5축 CNC 기계는 복잡한 제조 요구 사항을 충족하는 놀라운 도구입니다. 5축 CNC 기계에서 절삭 공구는 X, Y, Z 축과 동시에 작동하는 두 개의 회전 축을 따라 움직일 수 있습니다. 거의 모든 방향에서 공작물을 절단할 수 있습니다.
이 기계는 공차가 엄격한 복잡한 디자인을 처리합니다. 그렇기 때문에 디테일과 품질이 중요한 산업에서 사용됩니다. 제조업체가 까다로운 표준을 충족하는 데 도움이 됩니다. 항공우주, 자동차, 의료 등 많은 분야에서 터빈 블레이드, 엔진 부품, 수술 기구 등을 생산하기 위해 이러한 기계에 의존하고 있습니다. 이 문서에서는 이 도구에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
5축 CNC 가공 작업 - 개요
다섯 가지 축
5축 CNC 가공은 5가지 이동 방향을 사용합니다. 복잡한 부품을 고정밀로 제작할 수 있습니다. 여기에는 세 가지 직선 이동과 두 가지 회전 이동이 포함됩니다.
선형 축
세 개의 선형 축은 모든 CNC 가공의 기초입니다:
- X축: 왼쪽 및 오른쪽 이동은 X축으로 제어됩니다. 수평 축은 절삭 공구 또는 공작물을 왼쪽에서 오른쪽 방향으로 움직일 수 있게 합니다. 가공된 부품에 너비를 만듭니다. X축은 슬롯 및 포켓과 같은 수평 피처를 만드는 데 필요합니다.
Y축: 앞뒤로 움직이는 움직임을 관리합니다. Y축은 X축에 수직이며, 두 축이 함께 2차원 절단을 생성합니다. 특히 이 축은 커팅 헤드의 전진 및 후진 동작을 가능하게 합니다. 이 축은 기계의 전면을 기준으로 절단 깊이를 결정합니다. Y축을 사용하면 파트의 길이에 따라 피처를 만들 수 있습니다.
Z축: 수직 축을 따라 움직임을 관리하여 절삭 공구가 위아래로 움직일 수 있도록 합니다. 수직축은 재료의 정확한 절단 깊이를 보장합니다. Z축은 공작물에서 다양한 높이와 깊이를 가능하게 합니다.
이러한 움직임을 통해 절삭 공구를 모든 3차원 공간에 배치할 수 있습니다.
회전축
5축 가공의 가장 큰 특징은 두 개의 회전축이 추가된다는 점입니다. 이 축을 통해 공작물은 X축과 Y축을 중심으로 회전할 수 있으므로 복잡하고 정교한 디자인을 만들 수 있는 탁월한 기능을 제공합니다.
- A축: X축을 중심으로 회전합니다. 이 틸트 축을 통해 절삭 공구가 다양한 각도로 공작물에 접근할 수 있습니다. A축 회전은 일반적으로 트러니언 스타일 기계에서 테이블 이동을 통해 발생합니다.
B축: Y축을 중심으로 회전합니다. 이를 통해 공구 또는 공작물이 절삭 방향에 수직으로 회전할 수 있습니다. 많은 기계에서 B축 회전은 스핀들 헤드의 회전을 통해 이루어집니다.
때때로 C축이 있습니다. 이 축은 A축 또는 B축의 조합으로 작동합니다. 구체적인 조합은 기계 설계와 사용 목적에 따라 다릅니다.
머신 구성
5축 기계는 여러 가지 구성으로 제공됩니다:
- 표/테이블: 절삭 공구가 직선으로 이동하는 동안 공작물은 움직이는 테이블에서 회전합니다.
- 머리/머리: 절삭 공구가 움직이고 회전하는 동안 공작물은 고정되어 있습니다.
- 헤드/테이블: 일부 회전은 테이블에서, 일부는 커팅 헤드에서 발생합니다.
이 다섯 가지 축이 함께 작동하면 제조업체는 단일 설정으로 복잡한 부품을 제작하여 생산 시간을 단축하고 정확도를 향상시킬 수 있습니다.
작업 프로세스:
엔지니어가 3D CAD 모델을 설계하면 작업이 시작됩니다. 그 후 CAM 소프트웨어를 사용하여 데이터를 기계에서 사용할 수 있도록 G-코드로 변환합니다. 작업자는 소재를 배치하고 절삭 공구를 추가하며 기계 축의 위치를 조정합니다. 가공 시 공구는 X/Y/Z 축으로 이동하며 동시에 두 개의 회전축(A/B/C)으로 공작물을 기울이거나 회전할 수 있습니다. 인덱스 가공 프로세스는 축이 재배치되는 동안 절삭을 중지합니다. 항상 5축 이동을 동시에 유지하면서 논스톱으로 작동합니다. 이중 축 회전으로 모든 각도에서 여러 공구를 사용할 수 있습니다. 또한 한 번의 설정으로 매우 정밀하게 세부적인 모양을 만들 수 있습니다.
5축 CNC 가공의 장점
간편한 설정
기계는 동일한 설정에서 다양한 각도의 공작물을 처리할 수 있습니다. 공작물을 수동으로 재조정할 필요가 없습니다. 단계가 적기 때문에 오류 발생 가능성이 줄어들고 치수의 정확도가 향상됩니다. 기업들은 3축 가공에 비해 5축을 사용할 때 설정 시간이 최대 60%까지 단축된다는 사실을 발견했습니다.
향상된 정밀도 및 정확도
이 기계는 공차가 ±0.0002인치에 달할 정도로 정밀합니다. 복잡한 물체에서도 높은 정확도를 유지할 수 있습니다. 공작물을 모든 방향으로 연속적으로 움직여 오정렬 오류를 방지합니다. 정밀한 제조는 항공우주 및 의학 분야에서 사용되는 부품에 매우 중요합니다.
고급 지오메트리 기능
이 기계는 손으로 만들기 어렵거나 불가능한 디자인을 만들 수 있습니다. 언더컷, 곡선형, 각진 표면을 쉽게 가공할 수 있습니다. 이 기술을 사용하면 고정된 부분을 제외한 부품의 모든 면을 볼 수 있습니다.
표면 마감 개선
3축 밀링에 비해 더 짧은 절삭 공구는 진동을 최대 50%까지 줄여줍니다. 공구가 곡면에 수직인 경우 스텝 마크가 나타나지 않습니다. 따라서 후반 작업의 필요성을 줄이면서 더 나은 마감을 얻을 수 있습니다.
5축 CNC 가공 비용
5축 CNC 가공에는 상당한 재정적 투자가 필요합니다. 초급 및 입문용 기계의 가격은 $50,000~$200,000 사이입니다. 중급형 장비는 $200,000~$500,000 사이입니다.
가장 진보된 시스템은 때때로 백만 달러가 넘는 비용이 들기도 합니다. 기계 비용과는 별도로 기업은 $15,000에서 $40,000 사이의 비용이 드는 전문 CAM 소프트웨어를 구입해야 합니다. 숙련된 작업자는 평균적으로 연간 $60,000에서 $90,000 사이의 급여를 받습니다. 매년 기계를 유지 관리하려면 기계 가치의 5-10%를 지출해야 합니다. 많은 시설에서 더 나은 지원을 위해 전력, 냉각 및 바닥재 업데이트가 필요합니다. 또한 특수 도구와 설비가 있으면 비용도 증가합니다. 교육 프로그램을 운영하려면 시간과 비용이 필요합니다.
제조업체는 여전히 이러한 비용으로 인해 긍정적인 결과를 경험하는 경향이 있습니다. 복잡한 부품의 가격은 일반적으로 더 높습니다. 설정과 작업에 걸리는 시간이 줄어들면 효율성이 높아집니다. 항공 우주 및 의료 부품을 가공할 수 있는 능력은 5축 CNC 기계로 가공 공정을 업그레이드하려는 경우 최고의 시장에 접근할 수 있는 기회를 제공합니다. 지금 바로 BROUI CNC에 연락하여 귀하의 비즈니스에 가장 적합한 가격을 받아보세요!
5축과 3축 및 3+2 가공의 비교
최적의 CNC 가공 방식을 결정할 때는 5축, 3축, 3+2 가공의 차이점을 파악하는 것이 필요합니다. 가공 기술 간에는 제조, 비용 및 처리할 수 있는 애플리케이션 유형에 영향을 미치는 큰 차이가 있습니다.
| 기능 | 3축 가공 | 3+2 가공 | 5축 가공 |
| 축 | X, Y, Z(선형만 해당) | X, Y, Z + 2개의 고정 회전축 | X, Y, Z + 2개의 연속 회전축 |
| 이동 | 세 방향으로의 선형 이동 | 인덱스 회전을 통한 선형 이동 | 다섯 축 모두에서 동시 이동 |
| 운영 | 도구가 직선으로 이동합니다. | 3축 절단 전에 공작물이 고정된 각도로 배치됩니다. | 공구는 모든 각도에서 연속적으로 공작물에 접근할 수 있습니다. |
| 설정 요구 사항 | 복잡한 부품에는 여러 설정이 필요합니다. | 3축에 비해 설정 감소 | 최소한의 설정, 종종 단일 설정 프로덕션 |
| 복잡성 기능 | 단순한 지오메트리로 제한 | 중간 정도의 복잡한 부품 처리 가능 | 매우 복잡한 지오메트리에 이상적 |
| 도구 길이 | 더 긴 도구가 필요한 경우가 많습니다. | 더 짧고 견고한 도구 사용 가능 | 최고의 강성을 위한 최단 도구 |
| 표면 마감 | 기본 마감 품질 | 3축보다 향상된 마감 처리 | 뛰어난 표면 마감 |
| 프로그래밍 복잡성 | Simple | 보통 | 복잡한 |
| 초기 비용 | 최저 | 보통 | 최고 |
| 이상적인 애플리케이션 | 간단한 부품, 프로토타입 | 연속적인 윤곽선이 없는 복잡한 부품 | 항공우주 부품, 의료용 임플란트, 복잡한 금형 |
| 주기 시간 | 가장 긴 | 보통 | 최단 |
| 정밀도 | Good | 더 나은 | 최고 |
3+2 가공은 단순한 3축과 포괄적인 5축 기능 사이의 대안을 제공합니다. 이 기계는 5개의 축을 사용하며, 네 번째와 다섯 번째 축이 회전하여 절단하는 동안 공작물을 제자리에 고정합니다. 이 방법을 사용하면 공작물을 항상 위치를 변경할 필요 없이 모든 면에서 가공할 수 있습니다.
5축 가공을 사용하면 모든 축을 멈추지 않고 동시에 움직일 수 있습니다. 그렇기 때문에 추가적인 디테일이 필요한 윤곽이 있는 표면에 적합합니다. 프로그래밍이 더 복잡하고 비용이 많이 들지만 세밀한 부품에 최고의 정확도를 제공합니다. 항공 우주 및 의료 기기와 같은 제조 분야에서 매우 중요합니다.
올바른 5축 CNC 기계 선택하기
주요 사양: 공작물 가공범위 치수를 확인합니다. 스핀들 속도 범위와 동력을 확인합니다. 축 이동거리 제한을 검토합니다. 최대 테이블 적재 용량을 확인합니다. 위치 정확도 및 반복성 값을 검토합니다.
제어 시스템 기능: 인터페이스의 단순성을 평가합니다. 충돌 감지 기능을 확인합니다. 공구 경로 시뮬레이션 옵션을 고려합니다. 적응형 가공과 같은 고급 기능을 살펴봅니다. CAM 소프트웨어와의 포스트 프로세서 호환성을 확인합니다.
예산 고려 사항: 초기 구매 가격이 높더라도 설치 및 교육 비용을 계산해야 합니다. 지속적인 유지보수 비용도 고려하세요. 툴링 및 고정 장치에 대한 예산을 책정합니다. 잠재적인 ROI 기간을 평가합니다.
제조업체 지원: 기술 지원 가용성을 조사합니다. 예비 부품 접근성을 확인합니다. 제공되는 교육 프로그램을 조사합니다. 보증 조건을 검토합니다. 제조업체의 업계 평판을 고려하세요.
결론
5축 CNC 가공은 현대 제조업을 변화시켰습니다. X, Y, Z의 세 개의 선형 축과 두 개의 회전 축인 A와 B를 사용하여 한 번의 설정으로 복잡한 부품을 제작할 수 있습니다. 이 기계는 초기 비용이 더 들지만 시간이 지남에 따라 비용이 절감됩니다. 기술이 발전함에 따라 새로운 길이 열립니다. 인건비를 절감하고 오류를 최소화합니다. 현재 많은 산업에서 이 기술에 의존하고 있습니다.
제조 비즈니스를 한 단계 업그레이드할 준비가 되셨나요?
복잡한 부품을 제작하는 기업에게 BROUI 5축 기계는 분명한 이점을 제공합니다. CNC 시스템의 자동화는 수동 개입을 줄여줍니다. 이 기계는 설정을 변경하지 않고도 공작물의 위치를 변경할 수 있어 귀중한 생산 시간을 절약할 수 있습니다. 보루이 CNC 기계는 복잡한 제품으로 엄격한 납기를 맞추려는 기업에게 오늘날의 경쟁 시장에서 필요한 정확성과 속도를 제공합니다.