중요한 항공우주 및 자동차 산업에서 매우 중요합니다.
SLS 3D 프린팅의 장점
SLS 3D 프린팅 기술은 복잡한 형상의 부품을 제작할 수 있으며, 다른 적층 제조 공정에서는 일반적으로 지지 구조가 필요한 디자인도 완벽하게 구현할 수 있습니다. SLS 3D 프린팅의 환경적 이점은 지속 가능한 제조에도 이상적입니다. 기존의 절삭 가공 방식은 단단한 블록에서 재료를 깎아내기 때문에 많은 폐기물이 발생합니다. 반면, SLS는 적층 가공 방식을 사용합니다. 적층 방식으로 물체를 한 겹씩 쌓아 올리고 필요한 경우에만 재료를 사용하기 때문에 폐기물이 거의 발생하지 않습니다. 빌드 챔버에서 사용되지 않은 파우더는 향후 출력에 재활용할 수 있습니다. SLS 3D 프린팅은 환경 친화적인 옵션으로, 본질적으로 효율적이며 재료 사용량이 적습니다.
다양한 산업에서의 CNC 가공 및 SLS 3D 프린팅의 응용
CNC 가공과 SLS 3D 프린팅 기술은 광범위한 산업에서 사용되고 있으며, 각 기술은 고유한 장점을 활용하여 복잡한 제조 과제를 해결합니다.
항공우주: CNC 가공은 정밀하고 신뢰할 수 있습니다. 엔진이나 랜딩 기어와 같은 핵심 부품 제작에 이상적입니다. 이러한 부품은 높은 강도와 엄격한 공차가 요구됩니다. 이 기술은 고성능 합금을 포함한 다양한 소재를 가공할 수 있습니다. 이러한 능력은 까다로운 요구 사항을 충족하는 데 필수적입니다. 항공우주 응용 분야. 동시에 SLS 3D 프린팅은 복잡한 형상의 경량 부품을 제작합니다. 이를 통해 항공기 무게를 크게 줄이고 연비와 성능을 향상시킬 수 있습니다. 또한, 이 기술의 신속한 프로토타입 제작 기능은 컨셉 개발부터 비행까지 개발 과정을 가속화합니다.
의료: CNC 가공의 정밀성은 매우 중요합니다. 따라서 맞춤형 수술 도구, 정형외과 임플란트 등을 제작하는 데 있어 CNC 가공은 매우 중요합니다. 의료 장치 부품. 또한, 이러한 부품은 환자의 안전과 효능을 보장하기 위해 정밀한 사양이 필요합니다. SLS 3D 프린팅은 장점이 있습니다. 환자 맞춤형 보철물과 임플란트를 제작할 수 있습니다. 이러한 맞춤형 제작 가능성은 환자의 편안함과 재활 결과에 매우 중요합니다. SLS 3D 프린팅은 전문적인 재활 솔루션을 제공합니다.
자동차: CNC 가공은 견고하고 정밀합니다. 자동차에 필수적인 내구성 부품 성능과 안전성을 보장합니다. 이러한 부품에는 엔진 블록과 섀시 부품이 포함됩니다. SLS 3D 프린팅은 프로토타입 제작에 핵심적인 역할을 합니다. 새로운 디자인을 빠르게 테스트할 수 있습니다. 또한, 복잡하고 가벼운 부품을 제작할 수 있어 차량 설계 최적화에도 도움이 됩니다.
비용, 양, 시간 비교
CNC 가공과 SLS 3D 프린팅의 초기 비용, 재료비, 그리고 생산 시간을 비교할 때는 프로젝트의 특정 요구 사항에 맞춰 비교해야 합니다. 두 공정 모두 고유한 장점과 고려해야 할 요소가 있습니다. CNC 가공은 정밀한 툴링과 프로그래밍이 필요하기 때문에 초기 설치 비용이 더 높습니다. 따라서 소량 생산에는 비용 효율성이 떨어집니다. 그러나 금속 부품이 필요한 프로젝트와 같은 일부 프로젝트의 경우 재료비가 더 저렴할 수 있습니다. 대량 재료비는 SLS 3D 프린팅용 특수 파우더보다 저렴할 수 있습니다. CNC 가공은 재료 제거 속도가 빠르기 때문에 단일 부품을 제작하는 데 더 빠를 수 있습니다. 하지만 복잡한 부품의 경우 속도가 느립니다.
결론
따라서 현대 제조에서 CNC 가공과 SLS 3D 프린팅을 선택하는 핵심은 각 기술의 이점을 이해하는 것입니다. Yonglihao Machinery 제공 CNC 가공 서비스SLS 3D 프린팅은 정밀성과 뛰어난 표면 마감으로 유명합니다. 이러한 특성으로 인해 금속 부품 및 고정밀 부품의 대량 생산에 선호됩니다. 하지만 SLS 3D 프린팅은 프로토타입 제작이나 복잡한 형상 제작에 적합합니다. 절삭 가공 방식은 이러한 형상을 제작하는 데 어려움을 겪거나 비용이 너무 많이 들 수 있습니다. 기업은 이러한 옵션을 선택할 때 처리량, 재료 요구 사항, 부품 복잡성 등 여러 요소를 고려해야 합니다.
자주 묻는 질문
소량 생산의 경우 어떤 방법이 더 비용 효율적일까요?
SLS 3D 프린팅은 소규모 생산 시 비용이 더 저렴한 경우가 많습니다. 설치 비용이 낮고 특수 도구나 고정 장치 없이도 복잡한 형상을 제작할 수 있기 때문입니다.
CNC 가공과 SLS 3D 프린팅을 함께 사용할 수 있나요?
네, CNC 가공과 SLS 3D 프린팅은 상호 보완적으로 사용되어 두 공정의 장점을 최대한 활용할 수 있습니다. 예를 들어, SLS 3D 프린팅을 사용하면 부품의 프로토타입을 신속하게 제작하여 적합성과 기능을 테스트할 수 있습니다. 설계가 완료되면 CNC 가공을 통해 최종 부품을 제작할 수 있습니다. 또한, 용도에 더 적합한 재료를 사용하거나 3D 프린팅 부품을 개선하는 데에도 활용할 수 있습니다.