복잡한 형상의 3D가공, 어떻게 하지?

봄비가 주룩주룩 내리는 오늘!

이번 겨울에도 뭔가 비가 자주 온다고 느꼈는데 봄에 오는 비는 뭔가 조금 다른 느낌인 것 같아요~

그래도 주말에는 비가 그친다고 하니 다행이네요!

코로나 때문에 밖에 다니진 못하지만 그래도 비가 계속 내리는 건 싫으니까요 ㅋㅋ~

모두 빗길 안전운전하세요^^*

새로운 신제품이나 기존 제품을 만들 때 그리고 모형을 만들 때 많이 쓰이는 가공!

주로 시제품이나 목업제작 시에 많이 활용되는데요, 복잡한 형상의 3D가공은 어떻게 하는 걸까요?

가공이란 원자재나 반제품을 인공적으로 처리하여 새로운 제품을 만들거나 제품의 질을 높이는 것을 뜻합니다.

우리가 가공할 때 다양한 방법이 있지만 주로 CNC가공이나 3D프린터를 활용하여 제작하는 편입니다.

 

먼저 우리가 많이 사용하는 가공의 방법과 간단한 장단점 등 특징을 한 번 알아볼게요.

3D가공 방법 중 하나인 절삭가공방식은 금속 툴(tool) 그러니까 금속공구를 이용해서 원재료를 깎아서 형상을 만들어내는 방식으로 대표적인 방법은 CNC, NC, 선반과 밀링이 있습니다.

 

Computerized Numerical Control (컴퓨터 수치 제어) 사전적인 의미로는 컴퓨터가 내장되어 있는 NC를 뜻하는데 컴퓨터를 내장하여 NC의 오작동을 최소화 시킨 것으로 목재, 아크릴, 알루미늄 등을 입력한대로 동일하게 가공해주는 공작기계입니다.

Numerical Control (수치 제어) 작성된 설계도나 도면을 기계가 받아들일 수 있는 고유의 언어로 정보화하여 기계의 제어 장치에 입력해서 입력된 정보대로 기계를 자동으로 제어하는 공작기계로 쉽게 컴퓨터가 없는 CNC라고 생각하면 됩니다.

MCT (Machining center : 머시닝 센터) 머시닝 센터는 밀링 머신, 보링 머신, 드릴링 머신을 하나로 한 복합 수치제어 공작기계로 직선, 원호 절삭, 입체 절삭, 드릴링, 보링, 태핑 등 연속적인 작업을 한번에 할 수 있어 복잡한 형태의 기계 부품들도 쉽게 가공할 수 있습니다.

공작기계의 장점은 소량, 대량의 모든 생산을 자동화할 수 있으며, 특히 복잡한 형상의 부품가공이 가능하며 정밀도가 범용에 비해 월등히 우수하고, 제품의 균일성과 품질이 보장됩니다.

 

단점으로는 범용선반의 10배 전후의 장비가격으로 초기 투자비용과 관리비용이 많이 들고, 프로그래밍이 필요해서 작업자는 교육이 필요하다고 합니다.

다음으로 3D가공법 중 또 다른 방법인 적층가공방식은 3D도면 입체 모형을 여러 층으로 나눠 한 층씩 쌓아 올려 3차원 물체를 만드는 것을 말하는데요, 우리가 종이 인쇄를 하는 것과 비슷하지만 결과물이 2차원인 글자나 그림이 아니라 3차원 물체라는 점이 다릅니다.

 

3D프린터도 종류가 다양한데요, 분말을 원료로 이용하는 방식, 녹였다가 굳힐 수 있도록 고안된 플라스틱 수지를 원료로 쓰는 방식 등 다양한 기술이 있습니다.

3D프린팅의 장점은 제품의 제작비와 제작시간이 줄어들면서 다품종 소량생산에 유리하여 맞춤형 제작이 쉽습니다. 그리고 기술자의 기술력에 별로 의지하지 않아도 동일한 품질의 제품을 만들 수 있고, 형상에 대한 제한이 없습니다.

그렇다면 단점을 알아볼까요?

조형 속도가 느리고, 제품의 크기가 클 경우 파트를 나눠 출력해서 조립해야 하는 번거로움이 있습니다. 그리고 CNC가공에 비해 표면의 조도나 정밀도가 좋지 않으며 현재까지는 재료가 비싸고, 한정되어 있으며 장비의 금액이 비쌉니다.

정리를 해보면 절삭가공방식은 가공품의 퀄리티는 좋지만 제작 수량이 적으면 단가가 비싸며 툴이 닿지 않는 곳의 경우에는 가공이 어렵다는 점, 그리고 RP(Rapid prototype) 방식의 경우에는 다품종 소량생산에 최적화 된 가공법이며 아무리 복잡한 모형의 제품이더라도 형상에 구애받지 않고 제작이 가능하지만 대량생산에는 적합하지 않다는 점~~!!

이제 이해하셨나요?

지금까지 CNC가공과 3D printer의 특징과 장단점에 대해서 알아보았는데요~ 다른 방식의 가공방법 중에서 정단점을 파악하셔서 보다 나은 제품을 생산하시길 바랍니다.

조금이라도 제 포스팅 글이 도움이 되셨음 좋겠네요!

 

지금까지 부족하지만 여러 가지 3D가공 방식의 특징과 장단점에 대해 소개한 뽀니였습니다^^**