Multi-Axis 이는 여러 대안을 비교하고, 한계를 확인하며, 위험이 적은 공정을 선택해야 할 때 유용한 공학적 주제입니다.
Multi-Axis CNC Machining expands tool access for complex features, fewer setups, and better control over difficult part geometry.
CNC 기계의 축 수는 절삭 공구가 공작물에 접근할 수 있는 방향의 수를 결정하며, 이는 근본적으로 생산할 수 있는 부품의 형상, 정확성 및 경제성을 결정합니다. 간단한 3축 프리즘 부품부터 복잡한 5축 윤곽 표면까지, 각 축 구성은 고유한 제조 틈새 시장을 제공합니다.
3축 CNC 가공: 업계의 주력 제품
3축 CNC 기계는 X(좌-우), Y(앞-뒤), Z(위-아래)의 세 가지 수직 축을 따라 절삭 공구를 이동합니다. 공작물은 기계 테이블에 고정된 상태로 유지됩니다. 이는 전 세계 대부분의 제조 애플리케이션에 사용되는 가장 일반적인 CNC 구성입니다.
기능
- 페이스 밀링, 포켓 밀링, 드릴링, 태핑 및 보링
- 수직 벽, 평평한 바닥, 한 방향에서 접근 가능한 피처를 갖춘 프리즘형 부품 생산
- 적절한 설정으로 ±0.001인치의 허용 오차 달성 가능
제한 사항
- 여러 면의 피처를 다시 고정해야 하는 경우 - 작업자가 부품을 제거하고, 위치를 변경하고, 다시 정렬하고, 다시 고정합니다.
- 언더컷, 각진 구멍 및 복합 각도 피처는 수정된 도구가 필요하거나 불가능합니다.
- 특히 소량 생산 시 멀티 페이스 부품의 설정 시간 단축
비용
3축 기계는 가장 저렴한 CNC 장비로, 전문가용 기계의 경우 $20,000-$150,000입니다. 운영 비용도 그에 상응하여 낮습니다. 주요 비용 불이익은 위치 변경을 위한 인건비가 사이클 비용을 지배하는 다중 설정 부품에서 나타납니다.
4축 CNC 가공: 회전 추가
4축 CNC 기계는 표준 XYZ 구성에 회전축(일반적으로 X축을 중심으로 회전하는 A축 또는 Z축을 중심으로 회전하는 C축)을 추가합니다. 이렇게 하면 공구가 접근하는 동안 공작물이 회전하여 재고정 없이 여러 면에 접근할 수 있습니다.
기능
- 재고정 없이 실린더 또는 샤프트 표면의 피처 가공(원주 드릴링, 슬롯 가공, 각인)
- 각진 면 가공을 위한 로터리 공구 위치 결정
- 연속 로터리 컨투어링 - 캠, 터빈 블레이드 및 헬리컬 기어 생산
제한 사항
- 회전축은 일반적으로 선형 축보다 강성이 낮기 때문에 각진 면의 무거운 절삭이 제한됩니다.
- 로터리 테이블 용량에 따른 공작물 크기 제한
- 여전히 모든 컴파운드 각도에 접근할 수 없음 - 일부 언더컷은 여전히 불가능합니다.
비용
4축 기계는 $40,000-$200,000으로, 동급 3축 기계보다 약 50-100% 더 비쌉니다. 부품이 여러 면에 접근해야 하는 경우 설정 시간이 단축된다는 점에서 프리미엄은 그만한 가치가 있습니다.
5축 CNC 가공: 최고의 유연성
5축 CNC 기계는 XYZ 선형 축에 2개의 회전축(일반적으로 A + C 또는 A + B)을 추가하여 절삭 공구(기계 설계에 따라 공작물)가 부품을 기준으로 모든 복합 각도로 방향을 잡을 수 있도록 합니다. 이는 가장 성능이 뛰어난 CNC 구성이며 정밀 제조의 표준으로 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
5축 머신 아키텍처
- 5축 동시: 절단 시 5개의 축이 모두 동시에 움직이며 터빈 블레이드 및 의료용 임플란트와 같은 복잡한 3D 윤곽 표면에 필수적입니다.
- 3+2(위치 5축): 회전축은 공작물을 특정 각도로 배치한 다음 잠그고 나머지 작업은 3축 모션을 사용합니다. 각진 평면 가공에 적합한 간단한 CAM 밍입니다.
주요 이점
- 단일 설정 가공: 큐브의 다섯 면과 많은 언더컷 기능에 재고정 없이 접근 가능 - 여러 설정에서 발생하는 위치 오류 제거
- 더 짧은 도구: 각진 공구 접근 방식으로 더 짧고 단단한 절삭 공구가 가능 - 처짐 감소, 표면 조도 개선, 공구 수명 연장
- 복잡한 윤곽 표면: 터빈 블레이드, 임펠러, 의료용 임플란트 형상, 금형 캐비티 - 3축 기계에서는 불가능합니다.
- 향상된 표면 마감: 표면 대비 공구 위치를 지속적으로 최적화하여 증인 표시를 제거할 수 있습니다.
비용
축 구성 선택 가이드
| 부품 특성 | 권장 구성 |
|---|---|
| 하나의 화면에서 모든 기능에 액세스 | 3축 |
| 여러 면의 기능, 복합 각도 없음 | 3+2 또는 4축 |
| 원주형 특징이 있는 원통형 부품 | 4축 |
| 복잡한 윤곽 표면(항공우주, 의료) | 5축 동시 |
| 언더컷 및 복합 각도 기능 | 5축 동시 |
자주 묻는 질문
다축 CNC 가공: 3축 대 4축 대 5축은 언제 좋은 옵션으로 설명됩니까?
다축 CNC 가공: 3축 대 4축 대 5축 설명은 빠른 반복, 복잡한 형상, 낮은 툴링 비용 또는 소량 생산이 성형품 단가보다 더 중요한 경우 좋은 옵션입니다.
다축 CNC 가공을 선택하기 전에 확인해야 할 사항: 3축 대 4축 대 5축 설명?
부품 크기, 재료 특성, 표면 마감, 치수 공차, 열 노출, 하중 방향, 후처리가 필요한지 여부를 확인합니다.
다축 CNC 가공: 3축 대 4축 대 5축 설명은 CNC 가공과 어떻게 비교됩니까?
3D 프린팅은 복잡한 형상을 빠르게 제작할 수 있는 반면, CNC 가공은 정밀한 표면, 엄격한 공차 및 생산 등급 재료에 더 적합한 경우가 많습니다.
다축 CNC 가공의 비용에 영향을 미치는 요소: 3축 대 4축 대 5축 설명?
비용은 재료, 빌드 볼륨, 프린트 시간, 레이어 높이, 서포트 제거, 마감, 검사 및 빌드 내 부품 수에 따라 달라집니다.
