5축 CNC 정밀 가공
자유곡면이나 복합 각도가 많은 부품은 3축에서 몇 번이고 다시 물려야 해서, 세팅을 거칠 때마다 오차가 쌓이고 일정도 함께 늘어납니다. 5축 동시 제어는 이런 형상을 한 번의 세팅에서 여러 면까지 이어 깎아 면 사이의 위치 관계를 도면대로 유지합니다. 임펠러나 터빈 블레이드, 의료용 임플란트처럼 2D 도면으로 다 정의되지 않는 부품을 1개 시제품부터 10,000개 양산까지 같은 프로그램으로 다루며, 가공부터 검사와 출고까지 중국 공장에서 직접 관리합니다.
무료 상담소재
| 등급 | 특성 | 일반적인 응용 |
|---|---|---|
| 알루미늄 7075-T6 | 인장 강도 572 MPa, 밀도 2.81 g/cm³로 알루미늄 합금 가운데 강도가 가장 높은 축에 속합니다. 비강도가 높고 반복 하중에 잘 견디며 열처리 뒤에도 치수가 잘 유지됩니다. 다만 6061보다 절삭 저항이 커 공구 마모를 조금 더 봅니다. | 항공우주 구조물, 임펠러, 드론 프레임, 고성능 자동차 부품 |
| 알루미늄 6061-T6 | 인장 강도 310 MPa, 밀도 2.7 g/cm³로 절삭성이 좋아 복잡 형상을 깎을 때 공구 부담이 적습니다. 내식성과 용접성이 무난하고 아노다이징 발색도 고르게 나옵니다. 강도가 절대적으로 필요한 부품보다는 범용 구조물에 먼저 권합니다. | 하우징, 브래킷, 광학 마운트, 로봇 부품, 각종 치구 |
| 티타늄 Grade 5 (Ti-6Al-4V) | 인장 강도 950 MPa, 밀도 4.43 g/cm³로 강도는 강철 수준이면서 무게는 훨씬 가볍습니다. 부식에 강하고 생체 적합성이 있어 임플란트에도 쓰입니다. 열전도율이 낮아 절삭열이 공구 끝에 머무르므로 전용 공구와 낮은 이송 조건으로 가공합니다. | 정형외과 임플란트, 항공우주 피팅, 터빈 부품, 레이싱 부품 |
| 스테인리스강 17-4 PH | H900 열처리 상태에서 인장 강도 1,310 MPa, 밀도 7.75 g/cm³에 이르는 석출 경화형 강재입니다. 높은 강도와 내식성을 함께 갖춰 시효 처리로 물성을 조정할 수 있습니다. 경화 전에 형상을 먼저 깎고 뒤에 열처리하는 순서를 권합니다. | 밸브 부품, 외과용 기구, 항공우주 치구, 펌프 샤프트 |
| 스테인리스강 316L | 인장 강도 515 MPa, 밀도 7.99 g/cm³이며 염화물 환경에서의 내식성이 특히 뛰어나 해양 등급으로 분류됩니다. 몰리브덴을 함유해 304보다 공식 부식에 강합니다. 강도보다 내식성이 우선되는 부품에 선택합니다. | 해양 하드웨어, 의료기기, 식품 가공 설비 부품 |
| 공구강 (D2 / H13) | 열처리 후 경도가 HRC 60을 넘고 마모에 매우 강하며 치수 변화가 적습니다. 경화 뒤에는 절삭이 어려워 대개 풀림 상태에서 형상을 마친 뒤 열처리하고, 마무리는 연삭이나 방전 가공으로 잡습니다. | 금형 부품, 성형 다이, 내마모 플레이트, 정밀 공구 |
| 엔지니어링 플라스틱 (PEEK, POM, PC) | 가볍고 내화학성과 전기 절연성이 좋으며 엄격한 공차로도 깎을 수 있습니다. 금속보다 열팽창이 커 가공 중 열과 측정 온도 관리가 치수를 좌우합니다. PEEK는 내열·내마모가 필요한 부품, POM은 마찰이 적은 구동부에 주로 씁니다. | 의료기기 하우징, 절연체, 반도체 치구, 테스트 소켓 |
공정 매개변수
| 매개변수 | 표준 범위 |
|---|---|
| 가공 방식 | 동시 5축 / 4+1 위치 결정 / 3+2 인덱스 |
| 치수 공차(중요 형상) | ±0.01~±0.02 mm |
| 치수 공차(일반 형상) | ±0.02~±0.05 mm |
| 가공면 표면 조도 | Ra 0.8~1.6 μm (윤곽면 기준) |
| 최대 가공 크기 | 트러니언 테이블 Ø600 × 400 mm |
| 최대 적재 중량 | 150 kg (테이블 허용 하중) |
| 최소 형상 | 구멍 Ø0.3 mm, 리브 0.5 mm |
| 회전축 각도 정밀도 | ±0.01° |
| 기하 공차 | 프로파일·진위치·동심도 0.02 mm 이내 |
| 필요 세팅 횟수 | 통상 1회 (복잡 부품 3축 가공의 3~5회와 대비) |
표면 마감
정밀 가공면
동시 5축 공구 경로에서 바로 얻는 면으로, 볼엔드밀 마무리 패스로 윤곽면 Ra 0.8 μm까지 냅니다. 세팅 횟수가 적어 면과 면 사이에 생기는 단차나 이음 자국이 거의 남지 않습니다.
아노다이징 (Type II / III)
알루미늄 표면에 산화막을 전기화학적으로 키우는 처리입니다. Type II는 5~25 μm로 착색이 자유롭고, 경질 Type III는 25~150 μm로 마모에 강해 항공우주 부품이나 손이 자주 닿는 외장에 씁니다. 막 두께만큼 치수가 늘어나므로 가공 단계에서 미리 반영합니다.
패시베이션
스테인리스강과 티타늄 표면의 유리철을 산으로 제거해 부식 저항을 되살리는 처리입니다. 치수는 변하지 않아 공차를 그대로 유지할 수 있고, 의료기기와 해양 부품에서는 사실상 기본 공정으로 봅니다.
폴리싱 (거울 / 새틴)
복잡한 곡면을 기계로 연마해 광택을 냅니다. 거울 연마는 Ra ≤ 0.1 μm까지 가능하며, 임플란트나 광학 하우징, 고급 외장 부품에 적용합니다. 곡면은 손이 많이 가므로 형상이 복잡할수록 견적에 그만큼 반영됩니다.
비드 블라스팅
유리 비드나 산화알루미늄을 분사해 균일한 무광 질감을 만듭니다. 여러 면을 한 번에 깎은 5축 부품에 남을 수 있는 미세한 공구 자국을 고르게 덮어 Ra 1.6~3.2 μm 수준의 외관으로 정리합니다.
전기도금 (니켈 / 크롬)
내마모성과 외관을 위해 금속 피막을 입히며 두께는 5~25 μm입니다. 복잡 형상에서는 도금 두께가 면마다 달라지기 쉬워 두께 매핑으로 균일성을 확인합니다. 도금 뒤 치수를 다시 재야 하는 부품은 마무리 여유를 미리 잡아 둡니다.
제조 설계 (DFM)
- 복잡한 형상은 한 번의 세팅에서 공구가 닿도록 방향을 잡아 주십시오. 5축의 비용과 정밀도 이점은 바로 이 대목에서 나옵니다.
- 공구 길이와 틸트 각도를 막는 깊고 좁은 슬롯은 피하십시오. 5축이라도 깊이 대 폭 비율은 6:1 아래로 두는 편이 안전합니다.
- 치구 수를 줄이는 쪽으로 설계하십시오. 클램핑을 여러 번 하면 박벽 부품은 그때마다 눌려 미세하게 뒤틀립니다.
- 곡면의 벽 두께는 일정하게 유지하십시오. 두께가 들쭉날쭉하면 절삭 중 진동이 생기고 표면 조도가 함께 나빠집니다.
- 필렛 반경은 쓰려는 공구 반경보다 조금 크게 주십시오. 공구 경로가 끊기지 않고 이어져 마감이 고르게 나오고 공구 수명도 늘어납니다. 보통 공구 반경의 1.2~1.5배 정도를 권합니다.
- 진위치도와 프로파일 공차는 실제로 기능하는 형상에만 적어 주십시오. 도면 전체에 일괄로 조인 공차는 불필요한 가공비를 부릅니다.
- 임펠러나 블레이드는 3D 모델을 기준 도면으로 삼아 주십시오. 자유곡면은 2D 도면만으로는 완전히 정의되지 않습니다.
- 공구가 들어갈 각도도 함께 보십시오. 110°를 넘는 틸트가 필요한 형상은 전용 치구나 한 번 더 세팅해야 할 수 있습니다.
- 마무리 여유 0.2~0.5 mm는 저희에게 맡겨 주십시오. 황삭과 정삭 전략은 부품 형상에 맞춰 사내에서 정합니다.
- STEP이나 IGES 파일을 올려 주시면 세팅 방향, 공구 접근, 예상 가공비를 정리한 DFM 보고서를 24시간 안에 무료로 보내드립니다.
금형 및 생산 능력
| 유형 | 납기 | 적합한 용도 |
|---|---|---|
| 동시 5축 머시닝센터 | 트러니언 테이블, Ø600 mm 적재 | 임펠러, 터빈 블레이드, 의료용 임플란트, 항공우주 구조물, 복잡 하우징 |
| 3+2 인덱스 가공 | 회전축 위치 결정 ±0.01° | 여러 면에 구멍과 면이 나뉜 프리즘 부품, 매니폴드, 복합 각도 홀이 있는 브래킷 |
| 맞춤 치구 및 워크홀딩 | 제작 1~2주 | 100~10,000개 양산, 박벽 부품, 교체가 잦은 반복 주문 |
| 5축 CMM 검증 | 분해능 0.001 mm | 초도품 검사(FAI), 3D 모델과 대조하는 곡면 형상 확인 |
품질 보증
- 곡면은 5축 CMM으로 스캔해 3D CAD 모델과 직접 대조합니다. 육안으로 넘기지 않고 형상 전체를 수치로 확인합니다.
- 양산에 들어가기 전 초도품 검사(FAI)를 실시해 전 치수 데이터를 성적서로 남기고 승인을 받습니다.
- 중요 각도와 복합 형상은 정해 둔 공정 지점마다 중간 측정해 조건이 흔들리면 바로 잡습니다.
- 회전축 각도는 교정된 기준 게이지로 확인해 ±0.01° 공차가 유지되는지 점검합니다.
- 곡면의 표면 조도는 조도계로 따로 측정합니다. 평면 기준값만으로 윤곽면을 대신하지 않습니다.
- 항공우주·의료 주문은 소재 성적서(밀 시트)와 로트 추적 기록을 함께 챙깁니다. 요청 시 EN 10204 3.1 서류도 발급합니다.
- 양산에서는 중요 치수의 공정 능력을 Cpk ≥ 1.33으로 관리하고 요청하시면 통계 자료를 공유합니다.
- 출고하는 로트마다 치수 검사 성적서를 동봉합니다. 어느 로트를 언제 측정했는지 뒤늦게라도 확인할 수 있게 합니다.
- CMM, 마이크로미터, 하이트 게이지, 사인바, 앵글 블록 등 계측기는 교정 주기에 맞춰 관리합니다.
- 품질 절차는 문서로 정해 관리하며, 요청하시면 SGS, Bureau Veritas, TÜV 가운데 한 곳의 제3자 검사를 주선합니다. CMM 성적서와 소재 증명서도 함께 내드립니다.
애플리케이션
- 항공우주: 임펠러, 터빈 블레이드, 구조 브래킷, 액추에이터 하우징, 위성 부품
- 의료: 정형외과 임플란트, 외과용 기구, 치과 어버트먼트, 보철 부품
- 자동차: 터보차저 압축기 휠, 흡기 매니폴드, 모터스포츠 서스펜션 부품
- 광학: 센서 하우징, 카메라 마운트, 복합 각도 기준면을 가진 레이저 부품
- 로봇: 관절 링키지, 엔드 이펙터 본체, 하모닉 드라이브 하우징
- 에너지: 연료계 부품, 터빈 부품, 교차 유로가 있는 밸브 본체
- 반도체: 웨이퍼 이송 부품, 진공 챔버 부품, 테스트 치구
- 방산: 유도 장치 하우징, 광학 마운트, 무기 체계 부품