CNC 기계로 폴리우레탄을 가공할 때의 5가지 특징

열가소성 수지의 CNC 밀링

폴리프로필렌(PP)은 널리 사용되는 소재입니다. 열가소성 소재 전 세계적으로 널리 사용되는 플라스틱은 포장재, 기계 및 장비용 플라스틱 부품 제조, 섬유 및 직물 등 다양한 분야에 응용됩니다. 한편, 폴리우레탄은 일관된 특성 덕분에 산업 생산에서 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 다른 소재에 비해 상대적으로 가벼우면서도 강도가 뛰어난 것으로 알려져 있으며, 다양한 물질 및 매체에 대한 내화학성이 우수하여 기계 부품 밀봉에 이상적입니다.

이 리뷰에서는 다음 내용을 다룰 것입니다. CNC 밀링 머신을 이용한 폴리우레탄 가공의 주요 특징.

폴리프로필렌(PP) 가공 서비스 개요

폴리프로필렌 과립

폴리우레탄 가공: 기계적 측면

이 소재가 인기를 얻고 사랑받는 이유는 제분 과정에서 폐기물이 거의 발생하지 않고, 기계로 쉽고 간편하게 절단할 수 있다는 점 때문입니다.

게다가 편안한 수동 가공에서도 절단 작업이 발생합니다.하지만, 훨씬 더 높은 정확도를 달성할 수 있는 방법이 있습니다. CNC 밀링 머신, 특히 대량 생산.

폴리우레탄의 유일한 단점은 온도 특성입니다. 다시 말해, 이 소재는 80도를 넘지 않는 온도에서만 최적의 물리적 특성을 유지할 수 있습니다. 이 때문에 가공 과정에서 어려움이 발생합니다.

이 경우, 기계 가공은 재료를 집중적으로 절삭하는 동안 다음과 같은 사실에 직면하게 됩니다. 칩 같은 공정 중에 녹아서 밀링 칼날에 달라붙기 시작하고, 칩 제거 홈이 녹은 물질로 막히게 됩니다.

폴리우레탄 밀링
플라스틱 부품 CNC 밀링은 폴리우레탄 프로파일링, 윤곽 가공 및 복잡한 형상 추가에 이상적입니다. 밀링 작업에는 쇼어 경도 80A 이상의 폴리우레탄 사용을 권장합니다.

공구: 고속도강/초경 공구, 날카로운 이중 날 엔드밀, 단일 날 플라이 커터를 권장합니다.
이송 속도 및 회전 속도: 1000–1300 RPM / 0.38–0.51 mm/치

폴리우레탄 터닝
이 장비는 고정된 절삭 공구와 회전하는 폴리우레탄 소재를 이용하여 원통형 표면에 대칭적인 부품과 형상을 만드는 데 사용됩니다.

공구: 초경/고강도강 공구, 높은 여유 공간 및 경사각
이송 속도 및 회전 속도: 0.10–0.20 mm/rev, 600–1000 rpm

폴리우레탄 드릴링
날카로운 나선형 드릴을 사용하면 폴리우레탄 소재에 다양한 크기와 깊이의 구멍을 뚫을 수 있습니다. 폴리우레탄 드릴링 중 칩 막힘을 방지하려면 가공물의 두께에 따라 드릴 날 각도를 조정하십시오(90~135°).

공구: 날카로운 모서리를 가진 나선형 드릴
이송 속도 및 회전 속도: 0.10–0.15 mm/rev, 600–1,000 rpm

폴리우레탄 연삭
연삭 작업은 특수 연삭기 또는 연삭 공구대가 장착된 CNC 선반에서 수행할 수 있습니다. 이 과정은 연마 휠을 회전시켜 가공물에서 소량의 재료를 제거하고 표면을 정밀하게 다듬으며 공차를 보정하는 방식으로 진행됩니다.

공구: 폴리우레탄의 경도에 따라 20~80 그릿의 연마 휠
이송 속도 및 회전 속도: 0.125-0.127 mm/rev, 그리고 150 rpm 미만

스핀들 회전 주파수의 최적 비율

CNC 밀링 머신의 스핀들 회전 주파수

많은 전문가들은 이 문제에 대한 해결책을 최적의 비율에서 찾습니다. 스핀들 회전 주파수 그리고 공구 이송 속도도 고려해야 합니다. 다시 말해, 전문가는 밀링 머신의 최적 작동 모드를 선택해야 합니다.

밀링 커터의 회전 속도가 빠르고 공구 이송량이 크지 않으면 폴리우레탄이 녹기 시작합니다. 또한, 기계에 장착된 칼날이 다소 무딘 경우에도 문제가 발생할 수 있습니다.

폴리우레탄 가공 시 최상의 효과를 얻으려면 "콘(corn)"이라고 불리는 특수 절단기를 사용하는 것이 좋습니다. 이 절단기는 끝에 솔이 달린 형태로 되어 있어 비공식적이고 다소 우스꽝스럽게 불립니다.

CNC 밀링 머신을 이용한 모델 플라스틱 가공

저희가 생산하는 폴리우레탄 종류 중 하나인 모델 플라스틱은 또 다른 흥미로운 소재입니다. 일반적으로 이 소재는 기존 폴리우레탄에 비해 물성이 전혀 떨어지지 않습니다. 가공 또한 매우 간편하고, 부스러기가 거의 발생하지 않으며, 강성, 경도, 내마모성 등 우수한 물리적 특성을 자랑합니다.

플라스틱 모형의 주요 용도는 다양한 건축 구조물 모형 및 디자인 프로젝트 개발입니다. 이 소재는 표면에 요철이 거의 없고 기하학적 형상의 치수 정확도가 매우 높기 때문에 이러한 용도로 널리 사용됩니다.

하지만 플라스틱 모형의 활용 범위는 디자인 및 건축 분야에만 국한되지 않습니다. 이 재료는 미래 건축 구조물의 모형과 도면을 제작하는 것뿐만 아니라, 독창적인 디자인 구조물을 만드는 데에도 사용됩니다.

앞서 언급했듯이, 모델링 플라스틱은 CNC 밀링 머신으로 비교적 간단하고 쉽게 가공할 수 있습니다. 따라서 모델링 플라스틱을 이러한 방식으로 가공하면 다양한 매트릭스, 형상 또는 소위 마스터 모델을 만들 수 있습니다.

공구 제작에 사용되는 폴리우레탄 등급은 무엇인가요?

폴리우레탄 소재는 기계 가공, 성형, 가공 및 산업 공장에서 공구 제작에 널리 사용됩니다. 그립 부품, 프레스 금형, 펀치 패드, 진공 성형 금형 등 다양한 형태로 찾아볼 수 있습니다.

공구 제작에는 연질, 중간 경도, 경질 및 초경질 폴리우레탄을 포함하여 경도가 다양한 여러 등급의 폴리우레탄이 사용됩니다.

부드러운 탄성 폴리우레탄
쇼어 경도 50 A 미만인 폴리우레탄(PU) 소재는 연질 엘라스토머로 분류됩니다. 이러한 소재는 인성, 인장 강도 및 유연성의 균형을 제공하여 약간의 신축성이 필요한 고정 장치, 금형 및 패드에 적합합니다.

중간 경도 PU
폴리우레탄의 경도가 쇼어 A 기준 약 60~80 사이이면 중간 경도의 폴리우레탄으로 분류됩니다. 이러한 폴리우레탄은 유연성을 크게 잃지 않으면서 강도를 향상시키고, 더 높은 하중 처리 능력과 우수한 가공성을 제공합니다. 따라서 금형, 고정구 및 기타 부품을 제작하는 데 적합합니다.

경질 엘라스토머 폴리우레탄
경도가 약 80~95 Shore A(때로는 최대 90 Shore)인 폴리우레탄은 경질 엘라스토머 폴리우레탄(PU)으로 분류됩니다. 이러한 소재는 높은 인열 강도, 내마모성, 그리고 반복 하중에도 뛰어난 내구성을 갖는 것으로 알려져 있습니다. 대표적인 툴링 용도로는 판금 성형 패드, 다이, 패턴, 연질 성형 지그 등이 있습니다. 또한 가전제품 제조용 우레탄 툴링에도 흔히 사용됩니다.

경질의 단단한 탄성 중합체 PU
경질 폴리우레탄의 경도는 쇼어 D 70~80 범위입니다. 구조적 강성, 인성, 높은 압축 강도, 낮은 유연성으로 잘 알려져 있으며, 정밀 가공이 가능합니다. 금형 관련 응용 사례로는 진공 금형, 마스터 패턴, 열성형 금형, 스탬핑 다이 프로토타이핑 등이 있습니다.

CNC 밀링 머신의 장점

매트릭스 제작에 있어서 CNC 밀링 머신은 확실한 이점을 제공합니다. 바로 여러 단계를 거치는 공정을 없애고, 전체 공정을 밀링 커터 가공만으로 간소화한다는 점입니다. 다시 말해, CNC 밀링 머신으로 매트릭스를 제작하면 나중에 주조 공정을 거칠 필요가 없습니다. 만약 여러분이 찾고 있는 것이 있다면, CNC 밀링 서비스당신은 언제나 믿을 수 있어요 프로린최첨단 설비와 숙련된 팀을 갖춘 당사는 모든 종류의 CNC 밀링 프로젝트를 처리할 수 있습니다.

기계에서 최종 가공을 거치면 탁월한 결과가 나옵니다. 표면을 사포로 다듬을 수 있으며, 모형 플라스틱은 거의 거울처럼 매끄러운 재질로 변합니다.

고밀도 폼: 재료 분쇄의 특징

고밀도 발포 플라스틱은 다양한 디자인 및 건축 솔루션, 특히 주택 외관 요소, 패널, 예술 조형물 제작에 매우 자주 사용됩니다. CNC 밀링 머신을 이용한 발포 가공의 몇 가지 특징은 다음과 같습니다.

• 가공은 매우 정밀하게 수행될 수 있습니다. 가공 깊이는 40~60mm이며, 밀링 자체의 정밀도는 1mm입니다.
• 물리적 특성(경도가 낮음) 때문에 이 폼은 분쇄하기 쉽습니다.
• 적당한 절삭 조건에서는 최대 70mm 깊이까지 폼 가공이 가능합니다.

하지만 이 소재를 가공하는 과정에도 폴리우레탄 가공과 유사한 몇 가지 특징이 있습니다. 여기에서도 절단기 선택에 주의를 기울여야 합니다. 스티로폼은 무딘 칼날이 장착된 기계로 가공해서는 안 됩니다.

결국, 우리는 이미 수많은 처리로 무뎌진 절단기가 재료를 전혀 자르지 못하고 녹이기 시작한다는 사실을 알아냈습니다.

단일 날 나사 밀링 커터

따라서 발포 플라스틱 가공에는 단일 나사산 엔드밀 모델을 사용하는 것이 적합합니다. 이중 나사산 커터를 사용할 경우, 날의 마모가 매우 불균일해집니다. 이러한 마모는 가공 중 진동을 유발하며, 발포 가공의 경우 아주 작은 충격이라도 재료 손상으로 이어질 수 있습니다.

발포 소재 가공 장비의 특징

CNC 밀링 머신은 다양한 재료를 가공할 수 있는 다재다능한 장비라는 것을 이미 살펴보았습니다. 이 리뷰에서만 해도 폴리우레탄, 모델링 플라스틱, 폼이라는 세 가지 인기 있고 널리 사용되는 재료를 한꺼번에 언급했습니다. 하지만 이러한 다재다능함에도 불구하고 폼 재료 가공에 특화된 장비도 존재합니다.

설계 특징 면에서 이러한 장치는 기존 CNC 밀링 모델과 실질적으로 차이가 없습니다. 하지만 몇 가지 차이점이 있습니다. 절삭 공구 대신 다양한 금속(텅스텐, 티탄그리고 니크롬도 포함됩니다. 게다가, 폼을 절단하는 과정에서 이러한 실은 필연적으로 뜨거워집니다.

하지만 기존 밀링 머신과의 유사점은 여기에서도 특별히 설정된 프로그램이 나사산의 움직임을 제어한다는 점입니다. 따라서 이러한 기계 사용자는 특수 스케치를 프로그래밍하여 복잡한 프로파일을 사용하여 형상을 절삭할 수 있습니다.

맺음말

이러한 기계의 유일한 단점은 기존 방식 대신 절삭 나사를 사용한다는 점입니다. 밀링 커터 활동 범위가 상당히 제한적이며, 다시 말해 기동성이 제한적입니다. 예를 들어, 이러한 기계로는 폼 소재로 3차원 모델을 제작하는 것이 불가능합니다.

이러한 관점에서 볼 때, 대량 생산이 가능한 가장 저렴한 CNC 밀링 머신조차도 고온에서 나사산을 절삭하는 장비보다 더 바람직합니다.

자주 묻는 질문

폴리프로필렌(PP)과 그 용도에 대해 더 자세히 설명해 주시겠어요?

폴리프로필렌(PP)은 다양한 분야에서 널리 사용되는 열가소성 소재입니다. 플라스틱 포장, 기계 부품 생산, 섬유 제조 등 여러 산업 분야에서 주요 소재로 자리 잡고 있습니다. 뛰어난 탄력성, 화학적 안정성, 내마모성 및 내충격성 덕분에 폭넓게 사용되고 있습니다.

폴리우레탄이 산업 제조 분야에서 인기 있는 소재인 이유는 무엇일까요?

폴리우레탄은 독특한 특성 덕분에 산업 생산 분야에서 확고한 입지를 구축했습니다. 강도와 경량성을 겸비하여 다른 많은 소재에 비해 경쟁 우위를 제공합니다. 또한, 다양한 화학 물질에 대한 내성은 기계 부품 밀봉재로서의 활용도를 높여줍니다. 뿐만 아니라, 절삭 용이성, 밀링 과정에서의 최소한의 폐기물 발생, 그리고 매끄러운 CNC 가공 또한 폴리우레탄의 매력을 더합니다.

폴리우레탄 밀링 공정에서 발생하는 어려움은 무엇인가요?

폴리우레탄 밀링 가공은 온도 민감성이라는 중요한 문제점을 안고 있습니다. 폴리우레탄은 최대 80도까지만 이상적인 물리적 특성을 유지할 수 있습니다. 밀링 공정 중 집중적인 절삭이 이루어질 때, 이 온도 한계로 인해 칩이 녹아 밀링 칼날에 달라붙을 수 있습니다.

분쇄 과정에서 폴리우레탄이 녹는 것을 어떻게 방지할 수 있을까요?

밀링 작업 중 폴리우레탄이 녹는 것을 방지하려면 스핀들 회전 속도와 공구 이송 속도 사이의 최적 균형을 유지해야 합니다. 회전 속도가 높은 반면 공구 이송 속도가 작으면 폴리우레탄이 녹을 가능성이 있습니다. 날카로운 공구, 특히 끝이 뾰족한 '콘' 커터를 사용하면 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다.

CNC 가공에서 모형 플라스틱의 역할은 무엇이며, 어떻게 다루어지는가?

폴리우레탄의 일종인 모델 플라스틱은 주로 모형 제작 및 미래 건축 설계도, 독창적인 디자인 구조물 제작에 사용됩니다. 가공성이 폴리우레탄과 유사하여 CNC 밀링 가공이 용이하고 칩 발생량이 적으며 물리적 특성이 견고합니다.

CNC 밀링 머신이 모형 플라스틱 가공에 유리한 이유는 무엇일까요?

CNC 밀링 머신은 여러 단계를 거치는 기존 공정을 없애고 전체 작업을 밀링으로만 진행함으로써 모형 플라스틱 가공의 효율성을 높여줍니다. 그 결과, 제품은 뛰어난 표면 마감을 자랑하며, 사포를 사용하여 더욱 연마하면 거울처럼 매끄러운 외관을 얻을 수 있습니다.

CNC 밀링 머신으로 고밀도 폼을 가공할 때 어떤 점들을 고려해야 할까요?

폴리우레탄과 마찬가지로 고밀도 폼을 가공할 때에도 커터의 날카로움은 매우 중요합니다. 무딘 커터는 재료를 절단하는 대신 녹일 수 있습니다. 폼 플라스틱 가공에는 단일 나사산 엔드밀 모델을 권장합니다.

일반 CNC 기계와 특수 발포 가공 장비의 차이점은 무엇인가요?

두 장비는 상당한 유사점을 가지고 있지만, 폼 가공 장비는 텅스텐, 티타늄, 니크롬 등 다양한 금속으로 만들어진 특수 나사를 사용하며, 이 나사는 절삭 과정에서 가열됩니다. 이 장비는 프로그래밍된 스케치를 따라 가공할 수 있어 복잡한 형상 절삭이 가능합니다. 그러나 3D 모델 생성 기능은 일반 CNC 기계에 비해 제한적입니다.

믿을 수 있는 CNC 밀링 서비스를 어디서 찾을 수 있을까요?

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