CNC 가공(CNC Machining)은 고정밀 부품을 안정적으로 생산할 수 있는 대표적인 제조 방식으로, 항공우주, 의료, 전자기기, 자동차 등 다양한 산업군에서 활발히 활용되고 있습니다. 하지만 CNC 공작 기계의 초기 투자비용이 높기 때문에 대부분의 기업은 외부 CNC 가공 전문업체를 통해 생산을 진행합니다.
제품 개발자와 엔지니어에게는 예산 내에서 부품 생산 단가를 낮추는 것이 중요한 과제입니다. 이번 글에서는 CNC 가공 비용에 영향을 미치는 주요 요소와 B2B 기업이 활용할 수 있는 실질적인 비용 절감 전략을 소개합니다.
CNC가공 비용에 영향을 미치는 주요 요소
- 부품의 형상 및 크기
형상이 복잡할수록, 그리고 부품이 클수록 가공 시간이 증가하고 원자재 사용량도 많아져 전체 비용이 높아집니다. 복잡한 형상은 다축(3축, 5축 등) 장비와 추가 작업 공정이 필요하므로 비용 상승의 주 원인이 됩니다.
- 재료
CNC가공은 블록과 같은 형태의 재료를 구매하고 이를 깎아 원하는 형상으로 만드는 방식입니다. 따라서 재료비는 CNC가공 비용에 큰 영향을 주는 요소일 수밖에 없습니다. 알루미늄은 가공성, 경량성, 비용 효율성에서 우수하여 가장 많이 사용되는 소재입니다. 반면, 티타늄이나 인코넬 등의 고강도 합금은 공구 마모가 빨라 가공 난이도가 높고, 고급 장비 및 공구가 필요하여 비용이 훨씬 높아집니다.
- 생산 수량
CNC 가공은 초기 세팅(프로그래밍, 공구 설정 등)에 많은 시간이 소요되기 때문에 소량 생산에서는 부품 1개당 단가가 높아질 수밖에 없습니다. 동일 부품을 대량 생산하면 단가가 대폭 낮아지므로, 가능하다면 대량 생산을 통한 단가 절감 전략이 효과적입니다.
CNC 가공 비용 절감 전략
CNC 가공 비용을 줄이기 위한 가장 효과적인 방법 중 하나는 설계 최적화(DFM: Design for Manufacturing)을 통해 초기 설계 단계에서 제조 용이성을 고려하는 것입니다. 불필요하게 복잡한 구조나 비경제적인 설계 요소를 줄이면, 전체 생산 시간과 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 설계 최적화를 위해서는 다음과 같은 부분들을 고려해야 합니다.
- 얇은 벽 피하기
벽 두께가 얇을수록 변형이 생기기 쉬워 가공 정밀도와 품질이 낮아지며, 이는 재작업 및 폐기율 증가로 이어집니다. 금속 부품은 최소 0.8mm, 플라스틱은 1.5mm 이상 두께로 설계하는 것을 추천합니다. 이보다 더 얇은 벽이 필요하시다면 판금 가공으로 제작하시는 것이 경제적이며 바람직합니다.
- 과도한 깊이의 내부 가공 제한
과도하게 깊은 내부 가공은 가늘고 긴 공구 사용을 유도해 공구의 흔들림, 마모, 파손 가능성을 높입니다. 이로 인해 가공 시간이 늘어나고, 가공면의 품질도 저하될 수 있습니다.
- 부품 분할 및 조립 고려
복잡한 부품은 전체를 한 번에 가공하기보다 모듈화하여 각각 가공한 후 조립하면 초기 세팅 시간을 줄이고, 가공 난이도도 낮출 수 있어 비용 절감에 효과적입니다.
- 공차(Tolerance) 요구 최소화
모든 치수에 엄격한 공차를 적용하면 가공 시간이 늘고 비용이 증가합니다. 기능적으로 필수적인 부분에만 정밀 공차를 요구하는 것이 효율적입니다.
- 표준화된 드릴 크기 사용
비표준 구멍이나 나사산은 특수 공구가 필요해 공구 교체 시간과 비용이 증가합니다. 설계 시에는 산업 표준에 맞는 치수를 사용하는 것이 좋습니다.
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