적층 제조 vs. 절삭 제조: 어떤 공정이 부품에 적합할까요?

적층 방식과 절삭 방식은 항공우주, 자동차, 의료기기 제조 분야의 엔지니어들이 사용하는 주요 방식입니다. 최적의 방식을 선택하면 비용과 납기를 절감할 수 있습니다.

적층 제조와 절삭 제조는 현대 제조의 광범위한 영역에 속하는 두 가지 공정입니다. 이 두 공정은 각각 다른 방법과 장점을 가지고 있으며, 서로 다른 접근 방식을 사용합니다.

이 글을 읽고 나면 적층 및 절삭 제조 공정, 관련 비용 및 주요 세부 사항에 대한 이해도가 향상될 뿐만 아니라 적층 및 절삭 기술과 하이브리드 제조를 통합하는 방법에 대해서도 자세히 알아볼 수 있을 것입니다.

 

절삭 가공이란 무엇입니까?

절삭 가공은 재료 제거로 나타납니다.

정의: 절삭 가공은 제어된 절삭, 드릴링, 밀링, 연삭 및 보링 작업을 사용하여 고체 공작물에서 재료를 제거함으로써 부품을 만드는 제조 방식이며, 적층 가공은 부품을 층층이 쌓아 올리는 방식입니다.

또한 ~으로 알려진: 절삭 가공은 기계 가공, CNC 가공 또는 재래식 제조라고도 합니다.

주요 특징

절삭 가공은 세 가지 특징을 가지고 있습니다.

1. 재료 제거: 과잉 재료에서 시작하여 필요 없는 부분을 제거합니다.
2. 정밀 제어정밀도는 ±0.001인치(0.025mm)까지 달성합니다.
3. 뺄셈 과정절삭 공구, 레이저, 워터젯 또는 전기 방전을 사용하여 재료를 제거합니다.

수동 가공 vs. CNC 절삭 가공

수동 가공전통적인 절삭 가공 방식은 숙련된 기계공이 선반, 밀링 머신, 드릴 프레스를 손으로 조작하고 경험과 측정값을 바탕으로 설정을 조정하는 방식에 의존합니다.

CNC 가공현대적인 절삭 가공 방식은 전체 공정을 자동화하는 컴퓨터 수치 제어(CNC) 시스템을 사용합니다.

• CAD 디자인엔지니어들은 CAD 소프트웨어로 3D 모델을 만듭니다.
• 캠 프로그래밍CAM 소프트웨어는 설계도를 기계가 읽을 수 있는 G 코드로 변환합니다.
• 도구 경로 생성소프트웨어가 최적의 절삭 경로, 속도 및 이송 속도를 계산합니다.
• 자동화된 실행CNC 기계는 사람의 개입을 최소화하면서 프로그램을 실행합니다.
• 품질 관리부품은 원래 CAD 모델과 비교하여 검사됩니다.

이 컴퓨터 제어 방식은 수동 가공으로는 불가능한 반복성, 일관성 및 복잡성을 제공합니다.

절삭 가공 공정의 작동 원리

1 단계 : 디자인 엔지니어는 부품의 형상, 치수 및 공차를 정의하는 3D CAD 모델을 만듭니다.

2 단계 : 프로그래밍 CAM 소프트웨어는 모델을 분석하고 다음과 같은 내용을 지정하는 CNC 코드(G 코드 및 M 코드)를 생성합니다.

• 도구 선택 및 변경
• 스핀들 속도(RPM)
• 이송 속도(인치/분)
• 절삭 깊이 및 패스 횟수
• 냉각수 활성화

3단계: 설정 가공물은 고정구, 바이스 또는 진공 테이블을 사용하여 기계에 고정됩니다. 절삭 공구는 공구 매거진에 장착됩니다.

4단계: 가공 CNC 기계는 프로그램을 실행하여 다양한 작업을 통해 체계적으로 재료를 제거합니다.

• 황삭 가공은 대량의 재료를 빠르게 제거합니다.
• 마무리 공정을 통해 최종 치수와 표면 품질을 확보합니다.
• 다양한 기능에 대한 도구 변경은 자동으로 이루어집니다.

5단계: 후처리 부품은 버 제거, 연마, 열처리 또는 코팅과 같은 2차 가공을 거칠 수 있습니다.

 

일반적인 절삭 가공 공정에는 어떤 것들이 있습니까?

선반 가공기에서 CNC 드릴링

일반적인 감산 과정에는 다양한 용도에 맞는 여러 가지 방법이 있습니다. 주요 감산 방법 유형은 다음과 같습니다.

방법	운영 방식 (How It Works)	소스	전형적인 신청
CNC 밀링	회전식 다점 절삭 공구를 사용하여 공작물에서 재료를 제거함으로써 높은 정밀도로 복잡한 3D 형상을 구현합니다.	경질 열가소성 수지, 알루미늄, 강철, 티타늄, 황동 (산업용 CNC 기계)	항공우주 부품, 자동차 부품, 금형, 시제품
CNC 터닝	고정된 절삭 공구가 재료를 제거하는 동안 공작물을 회전시켜 정밀한 공차를 가진 원통형 부품을 생산합니다.	연질 및 경질 금속, 엔지니어링 플라스틱, 목재	샤프트, 핀, 부싱, 나사산 부품
CNC 드릴링	CNC 프로그래밍으로 깊이와 위치를 제어하여 드릴 비트를 사용하여 공작물에 정밀한 구멍을 뚫습니다.	금속, 플라스틱, 복합재료, 목재	회로 기판, 엔진 블록, 구조 부품
CNC 보링	단일 포인트 절삭 공구를 사용하여 기존 구멍을 정밀한 직경으로 확장하여 정확도와 표면 마감을 향상시킵니다.	경질 금속, 주철, 강철 합금	엔진 실린더, 유압 실린더, 정밀 하우징
CNC 리밍	다중 날 리밍 공구를 사용하여 미리 뚫은 구멍을 정확한 치수로 마감하고 뛰어난 표면 품질을 제공합니다.	경화강, 스테인리스강, 알루미늄	정밀 베어링, 밸브 본체, 항공우주 부품
연마	고속으로 회전하는 연마 휠을 사용하여 소량의 재료를 제거함으로써 정밀한 공차와 뛰어난 표면 조도를 구현합니다.	경화 금속, 세라믹, 유리, 탄화물	공구 및 금형 가공, 정밀 기어, 베어링 레이스
방전 가공(EDM)	전기 스파크를 이용하여 금속을 기화시켜 물리적인 도구 접촉 없이 복잡한 형상을 만들 수 있어 단단한 재료에 이상적입니다.	경질 금속, 공구강, 티타늄, 텅스텐 카바이드	복잡한 금형, 다이, 의료 기기, 항공우주 부품
레이저 절단	고출력 레이저 빔을 집중시켜 프로그래밍된 경로를 따라 재료를 녹이거나 태우거나 기화시키는 정밀한 장비입니다.	열가소성 수지, 목재, 아크릴, 직물, 판금(산업용 레이저 시스템)	간판, 장식 부품, 개스킷, 판금 가공
워터젯 커팅	고압의 물에 연마 입자를 혼합하여 열영향부 없이 재료를 절단합니다.	플라스틱, 고무, 연질 및 경질 금속, 석재, 유리, 복합재료, 폼	가스켓, 식품 절단기, 석재 조리대, 정교한 금속 부품

일반적인 절삭 가공 공정에는 선삭, 드릴링 및 밀링이 있으며, 이러한 공정은 산업용 기계나 데스크톱 기계부터 대형 장비에 이르기까지 다양한 장비를 사용하여 수행됩니다. 기계 공장에서.

절삭 가공 도구를 사용할 수 있습니다. 오늘날에는 소규모 생산과 대규모 생산의 요구를 모두 충족하는 다양한 형태로 존재합니다.

절삭 가공에 사용되는 재료

절삭 가공은 다양한 재료를 선택할 수 있어 공정의 유연성을 높여줍니다. 가장 일반적으로 사용되는 재료는 다음과 같습니다.

• 금속금속은 뛰어난 특성 덕분에 절삭 가공에서 가장 일반적으로 사용되는 재료이며, 이러한 특성은 항공우주 및 자동차 산업에서 사용되는 정밀 부품 제작에 이상적입니다.
• 플라스틱나일론과 ABS 플라스틱은 경량화가 요구되는 다양한 분야에 사용되는 정밀 부품을 만드는 데 사용됩니다.
• 복합탄소 섬유와 같은 고분자 복합재료는 특수 절삭 공구를 사용하여 고성능 부품을 만들 수 있습니다.
• 나무와 도자기이러한 재료는 가구 또는 맞춤형 부품과 같은 특정 용도로만 가공됩니다.

할 수있는 능력 기계 다양한 재료가 삭감 제조 고정밀 부품이 요구되는 산업 분야에서 선호되는 선택입니다. 프로린텍은 40가지 이상의 소재를 가공하며, 공차를 보장합니다. 설계 도면을 업로드하시면 무료로 소재 및 가공 방법을 추천해 드립니다.

적층 가공이란 무엇입니까?

3D 인쇄

적층 제조(AM)는 층별 제작 공정 적층 제조(AM)는 CAD 파일에서 직접 물리적 부품을 제작하는 기술로, 설계에 필요한 부분에만 재료를 적층, 융합 또는 경화시킵니다. 솔리드 블록에서 재료를 깎아내는 CNC 절삭 가공과는 달리, 적층 제조는 재료 낭비가 거의 없기 때문에 신속한 프로토타이핑, 소량 생산 및 복잡한 내부 형상을 가진 부품 제작에 적합한 방식입니다.

가장 일반적인 적층 제조 공정은 다음과 같습니다. 3D 프린팅, 이는 복잡한 형상을 가진 정밀 부품을 생산하는 데 사용됩니다.

일반적인 적층 제조 공정에는 융합 적층 모델링(FDM), 스테레오리소그래피(SLA) 등의 기술이 포함됩니다. 선택적 레이저 소결 (SLS)는 각각 다른 응용 분야를 가지고 있습니다. 적층 제조 기술은 시제품 제작과 소량 생산을 더욱 쉽게 만들어주었으며, 다재다능한 3D 프린팅 덕분에 손쉽게 이용할 수 있습니다.

적층 제조 공정

적층 제조는 매우 다재다능한 공정으로, 고유한 기능을 가진 다양한 제조 기술을 포함합니다.

AM 프로세스	운영 방식 (How It Works)	호환 재료	지원 기기	일반적인 허용 오차
융합 증착 모델링 (FDM)	가열된 노즐을 통해 열가소성 필라멘트를 층층이 압출합니다.	PLA, ABS, PETG, 나일론, PEEK, TPU	기능성 시제품, 지그, 고정 장치, 저비용 최종 사용 부품	± 0.5 mm
SLA (Stereolithography)	UV 레이저는 액상 광중합 수지를 층층이 경화합니다.	일반 레진, 엔지니어링 레진, 치과용 레진, 주조용 왁스 레진	정밀한 시제품, 치과 모형, 주조 패턴	± 0.1 mm
선택적 레이저 소결 (SLS)	CO₂ 레이저는 지지 구조물 없이 고분자 분말을 소결합니다.	PA12 나일론, PA11, TPU, 유리섬유 강화 나일론	복잡한 형상, 기능적 조립체, 소량 생산	± 0.3 mm
DMLS (Direct Metal Laser Sintering)	고출력 파이버 레이저는 금속 분말을 융합하여 밀도가 매우 높은 부품을 생산합니다.	Ti6Al4V, 316L 스테인리스강, AlSi10Mg, 인코넬 718, CoCr	항공우주용 브래킷, 의료용 임플란트, 공구 인서트, 고하중 구조 부품	± 0.1 mm
MJF (Multi Jet Fusion)	적외선 에너지가 나일론 파우더를 바인더 및 디테일링제와 융합시킵니다.	PA12, PA11, TPU	대량 생산 가능한 폴리머 소재, 등방성 부품 강도, 정밀한 표면 디테일	± 0.3 mm
바인더 분사	액체 결합제를 금속이나 모래 분말 위에 층층이 분사합니다.	스테인리스강, 인코넬, 풀컬러 석고, 규사	고생산성 금속 부품, 모래 주조 금형, 풀컬러 모델	± 0.2 mm
직접 에너지 증착(DED)	집중된 레이저는 금속 와이어나 분말을 녹여 증착시킵니다.	티타늄, 인코넬, 스테인리스강, 구리 합금	부품 수리, 대형 금속 제작, 하이브리드 적층 제조(AM) + CNC 가공	± 0.5 mm

이러한 적층 제조 기술은 사용하기 쉬운 데스크톱 적층 및 절삭 제조 시스템뿐만 아니라 대형 산업용 장비에 의해 지원되므로 다양한 산업 분야에서 적층 제조를 활용할 수 있습니다. 당사는 다음과 같은 제품을 제공합니다. 3D 프린팅 서비스 산업용 FDM, SLA, SLS 프린팅에 적합하며 3~5일 내에 부품을 배송합니다.

적층 제조에 사용할 수 있는 재료는 무엇입니까?

금속 3D 프린팅

적층 제조는 다양한 소재를 지원하여 설계 및 적용에 유연성을 제공합니다. 일반적인 소재는 다음과 같습니다.

플라스틱플라스틱은 비용 효율성, 원활한 인쇄 공정 및 품질 덕분에 적층 제조에 가장 일반적으로 사용되는 재료입니다.

금속금속은 단단하고 내구성이 뛰어납니다. 이러한 특성 덕분에 금속은 매우 다양한 분야에서 유용하게 사용됩니다. 금속에는 다음과 같은 재료들이 있습니다. 티타늄 및 합금 CNC 기계를 사용하여 가공되는 경우가 많습니다.

DMLS 적층 공정은 중공업에 사용되는 고강도 정밀 부품을 제조하는 데 사용됩니다.  

복합탄소 섬유 및 유리 섬유 강화 소재와 같은 강화 폴리머는 가볍고 성능이 뛰어나 자동차 산업에 이상적입니다.

수지SLA는 수지 경화 공정으로, 높은 디테일과 매끄러운 표면 마감을 제공하여 주얼리 제작에 이상적입니다.

세라믹 및 생체 적합성 재료이러한 소재들은 임플란트와 같이 매우 특수한 분야에 사용되며, 종류가 매우 다양하기 때문에 3D 프린팅과 같은 적층 제조 방식이 생체 적합성에 이상적입니다.

 

절삭 가공과 적층 가공: 주요 차이점

적층 제조와 절삭 제조는 근본적으로 접근 방식에서 차이가 있습니다. 자료 조작으로 인해 응용 프로그램과 결과에 영향을 미칩니다. 

아래	절삭 가공	첨가제 제조
방법	절삭 공구를 이용하여 단단한 공작물에서 재료를 제거합니다.	재료를 층층이 쌓아 올려 부품을 제작합니다.
장비	밀링 머신, 선반, 드릴, 터닝 센터와 같은 CNC 기계를 사용합니다.	CAD 소프트웨어로 제어되는 3D 프린터(FDM, SLA, SLS 등)를 사용합니다.
장비 비용	소규모 작업장용 CNC 기계는 약 2,000달러부터 시작합니다. 고급 작업장용 장비는 축, 기능, 부품 크기 및 필요한 공구에 따라 10,000달러에서 50,000달러까지 다양합니다. 산업용 시스템은 50,000달러에서 500,000달러 이상입니다.	전문가용 데스크톱 3D 프린터는 플라스틱용이 3,500달러부터 시작합니다. 산업용 SLA/SLS 시스템은 15,000달러에서 100,000달러 사이입니다. 대형 산업용 금속 프린터는 400,000달러 이상부터 시작합니다.
재료 효율성	칩과 스크랩을 제거하는 과정에서 재료 폐기물이 발생합니다.	필요한 부품에 필요한 재료만 사용하여 폐기물을 최소화합니다.
소스	금속(알루미늄, 강철, 티타늄, 황동), 경질 열가소성 수지, 열경화성 수지, 목재, 폼, 복합재료	열가소성 수지(PLA, ABS, 나일론), 광중합 수지, 금속 분말, 세라믹, 복합재료
기하학적 복잡성	절삭 공구로 가공 가능한 형상으로 제한되며, 내부 채널이나 격자 구조를 만들기가 어렵습니다.	복잡한 기하학적 형태, 유기적인 모양, 내부 채널, 격자 구조 및 조립체를 단일 부품으로 제작하는 데 탁월합니다.
정밀도와 마무리	가공을 통해 높은 정밀도(±0.001인치), 엄격한 공차 및 우수한 표면 조도를 직접 구현합니다.	일반적인 정밀도는 ±0.1~0.5mm이며, 미세한 표면 마감을 위해서는 후처리(샌딩, 증기 평활화, 기계 가공)가 필요할 수 있습니다.
생산량	일단 툴링이 설치되면 중대형 규모의 생산에 비용 효율적이고 신속하게 대응할 수 있습니다.	소량 생산, 맞춤형 부품, 주문형 생산 및 시제품 제작에 이상적입니다.
리드 타임	공구 및 고정 장치 준비 시간은 더 오래 걸리지만, 대량 생산 시 부품당 생산 속도는 더 빨라집니다.	설정 시간이 최소화되어 있으며, 출력 시간은 부품 크기와 복잡성에 따라 달라집니다. 신속한 프로토타이핑에 적합합니다.
부품 크기	산업용 기계를 사용하여 매우 큰 부품(수 미터)을 생산할 수 있습니다. 크기는 기계 베드 크기에 따라 제한됩니다.	프린터 출력 크기에 따라 제한됩니다. 일반적으로 데스크톱 시스템은 200~400mm, 산업용 시스템은 1000mm 이상입니다.
강도와 특성	부품은 재료 밀도와 강도가 완벽하며, 층간 접착 문제가 없고, 우수한 기계적 특성을 지닙니다.	강도는 층간 접착력에 따라 달라지며, 층 사이가 더 약한 이방성 특성을 가질 수 있습니다. 첨단 소재를 사용하면 강도가 향상될 수 있습니다.
교육 요구 사항	소형 CNC 기계는 소프트웨어, 작업 설정, 유지 보수, 작동 및 마무리 작업에 대해 적당한 수준의 교육이 필요합니다. 산업용 절삭 가공 시스템은 전담 직원과 광범위한 교육이 필요합니다.	데스크톱 3D 프린터는 조립 설정, 유지 관리 및 마감 작업에 대한 약간의 교육만으로 바로 사용할 수 있는 실용적인 제품입니다. 반면 산업용 적층 제조 시스템은 전담 직원과 광범위한 교육이 필요합니다.
시설 요구 사항	소형 CNC 기계는 작업장에 적합하며, 산업용 시스템은 적절한 환기 및 전력 공급이 가능한 더 넓은 전용 공간이 필요합니다.	데스크톱용 3D 프린터는 적당한 공간에서 사무실이나 작업대에서 사용하기에 적합합니다. 산업용 3D 프린터는 온도 안정성을 위해 냉난방 시스템이 갖춰진 전용 공간이나 방이 필요한 경우가 많습니다.
보조 장비	다양한 공구가 필요하며, 첨단 시스템은 공구 교환, 칩 제거 및 처리, 냉각수 관리와 같은 공정을 자동화합니다.	공정에 따라 세척, 세척, 후경화, 마감 및 지지대 제거를 위한 도구 및 시스템
표면 처리	가공 표면 조도가 매우 우수하며, Ra 0.4-3.2 µm (16-125 µin)의 조도를 달성할 수 있습니다.	표면층 경계선이 뚜렷하게 보임; 일반적으로 Ra 6-25 µm; 매끄러운 표면 처리를 위해서는 후처리가 필요함
설계 유연성	공구 접근성, 경사각 및 가공 방향을 고려해야 합니다.	높은 디자인 자유도; 최소한의 기하학적 제약; 유기적인 형태에 이상적
재료 폐기물	일반적으로 40~90%의 재료 제거율이 가능하며, 칩은 재활용할 수 있는 경우가 많습니다.	폐기물(지지체) 5~10%; 분말은 일부 공정에서 재사용 가능
최고의 애플리케이션	고정밀 부품, 대량 생산, 금속 부품, 엄격한 공차, 뛰어난 표면 마감	복잡한 프로토타입, 맞춤형 부품, 소량 생산, 빠른 반복, 기하학적 복잡성

프로세스 및 방법론

절삭 가공은 밀링, 선삭, 드릴링과 같은 재료 제거 공정을 포함하며, 이러한 공정은 절삭 공구를 사용하여 수행됩니다. CNC 가공. 

절삭 가공은 매우 정밀하고 세밀한 공정입니다. 컴퓨터 수치 제어(CNC)를 사용하여 금속, 플라스틱 및 복합 재료 가공이 가능합니다.

적층 제조는 절삭 제조의 반대 개념입니다. 적층 공정은 3D 프린터를 사용하여 재료를 층층이 천천히 쌓아 올리는 방식으로 작동합니다.

장비 및 설정

절삭 가공은 5축 CNC 밀링 머신과 공작 기계를 사용하여 불필요한 재료를 정밀하게 가공하여 공작물을 형성합니다. 절삭 가공은 주기 시간 CNC 장비는 전반적인 설정 효율성을 향상시킵니다.

적층 제조는 3D 프린터와 CAD 모델을 결합하여 가공물을 제작하는 방식입니다. 

3D 프린터는 데스크톱용 기기부터 대규모로 고효율 부품을 생산할 수 있는 대형 산업용 장비까지 다양합니다.

자재 및 폐기물

절삭 가공은 재료를 제거하고 폐기물을 발생시켜 귀금속 부품의 비용을 증가시킬 수 있습니다. 반면 적층 가공은 팁을 통해 재료를 인쇄하여 효율성을 높입니다. 

3D 프린팅은 부품의 구조를 제대로 유지하고 출력물을 안전하게 고정하기 위해 지지대가 필요합니다.

설계 유연성

적층 제조는 다재다능하며 복잡한 형상을 손쉽게 제작할 수 있습니다. CAD 프로그램의 지원을 받아 절삭 가공 방식으로는 불가능한 속이 빈 부품과 같은 복잡한 설계를 구현할 수 있습니다. 

절삭 가공은 특수 공구와 공구 및 재료 가공 능력에 한정됩니다.

절삭 가공의 장점은 무엇인가요?

절삭 가공 방식은 다음과 같은 이점을 제공합니다. 다른 가공 공정에 비해 여러 가지 장점이 있습니다. 그중 일부는 다음과 같습니다.

• 높은 정밀도 및 공차: CNC 절삭 가공 방식은 5축 가공을 통해 일관된 표면 마감과 함께 엄격한 공차를 구현할 수 있습니다.
• 자재 다용성: 절삭 가공은 금속, 플라스틱, 복합재료 등 광범위한 재료를 가공할 수 있어 다양한 응용 분야에 적합합니다.
• 인프라 구축절삭 가공 도구는 수십 년간의 기술 개발과 숙련된 인력을 바탕으로 대부분의 기계 공장에서 사용할 수 있습니다.
• 내구성 절삭 가공 방식으로 생산된 부품은 종종 일체형 구조를 가지므로 일부 3D 프린팅 부품에 비해 우수한 강도를 제공합니다.

 

적층 제조의 장점은 무엇인가요?

첨가제 제조 고유한 이점을 제공하며, 이는 서로 보완적인 역할을 합니다. 빼기 방법 :

• 복잡한 형상: 적층 제조 공정을 통해 특수 공구 없이도 내부 구조 및 격자 패턴을 포함한 복잡한 디자인을 구현할 수 있습니다.
• 신속한 프로토 타입3D 프린팅 공정은 빠르고 효율적이어서 신속한 개선 및 개발이 가능하며, 대량 생산 전에 결함을 발견할 수 있습니다.
• 자재 효율성: 적층 제조 방식은 과도한 폐기물을 발생시키지 않고 가공물에 필요한 재료만 사용합니다. 절삭 가공 방식처럼 폐기물을 발생시키지 않습니다.
• 맞춤설정으로 들어간다적층 제조 방식은 맞춤 제작이 매우 용이하므로 소량 생산 및 개인 맞춤형 제품 생산이 간편합니다.

 

적층 제조와 절삭 제조의 가격 비교

The 제조 비용 of 덧셈과 뺄셈 프로세스 재료 및 기계 유형에 따라 다를 수 있습니다. 아래 표는 주요 비용 요소를 비교합니다.

비용 요소	절삭 가공	첨가제 제조
장비 비용	CNC 기계, 밀링 머신, 선반의 초기 구매 비용이 높습니다.	저렴한 데스크톱 3D 프린터부터 고가의 산업용 기계까지 다양하며, 유지 보수 비용이 적게 듭니다.
재료비	자재 제거 과정에서 발생하는 폐기물 때문에 비용이 더 높습니다.	재료 낭비를 줄이세요. 금속 분말은 비쌀 수 있습니다.
노동 비용	숙련된 CNC 기계공이 필요합니다.	데스크톱 시스템 관련 인건비 절감
생산량	대량 생산 공정에 비용 효율적입니다.	소량 생산 또는 맞춤형 부품에 더 경제적입니다.
툴링 및 설정	맞춤형 고정 장치와 도구가 필요하므로 비용이 증가합니다.	최소한의 공구 비용
후처리	최소한의 후처리	상당한 후처리 작업이 필요할 수 있습니다.

절삭 가공은 CNC 기계와 절삭 공구가 필요하기 때문에 비용이 더 많이 듭니다. 또한, 특수 공구가 필요한 폐기물이 발생하여 금속 가공 시 비용이 기하급수적으로 증가합니다. 하지만 대량 생산에는 비용 효율적인 방식입니다.

적층 제조의 경우 재료 폐기물이 발생하지 않지만 특수 폴리머 및 금속 분말로 인해 재료 비용이 더 높습니다.

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적층 제조와 절삭 제조 중 선택하기

두 공정 모두 다양한 산업 분야의 여러 응용 분야에 활용되는 매우 정밀한 가공품을 생산합니다.

적층 제조와 절삭 제조 중 어떤 방식을 선택할지는 프로젝트와 재료의 특성에 따라 달라질 수 있습니다.

어떤 경우에는 적층 제조와 절삭 제조를 결합하여 하이브리드 공정을 사용하는 것이 최상의 결과를 가져오지만, 이 공정에는 철저한 프로젝트 평가와 재료 특성 평가 결과가 필요합니다.

디자인과 기하학적 복잡성

내부 격자 구조나 속이 빈 부품과 같은 복잡한 형상은 적층 제조 방식을 이용하면 손쉽게 제작할 수 있습니다. 이러한 형상은 절삭 가공 방식으로는 제작이 불가능합니다.

절삭 가공은 높은 정밀도로 단순한 형상을 제작할 수 있지만, 공구가 공작물 내부를 읽을 수 없기 때문에 접근성 문제로 내부 형상을 제작할 수는 없습니다.

재료 요구 사항

절삭 가공은 다재다능하며 금속, 플라스틱, 복합재료 등 다양한 재료를 높은 정밀도와 효율성으로 가공할 수 있으며, 밀링 및 CNC 가공과 같은 다양한 공정을 포함합니다.

적층 제조 방식은 플라스틱 및 고분자 복합 재료에 적용되지만, 기계 가공 부품에 비해 3D 프린팅 부품의 강도가 낮을 ​​수 있습니다. 

정밀성과 표면 마감

절삭 가공 방식의 CNC 가공은 정밀한 공차와 표면 마감을 갖춘 제품을 생산할 수 있어 항공우주 및 의료 산업에 이상적입니다.

적층 제조 방식은 매끄러운 표면 마감을 제공하지만, 표면을 연마하고 정밀한 공차를 얻기 위해서는 연삭 및 밀링 작업이 필요합니다. 이러한 추가 가공으로 인해 제품 비용이 증가할 수 있습니다.

생산량 및 확장성

두 공정 모두 서로 다른 생산 규모에 적합합니다. 감산 가공 대량 생산일수록 제조 비용이 저렴해지고, 효율성을 위해 신속한 가공 공정을 활용합니다.

 적층 제조는 맞춤형 제작과 복잡한 형상이 요구되는 소량 생산에 더 적합합니다. 이 공정은 고가의 금형이 필요하지 않지만, 단가가 높기 때문에 소량 생산에만 권장됩니다. 

리드 타임 및 프로토타입 제작

적층 제조 방식은 시제품 제작에 필요한 시간을 크게 단축시켜 맞춤형 고정 장치 없이도 신속한 반복 작업과 설계 검증을 가능하게 합니다. 

절삭 가공 방식은 시제품 제작에 적합하지만, 공구 및 프로그래밍 요구 사항으로 인해 설정 시간이 더 오래 걸리는 경우가 많습니다.

비용 고려 사항

각 제조 방식의 비용 효율성은 프로젝트 규모에 따라 다릅니다. 절삭 가공은 표준 부품의 대량 생산에 더 경제적일 수 있으며, 적층 가공은 소량 생산이나 복잡한 설계로 인해 금형 제작 비용이 최소화되는 경우에 유리합니다.

환경 적 영향

두 공정의 환경적 영향에 대해 논의할 때, 적층 제조는 효율성이 더 높고 재료 폐기물이 적어 환경 발자국이 더 작지만, 부품 생산당 에너지 소비량은 더 많습니다.

절삭 가공은 고체 덩어리에서 재료를 제거하여 부품을 만드는 방식입니다. 이 방식은 특히 금속 가공 시 많은 양의 폐기물을 발생시킵니다.

제조업체는 이러한 모든 요소를 ​​고려하여 적층 제조, 절삭 제조 또는 하이브리드 제조 방식 중 어떤 방식이 프로젝트에 가장 적합한지 평가해야 합니다.

일반적으로 적층 제조는 소량의 복잡한 제품 생산 비용 절감에 더 적합한 반면, 절삭 제조는 정밀 금속 부품의 대량 생산에 이상적입니다.

 

하이브리드 제조: 첨가적 공정과 감산적 공정의 결합

적층 기술과 절삭 기술을 결합하여 하나의 매끄러운 공정을 형성하는 것을 하이브리드 기술이라고 합니다.

이 하이브리드 공정은 3D 프린터를 사용하여 복잡한 디자인과 내부 구조를 가진 부품을 출력한 다음, CNC 가공을 통해 정밀한 공차와 표면 마감을 구현합니다.

이 공정은 적층 가공과 절삭 가공을 결합한 가공 방식이라고도 하며, 적층 및 절삭 가공 도구를 결합한 최신 제조 시스템을 사용하여 수행됩니다.

하이브리드 제조란 무엇인가?

하이브리드 제조는 적층 제조와 CNC 절삭 가공을 모두 결합하는 원리에 기반합니다. 3D 프린팅으로 제작된 부품은 CNC 밀링 머신에서 정밀한 공차와 고품질 마감을 위해 후처리될 수 있습니다.

이러한 공정들을 결합하면 재료 낭비를 줄이고 복잡한 디자인의 부품을 제작할 수 있습니다.

 데스크톱 기기부터 대형 산업 장비에 이르기까지 다양한 제품이 쉽게 구할 수 있게 되면서 하이브리드 제조가 간편해졌습니다.

금속과 플라스틱에 하이브리드 제조 방식을 적용할 수 있을까요?

네, 하이브리드 제조 방식은 금속과 플라스틱 모두에 적용 가능하며, 3D 프린팅과 CNC 가공을 결합하여 다양한 재료를 가공할 수 있습니다.

하이브리드 제조에 사용되는 금속:

하이브리드 제조 공정은 알루미늄 합금, 스테인리스강(304, 316L), 티타늄(Ti-6Al-4V), 공구강, 인코넬, 코발트-크롬 등 일반적인 금속에 적용됩니다. 일반적인 공정은 분말 베드 융합 또는 직접 에너지 증착을 통한 금속 3D 프린팅 후 CNC 가공을 통해 ±0.001인치의 정밀도와 Ra 0.8~3.2µm의 표면 조도를 달성하는 것입니다.

하이브리드 제조에 사용되는 플라스틱:

플라스틱의 경우, ABS, 나일론(PA12), PEEK, Ultem, 폴리카보네이트 및 탄소 섬유 복합재를 포함한 열가소성 수지에 하이브리드 시스템 공정 엔지니어링을 적용합니다. 부품은 먼저 FDM 또는 SLS 방식으로 3D 프린팅한 후, CNC 가공을 통해 치수 정확도, 나사산 형상 및 매끄러운 접합면을 구현합니다.

재질 유형별 주요 장점:

금속의 경우, 하이브리드 제조 방식은 기존의 금속 덩어리 가공 방식에 비해 재료 낭비를 60~80% 줄이는 동시에, 형상에 맞춘 냉각 채널과 같은 복잡한 내부 구조를 구현할 수 있습니다. 플라스틱의 경우, 이 공정은 유기적인 3D 프린팅 형상과 정밀 가공된 장착 부품 및 엄격한 공차를 요구하는 인터페이스를 결합합니다.

어플리케이션 :

금속 하이브리드 제조는 항공우주 터빈 부품, 의료용 임플란트, 형상 냉각 기능이 있는 공구 및 자동차 성능 부품에 사용됩니다. 플라스틱 하이브리드 제조는 기능 프로토타입, 맞춤형 최종 사용 부품, 지그 및 고정구, 소량 생산 부품에 사용됩니다.

금속과 플라스틱 모두 적층 공정의 기하학적 자유로움과 절삭 가공의 정밀도 및 표면 품질을 결합할 수 있는 하이브리드 제조 방식의 이점을 누릴 수 있습니다.

 

적층 제조 및 절삭 제조의 응용 분야

덧셈과 뺄셈 제조 각 산업 분야별로 고유한 역량을 활용하여 다양한 산업에 서비스를 제공합니다.

• 우주항공절삭 가공은 정밀 금속 부품에 사용되는 반면, 적층 가공은 연료 노즐과 같이 가볍고 복잡한 부품을 생산하는 데 사용됩니다.
• 자동차 CNC 기계는 내구성이 뛰어난 엔진 부품을 제작하고, 3D 프린터는 맞춤형 부품의 프로토타입을 제작하고 경량 구조물을 생산합니다.
• 의료적층 제조 방식은 맞춤형 임플란트 및 보철물 제작을 가능하게 하고, 절삭 가공 방식은 수술 도구의 정밀도를 보장합니다.
• 소비재데스크톱용 적층 및 절삭 가공 도구는 소비재의 신속한 프로토타이핑 및 소량 생산을 지원합니다.

 

맺음말

적층 제조와 절삭 제조는 가장 널리 사용되는 현대 제조 공정으로, 다양한 산업 분야의 여러 응용 분야에서 다양한 이점을 제공합니다.

절삭 가공은 높은 정밀도와 다양한 소재 활용성을 제공하며, 이미 확립된 산업 기반을 갖추고 있어 금속 및 복합 소재 부품의 대량 생산에 이상적입니다.

적층 제조는 복잡한 형상과 맞춤형 부품을 최소한의 폐기물로 제작하는 데 이상적입니다. 하이브리드 제조는 적층 및 절삭 공정을 결합하여 3D 모델 데이터를 기반으로 부품을 제작하는 최적의 방식을 제공합니다.

적층 제조와 절삭 제조 방식 중 하나를 선택하거나 이들을 통합한 하이브리드 공정을 선택하는 과정은 재료 특성, 설계 및 생산량을 평가해야 하는 복잡한 과정입니다.

 

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