현대 CNC 가공의 비용 절감 전략

제조 분야에서 CNC 가공은 정밀도와 속도로 높은 평가를 받고 있습니다. 그러나 이 프로세스에는 비용이 많이 들 수 있습니다. 제조업체는 고품질 생산을 유지하면서 CNC 가공 비용을 절감할 수 있는 방법을 끊임없이 찾고 있습니다.

이 기사에서는 CNC 서비스 비용을 절감하기 위한 몇 가지 효과적인 전략을 공유합니다. 몇 가지 현명한 변화를 통해 기업은 비용을 절감하면서도 최고 품질의 제품을 제공할 수 있습니다.

단위경제학과 대량생산

CNC 가공에서는 '많을수록 적다'라는 개념이 적용됩니다. 더 많은 제품을 생산할수록 가격은 더 저렴해집니다. CNC 가공은 생산량이 수백 또는 수천 개일 때 비용 효율적입니다.

첫 번째 이유는 대량 구매시 원재료비가 절감되기 때문입니다. 추정에 따르면 1,000개 이상의 부품에 대한 자재를 구매하면 단가가 5~10배 정도 낮아질 수 있습니다. 또 다른 이유는 프로세스 일관성입니다. 10개, 50개 또는 100개 단위가 생산되는지 여부에 관계없이 CAD 설계, 도구 및 기계 구성은 생산 전반에 걸쳐 동일하게 유지됩니다. 마지막으로, 시작, 끝, 일련의 중간 단계가 동일하므로 대량 생산을 쉽게 자동화할 수 있습니다.

반대로, 단위 생산으로 전환하면 제품이 만들어질 때마다 기계를 재설계하고 재설정하고 다시 프로그래밍해야 합니다.

운영 효율성을 위한 기하학적 단순화

종종 불필요한 복잡한 형상은 가공 프로세스를 복잡하게 만들고 시간을 연장시킵니다. 간단한 형상 변경만 하면 생산 시간이 대폭 단축되어 비용도 절감할 수 있습니다.

예를 들어, 구멍에 날카로운 모서리를 만드는 대신 반경이 있는 모서리를 디자인합니다. CNC 공구 비트는 본질적으로 원통형입니다. 그들은 항상 방사형 가장자리를 만듭니다. 코너 반경도 중요합니다. 반경이 작다는 것은 더 작은 직경의 도구를 사용해야 하며 재료를 제거하는 데 여러 번의 패스가 필요하다는 것을 의미합니다.

날카로운 모서리를 얻으려면 더 비용이 많이 드는 공정인 방전가공(EDM)으로 전환해야 합니다. 특히 캐비티에 직사각형 모양을 맞춰야 하는 경우 기계 기술자가 인용하는 대안은 모서리 주위에 언더컷을 만드는 것입니다(그림 참조). 이러한 유형의 디자인을 양방향 개 뼈라고 합니다.

마찬가지로 나사산 깊이가 길어지면(직경의 1.5배) 더 이상 접합 강도가 향상되지 않습니다. 따라서 나사산 깊이를 늘리지 않는 것이 좋습니다. 특별한 공구가 필요하므로 불필요한 비용이 듭니다.

깊은 충치의 경우에도 마찬가지이므로 이를 제한해야 합니다. 일반 툴비트를 사용하면 직경의 2~3배 깊이를 쉽게 만들 수 있습니다. 그러나 깊은 공동에는 특수 도구 및 부착 장치가 필요하며 일부 복잡한 경우에는 다축 CNC 시스템이 필요합니다.

구멍을 설계할 때 툴비트가 더 저렴하고 쉽게 사용할 수 있는 표준 크기를 선택하십시오. 구멍 크기는 1인치(1/8인치, 1/4) 단위이거나 밀리미터 표준을 따르는 경우 전체여야 합니다.

마지막으로 얇은 벽의 두께를 늘리면 가공 시간을 줄일 수 있습니다. 금속 부품의 경우 벽 두께가 0.8mm 이상이어야 하며, 플라스틱 부품의 경우 최소 두께가 1.5mm 이상이어야 합니다.

CNC 작업의 재료 경제학

재료의 선택도 중요합니다. 설계나 구조 요구 사항이 중간에 있지 않는 한, 더 저렴하고 쉽게 가공할 수 있는 재료 대안으로 전환해야 합니다. 더 저렴한 재료에 대해 말하면 알루미늄 6061은 현재 프로토타입 제작을 위한 가장 저렴한 옵션입니다. 게다가 기계 가공도 간단합니다.

황동과 강철은 알루미늄에 비해 가공이 쉽지만 가격이 비쌉니다. 따라서 대량 생산에 이상적으로 권장됩니다. 이러한 선호의 이유는 규모의 경제 때문입니다. 높은 재료 비용에도 불구하고 이러한 재료와 관련된 가공 시간이 짧아지면 특히 대규모 생산 실행에서 초기 비용을 상쇄할 수 있습니다.

플라스틱(ABS, 나일론, 델린)도 알루미늄과 동일한 가격으로 구입할 수 있지만 가공이 까다롭습니다. 따라서 대량 생산이 필요한 경우에는 피해야 합니다. 즉, 일회성 요구 사항에는 더 저렴한 재료를 선택하고 대량 생산에는 기계 가공이 쉬운(부드러운) 재료를 선택합니다.

재료를 대량 구매하면 CNC 가공의 전체 비용을 줄이는 데도 도움이 될 수 있습니다. 몇 톤의 자재를 구입하면 아마도 재정적으로 많은 비용을 절약할 수 있을 것입니다.

비용 관리를 위한 정밀 공차 분석

일반적인 CNC 가공 관행에서 기술 도면에 특정 공차가 정의되어 있지 않으면 부품은 약 ± 0.125mm 이상의 표준 공차를 사용하여 가공됩니다. 이 정밀도는 대부분의 중요하지 않은 기능에 충분하며 생산 비용을 낮추는 데 도움이 됩니다.

엄격한 공차는 특정 중요한 기능에 필요하지만 가공 비용을 크게 증가시킵니다. 이러한 공차에 필요한 정밀도는 더 많은 시간, 기술, 더 정교한 장비를 요구하며, 이 모두는 더 높은 생산 비용에 기여합니다.

가공 작업의 비용 효율성을 최적화하려면 실제로 필요한 기능에 대해 더 엄격한 공차만 지정하십시오. 예를 들어, 부품의 기능이나 적합성에 중요하지 않은 특징에는 엄격한 공차가 적용되어서는 안 됩니다.

마무리 공정 최적화: 품질과 비용의 균형

최종 마감 처리가 추가되어 CNC 가공 비용이 증가합니다. 이를 줄이는 한 가지 방법은 올바른 재료 선택입니다. 예를 들어, 알루미늄과 같은 일부 재료는 가공성이 뛰어나고 표면 광택이 덜 필요합니다. 설계 요구 사항이 허용하는 경우, 특히 대량 생산이 관련된 경우 이러한 제품으로 전환하는 것이 매우 비용 효율적일 수 있습니다.

As-Machined 마감 처리로 충분한 경우에는 이를 사용하십시오. 가공된 마감재는 대개 고품질이며 추가 처리 없이도 다양한 응용 분야의 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

다만, 완결을 면제할 수 없는 경우가 있습니다. 이러한 처리에는 화학 필름, 비드 블라스팅, 전해 연마 및 양극 산화 처리가 포함됩니다.

결론

CNC 가공 비용은 여러 요인으로 인해 높을 수 있습니다. 복잡한 설계 요구 사항, 정밀 공차 및 사용된 재료 유형이 전체 비용에 영향을 미칩니다. 그러나 몇 가지 간단한 전략을 채택하면 해당 비용을 크게 제어할 수 있습니다.

예를 들어, 대량 생산으로 전환하는 것이 도움이 될 수 있습니다. 마찬가지로 날카로운 모서리, 깊은 포켓, 비표준 구멍과 같은 불필요한 설계 요소를 제거하면 가공 프로세스가 간단하고 비용 효율적으로 이루어질 수 있습니다. 마지막으로 올바른 재료 선택도 도움이 될 수 있습니다. 더 저렴하고 가공하기 쉬운 재료를 사용하십시오.