3D프린팅과 NC가공을 활용하여 부품제작하기

연휴 푹~ 쉬고 왔더니 아침부터 일이 쌓여서 멘붕이 왔어요ㅠㅠ 이래서 출근을 꾸준히 해야 된다고 하는가봐요. 이번주도 파이팅!!

 

오늘은 우리가 시제품, 목업 등 부품제작에 많이 활용하고 있는 3D프린팅과 NC가공에 대해 포스팅하려고 하는데요, 각각의 특징과 둘의 차이에 대해 알아보도록 해요!

3d프린터를 활용한 목업제작 사례

먼저 3D프린터는 3차원 설계도를 바탕으로 입체적으로 물건을 인쇄하는 기계 자체를 의미합니다. 그리고 기계로 입체적인 물건을 인쇄하는 모든 과정으로 출력하는 것뿐만 아니라 인쇄하기 위해 디자인하고, 설계하는 모든 과정을 통해 결과를 만드는 과정을 3D프린팅이라고 합니다.

 

한마디로 입력한 설계도에 따라 연속적인 계층의 물질(실, 액체, 가루 형태의 소재)을 뿌려 3차원 입체물품을 만들어내는 제조 기술을 말하는데 이 를 활용한 바이오프린팅 기술 개발로 인공장기 시대를 열 수 있을 것이라고 말하기도 하죠.

3d프린터를 활용한 목업제작 사례

소재를 압출하여 층층이 쌓아 올려 형상을 만드는 적층형은 재료의 손실이 없다는 것이 가장 큰 장점이고 종류도 다양한데 주로 FDM, SLA, SLS 방식을 많이 사용하는 편입니다.

 

RP(Rapid prototype) 기술의 응용 분야는 자동차, 우주항공, 교육, 에너지, 나노, 주택건설, 의료 분야 등 다양한 곳에서 활용되고 있습니다.

 

시제품제작을 할 때 많이 활용되며 특히 교육분야에서는 3D프린팅을 이용한 수업은 학생들의 이해력과 창의력을 향상시킬 수 있으며 학생들이 직접 프린터를 제작하고, 디자인, 설계를 해서 출력까지 다양하게 참여할 수 있어서 흥미를 가지고 참여할 수 있는 부분이 많습니다.

NC가공을 활용한 플라스틱가공 사례

적층가공기술의 장점은 거의 모든 형태를 조형할 수 있고, 이론상으로는 사용 가능한 재료의 제한이 없으며, 적층가공방식으로 재료의 낭비가 거의 없습니다.

 

단점으로는 조형 정밀도가 비교적 낮고 조형 속도가 느리며 사용 재료에 따라 조형 기술이 많이 다릅니다.

 

그렇다면 이번에는 CNC가공에 대해 알아볼께요.

NC가공을 활용한 플라스틱가공 사례

NC가공이란 numerical control의 약어로 "부호와 수치로써 구성된 수치 정보로 기계의 운전을 자동제어하는 것"을 의미합니다.

 

전통적인 CNC가공 및 제조는 일반 공작기계의 수동 작업으로 금속 절삭 가공의 가공, 캘리퍼 및 기타 공구로 가공된 제품의 정밀도를 측정하는 것인데요, 이미 컴퓨터 디지털 제어 공작기계와 기계 공구는 직접 가공 제품 및 부품에 대한 기술인력 프로그램에 따라 사전에 프로그래밍할 수 있습니다.

이것을 우리는 수치제어가공이라고 부르는데 CNC 가공 산업은 기계 가공의 모든 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

NC가공을 활용한 플라스틱가공 사례

NC공작기계는 사전 프로그램된 가공 절차와 가공된 부품의 자동 가공에 따라 준비됩니다. 지시에 따라 가공 공예 경로와 가공 매개 변수 및 공구 궤도, 변위, 절삭 매개 변수 및 보조 기능의 부품을 넣고, 코드 및 절차는 가공 프로그램 목록에 CNC 기계 형식으로 작성된 다음 이 프로그램을 기록 매체의 내용을 제어 매체에 나열한 다음 수치제어 기계 공구와 장치에 입력함으로써 기계 부품을 명령해서 제품을 제작하는 방법입니다.

 

한마디로 일정 부피의 고체 재료를 준비하고 원하는 형태가 나올 땐까지 자동 공구가 정해진 위치대로 이동하면서 깎아내어 형상을 제작하는 방식으로 이를 절삭가공방식이라 부릅니다.

NC가공을 활용한 플라스틱가공 사례

이 기술의 장점은 조형 정밀도가 매우 높고, 조형 속도가 빠르며, 표면 조도가 매우 우수합니다.

 

단점으로는 사용 가능한 재료가 제한적이고, 재료를 깎아내는 조형 방식으로 인해 재료의 낭비가 심한 편입니다. 무엇보다 조형물의 내부와 같이 공구가 닿지 않는 부분은 조형을 할 수 없습니다.

3d프린터를 활용한 목업제작 사례

사실 따지고 보면 3D프린팅이나 NC가공 두 가지 모두 산업용 공작기구이고, 설계 도면을 바탕으로 입체 조형물을 만든다는 점은 차이가 없습니다.

 

가공의 정밀도에서는 절삭가공방식이 더 매끈하게 가공이 되고, 단단한 금속을 가공할 수 있어서 정밀 부품이나 기계를 만드는데 적합합니다.

 

이 방식이 상업용 레이절와 결합되면서 정밀도와 속도 면에서는 우월한 편입니다. 반면 AM(Additive Manufacturing) 기술은 복잡하고 난해한 조형물의 가공이 가능하고, 재료의 한계가 없다는 장점이 있지만 재료의 낭비가 적고, 보급형 3D프린터가 개발됨에 따라 개인적 장소에서 사용 용이성이 높다는 점 때문에 개인 제조에 활용될 수 있는 가능성이 높습니다.

NC가공을 활용한 플라스틱가공 사례

NC가공과 3d프린팅 각 방식에 장단점들이 존재하기 때문에 어떤 방식이 더 우월하고 어떤 방식이 별로다. 라고 단정 지을 수는 없습니다.

 

품질과 대량생산에는 NC가 적합하니 활용하는 것이 좋고, 형상이 복잡하고, 소량생산이면서 취미생활 겸 작업을 하는 것이라면 3D프린터를 사용하는 것이 좋을 듯 합니다.

 

각 장비의 장단점을 확인해서 내가 제작하고자 하는 제품의 목적과 용도에 맞는 방식을 사용하시길 추천드립니다.