금속 가공에서 CNC가공과 다른 공정 결합하기

CNC가공은 범용성이 매우 높은 공정이지만 여러 공정과 결합할 수도 있습니다.

 

이번 포스팅에서는 금속가공분야에서 CNC가공과 병행되는 여러 공정에 대해 알아보겠습니다.

 

압출 + CNC 가공

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압출은 알루미늄, 아연, 구리 합금 등 각종 형상의 단면재, 각종 파이프나 선재 등을 제작할 때 소성이 큰 재료를 강력한 압력으로 한 다이에 통과시켜 가공하는 방식입니다. 압출을 통해 연속 프로파일을 가진 길쭉한 성분이 생성되는데, 품질 표면 마감 및 복잡한 단면이 있는 기능적 구성 요소를 생산하는 효과적인 방법입니다.

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원래 압출은 생산물의 형상이나 단면이 제한적인 한계가 있습니다.

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하지만 CNC가공을 통해 복잡한 단면과 불규칙한 형상을 가진 부품의 생산이 가능해집니다.

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일례로 알루미늄 6061 6063과 같은 소재들은 가단성과 연성을 띠기 때문에 압출에 자주 사용되며 생산물은 대개 환봉 형태로 만들어져 CNC가공의 단골 소재로 쓰이고 있습니다.

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​다이캐스팅(압력 주조) + CNC 가공

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다이캐스팅은 금형에 금속을 녹여서 높은 압력으로 밀어 넣어 형상을 만드는 공법입니다. 이때 금속재질의 다이(금형)의 가공비용이 높게 들지만 대량생산에서 이점이 있어서 금속소재 제품의 대량생산에 일반적으로 사용됩니다.

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철강, 마그네슘 및 아연과 함께 알루미늄은 다이캐스팅에서 가장 인기있는 금속 중 하나이며 다이캐스트 알루미늄 부품은 일반적으로 표면 마감 및 치수 일관성이 뛰어납니다.

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이러한 장점은 복잡하고 정밀한CNC 가공과 결합될 때 더욱 극대화될 수 있습니다. 공작기계를 사용하여 컷을 추가함으로써 두 공정을 각각 단독으로 사용할 때보다 뛰어난 마감과 더 복잡한 형상 혹은 생산성 있는 부품을 만들 수 있습니다. 예를 들어 42mm홀이 있는 부품을 만들 때 40mm의 홀이 포함된 주조물을 42mm로 보링 가공하는 것이 더 효율적일 수 있습니다. 물론 기계 별 공작물 셋업 시간에 따른 변수를 고려해야 합니다.

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사실 주조만으로는 마감이나 정밀도가 고객사 요구사항을 충족하지 못해, 후가공을 필요로 하는 경우가 많은 점은 널리 알려진 사실로 이를 보완하기 위한 정밀주조를 이용하거나 다이캐스팅을 정밀화 하기위한 기술은 꾸준히 개발되고 있습니다.

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단조+ CNC 가공

​단조는 소성 가공의 일종으로 해머 등으로 금속 가공물을 두드려 원하는 형태로 성형하는 것을 말합니다. 주조 등 기타 가공 방식보다 충격에 강한 소재를 만들 수 있습니다.

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특히나 열간 단조 공정을 거치는 경우 치수 정밀도가 떨어지고 CNC 가공등을 통한 절삭이 필연적이며 냉간 단조의 경우에도 CNC가공이 필요한 경우가 발생할 수 있습니다.

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3D프린팅+CNC가공

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적층가공의 대표주자인 3D프린팅과 절삭가공에 해당되는 CNC가공은 서로가 상반되는 가공방식인 만큼 상호보완의 여지가 있습니다. 타이트한 공차를 맞추기 위해 프린트물의 일부는 CNC 가공하는 것이 대표적입니다. 재료낭비를 최소화할 수 있다는 장점 또한 존재합니다.

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금속가공 분야에서 CNC가공과 다른 공정을 결합한다는 것은 대개 경제성 높게 만들어진 1차 가공물의 마감/정밀도 등을 높이는 효과가 있다고 이해할 수 있습니다. 물론, 개별 공정에 대한 이해와 기계 장비 보유 및 셋업 지식이 필요한 점을 고려할 때 공정 결합이 부담스럽게 느껴지는 것은 사실입니다. 하지만 경우에 따라서 비용을 절감하고 충분한 물성치를 뽑아 내기 위해 이러한 방안들도 존재한다는 사실은 명확히 인지해야 합니다.

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