3D프린팅과 NC가공

 

안녕하세요 시제품 개발 전문 기업 디자인웨일입니다.

시제품을 제작할 때 사용하는 대표적인 가공방법으로

3D프린팅과 NC가공법이 있는데요.

둘은 각각 적층과 절삭 방법으로

서로 다른 가공방식을 가지고 있습니다.

 

오늘은 3D프린팅과 NC가공법과

두 가공법의 차이점에 대해 알아보겠습니다.

 

 

 

3D프린팅

 

3D프린터

 

 

3D프린터는 3D도면을 바탕으로 3차원 물체를 만들어내는 기계를 뜻합니다.

플라스틱이 가공의 용이성이 좋아 주로 사용되었으나

현재는 기술의 발달로 재료의 범위가 넓어져

고무, 폴리카보네이트(PC), 금속, 식품 등 재료의 범위가 넓어지고 있습니다.

 

3D프린터를 사용하는 과정은

모델링(modeling), 프린팅(printing), 마감(finishing)

세 과정으로 이루어져 있습니다.

모델링은 3D도면을 제작하는 단계입니다.

3D 모델링 프로그램 또는 3D스캐너를 이용합니다.

프린팅은 모델링 과정에서 제작된 3D 도면을 이용하여

물체를 만드는 단계입니다

후가공은 출력된 제작물에 보완작업, 도색, 표면연마 등의 작업을 하는 단계입니다.

 

그리고 3D프린터는 사용재료에 따라 조형기술과 제작금액이 달라지는데요

3D프린터의 대표적인 조형기술 세가지

FDM은 주로 플라스틱 소재인 필라멘트를 사용하고

SLA는 액상수지를 사용해 굳히는 방식이며

SLS는 분말가루를 굳혀 형상을 제작하는 방식입니다.

 

FDM/SLA/SLS에 대한 자세한 내용은

아래 글 참고바랍니다.

https://blog.naver.com/design-whale/222655822757

 

 

 

 

 

3D프린터의 장점

 

① 대부분의 형상제작이 가능하고 저렴함

② 사용 가능한 재료의 제한이 없음

③ 적층가공 방식이라서 쓸데없는 재료 낭비가 없음

④ 다품종 소량생산에 특화

 

 

 

3D프린터의 단점

 

① 정밀도가 낮음

기존 가공방식의 비해 정밀도가 낮은 편입니다.

초기보다는 정밀도가 많이 좋아진 편입니다.

 

② 강도와 내구성이 제한적입니다.

적층 가공 방식으로 인해 부품 강도가 균일하지 않아

기존 가공방식보다 약하거나 형상의 변형이 오기도 합니다.

 

③ 대량생산에 적합하지 않음

수량이 많아질수록 비용이 비싸지며 시간 또한 오래 걸립니다.

 

 

 

NC가공

 

 

 

NC가공이란 Numerical Control의 약자로

수치제어라는 뜻입니다.

최근 활용되고 있는 모든 NC기계는 CNC로

NC와 CNC를 굳이 구분하지 않고 NC라고 부르기도 합니다.

 

NC가공은 절삭가공방식으로

재료를 깎거나 파내서 모형을 만드는 방법입니다.

숫자, 기호로 구성된 정보를 이용해 기계를 자동으로 프로그래밍합니다.

프로그램의 일련의 명령에 의해 제어되어

사람의 손이 아닌 전자 기술에 의하여 자동제어 합니다.

 

작업의 종류가 변경되면 해당 작업의 명령어도 변경되는데

각 작업에 대한 새 지침을 작성하는 것이 쉬워 작업에 유연성을 갖습니다.

 

NC기계는 선반과 밀링으로 이루어져 있습니다

 

 

선반과 밀링

선반 :공구가 고정되어있고 가공물이 회전하는 형태

원통형 가공물만 가공 가능

밀링 : 가공물은 고정되어있고 공구가 회전하는 형태,

3차원 금형 가공, 직선 및 곡선의 가공물 가공

 

 

NC가공의 장점

 

① 제품 간에 호환성이 좋다.

동일한 NC프로그램이 제작에 사용되기 때문에

제품 간에 호환성이 좋습니다.

그리고 제품 제작에 연속성을 가지기 때문에

생산시간이 절감됩니다.

 

③ 인건비 절감

한 사람이 여러개의 기계를 운용할 수 있기 때문에

인건비를 절감할 수 있습니다.

 

 

 

NC가공의 단점

 

① 비용이 많이 든다

다른 생산 방법보다 더 비싸고 더 많은 유지 관리가 필요합니다.

 

② 소재 낭비가 심함

절삭가공방식이기 때문에 소재 낭비가 심하다는 단점이 있습니다.

 

③ 사용 가능한 재료가 한정적임

사용 가능한 재료가 플라스틱, 금속 등으로 제한적입니다.

 

④ 복잡한 형상의 제품 제작이 어려울 수 있음

툴(Tool)이 닿는 곳까지만 가공이 되기 때문에

원하는 형상을 만들어 내기 어려울 수 있습니다.

 

 

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3D프린팅과 NC가공의 차이점

 

 

 

 

3D프린팅과 NC가공의 가장 큰 차이점은

3D프린팅은 적층가공이며

NC가공은 절삭 가공이라는 점입니다.

 

 

일부 플라스틱은 3D 인쇄 및 CNC밀링이 가능합니다.

 

재료

3D프린팅에서는 플라스틱 필라멘트(FDM),수지(SLA/DLP), 플라스틱 또는 금속 분말(SLS/DMLS/SLM)과 같은 재료를 사용하여

부품을 레이어별로 생성합니다.

레이저 또는 가열 압출기와 같은 에너지원을 사용하여

이러한 재료의 층이 응고되어 완성된 부품을 형성합니다.

 

NC가공에서 일반적으로 사용되는 플라스틱은

ABS, 나일론(PA66), 폴리카보네이트(PC), 아크릴(PMMA), 폴리프로필렌(PP), POM 및 PEEK입니다.

NC가공에서 일반적으로 사용되는 금속은 고품질 프로토타입을 만들기 위해 사용하는

알루미늄입니다.

알루미늄은 재활용이 가능하고 보호 품질이 우수하며

가공을 위한 효과적인 프로토타입을 만들 수 있습니다.

 

알루미늄, 스테인리스강,아연 합금 티타늄 등이 사용됩니다.

그 중 알루미늄은 가공에 효과적인 프로토타입 제작이 가능합니다.

 

 

사용의 용이성

3D프린터는 NC가공보다 사용이 더 간단합니다.

3D파일을 준비하고 프린팅을 시작하면 됩니다.

 

반면 NC가공은 노동이 필요한 작업입니다.

다양한 공구, 공구의 회전 속도, 절단 경로 및 부품을 제작하는 재료의 위치를 선택해야 합니다.

또한 후처리작업이 3D프린팅보다 더 많은 시간이 소요됩니다.

 

 

비용

평균적으로 3D프린팅은 더 저렴하지만

얼마나 많은 부품이 필요한지에 따라 달라집니다.

소량의 경우에는 3D 프린팅이 더 저렵합니다.

3D 프린팅은 프로토타입이나 부품이 빨리 필요한 경우에도 적합합니다.

 

 

환경친화적

NC는 재료를 절단하는 절삭가공이기 때문에

작업 후 청소해야 할 폐기물이 많습니다.

 

그러나 3D프린팅은 노즐에서

형상을 제작하기 때문에 서포터 이외에는 폐기물이 없습니다.

 

 

 

3D프린팅과 NC가공은 가공방식이 다른 만큼

차이점 또한 존재합니다.

모두 각자의 장점과 단점이 있으므로

자신이 제작할 시제품에 적합한 작업이 무엇인지

잘 알아보고 선택하는 것이 좋습니다.

 

오늘은 3D프린팅과 NC가공에 대해 알아봤습니다.

 

시제품제작 상담과 제작의뢰는

디자인웨일로 문의 주시면 성심성의껏 빠르게 답해드립니다.

문의사항은 디자인웨일 홈페이지와 이메일로

보내주시길 바랍니다.

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지금까지 시제품 개발전문기업 디자인웨일이었습니다.