CNC 가공: 디자인 가이드

CNC는 컴퓨터 수치 제어(Computer Numerical Control)의 약자로, 절삭가공을 정밀하게 제어할 수 있는 기계입니다. 알루미늄, 플라스틱, 티타늄 등 다양한 재질의 정밀한 제품을 반복 제작할 때, 적합합니다.

CNC 가공의 장점

높은 정밀도와 정확도, 안정된 품질 확보
정밀 부품의 대량생산 가능
기계 조정 및 검사 시간으로 부품 절삭시간 단축
신제품 개발 및 수정 적합

CNC 디자인 도움말

모든 CNC 가공 공구는 둥글다는 것을 전제로 합니다.

1) 내측 모서리와 R값

R값이 클수록 큰 직경의 엔드밀을 사용하여 가공하기 때문에 같은 가공품에서도 엔드밀의 넓이 만큼 가공시간이 단축됩니다. 또 직경이 큰 엔드밀 일수록 가공 안정성이 높습니다.

보통 3파이 공구 기준으로 파이가 작아질수록, 커질수록 가격이 비싸집니다.

* 가공 불가 사례

* 가공 불가 이유 : 사각형이나 그 외 형상의 면과 면이 만나는 구간에 생기는 코너에는 라운드가 필수

Z 축에 엔드밀이 고정되는데 스핀들은 회전하기 때문에 절삭공구는 항상 원을 그리게 됩니다. 그로 인해 코너가 직각이면 가공이 되지 않습니다.

2) 깊은 홈 가공

가공하려는 깊이가 깊어질수록 진동이 심해지고, 엔드밀의 자체 가격도 상승합니다.

일반적으로 지름의 3배 이내의 깊이를 가공하는 것이 적절합니다. 절삭공구 쇼핑몰을 검색해보고 가공이 가능한 스펙인지 확인 하는 것도 가공비를 낮추는 설계를 하는데 도움이 됩니다.

* 가공비 상승 사례

공구 반지름의 5배 이상의 깊이를 가공할 때 가공비가 매우 올라갑니다.

* 가공비 절감을 위한 디자인 예시

6mm 틈새를 가공해야 한다 → 깊이 18mm 이내로 설계
30mm 깊이를 가공해야 한다 → Φ10 공구가 들어가도록 설계

3) 닫힌 공간 안쪽의 가공

* 닫힌 공간 안을 가공하는 경우

가로*세로 사이즈가 100mm 이상 되어야 닫힌 공간 안의 가공이 가능합니다. 하지만 가공 비용이 매우 높아진다는 것을 감안하셔야 합니다. 예시의 형상을 가공하기 위해서는 별도의 특수 공구가 필요하고, 공구가 매우 비싸기 때문에 설계 시 충분히 고려해서 우회할 수 있는 설계를 하시도록 권유 드립니다.

4) 경사면, 곡면 가공

경사면과 곡면을 가공할 때 문제가 발생하는 경우가 있습니다. 플랫 엔드밀은 엔드밀의 끝이 평평하기 때문에 Z축의 가공 깊이에 따라 계단 모양의 단차가 발생합니다. 가공 깊이를 0.1mm에서 0.01mm로 낮출수록 표면 조도는 향상하지만, 그만큼 가공 시간이 오래 걸리게 됩니다.

볼 엔드밀은 끝 부분이 둥글게 되어 있기 때문에 플랫 엔드밀과 같이 단차가 발생하지는 않습니다.

하지만 오른쪽 그림에서 빨갛게 표시된 부분은 엔드밀이 닿지 않아서 가공이 불가능합니다. 작은 볼 엔드밀로 단차를 없애게 되면 가공비 상승 원인이 됩니다.

* 3D 가공, 형상 가공, 입체 가공 사례

위의 붉은 색 부분은 면과 면이 만나고 있지만 10도의 비스듬한 각도로 만나고 있습니다. X, Y, Z 어느 축에서 보아도 직각이 아니라 비스듬하게 만나죠. 이런 형상을 3D 가공/형상 가공/입체 가공이라고 하는데 위의 볼 엔드밀 예시 이미지처럼 모서리 부분에 라운드를 주면 가공 가능 형상으로 수정이 가능합니다.

5) 특수 가공

아래의 예시는 가공이 가능하지만, 복잡한 곡면과 글자, 디테일 등이 많아서 가공 시간이 오래 소요됩니다. 가공 시간이 길어질수록 가공비가 상승합니다. 꼭 필요한 디테일과 형상인지, 기능상 차이가 없어서 제거해도 되는 부분이 있지는 않은지 설계 단계에서 검토를 꼼꼼하게 하실수록 가공비가 줄어듭니다.

간단히 요약한 CNC 디자인 가이드입니다.

자세한 설명이 궁금하시다면 CNC 가공 총정리 가이드를 참고해주세요.

CNC 가공의 장점