기술이 발달한 요즘 CNC로 금속, 플라스틱 가공을 하던 지난 과거와는 달리 3D프린팅이라는 기술이 생겨 CNC만으로는 힘들었던 다양한 형태의 제품을 제작할 수 있게 되었습니다.
특히 금속 제품 같은 경우 금속 3D프린팅인 SLM으로 손쉽게 모든 출력물을 만들어낼 수 있을 것 같지만, 아직은 SLM과 CNC를 병행해서 제작을 하고 있습니다.
SLM 알루미늄(좌), CNC 알루미늄(우)
그렇다면 CNC와 SLM을 이용하는 선택하는 기준은 무엇일까요?
선택하는 기준을 알아보기 전에 CNC와 SLM의 공정방식에 대해서 간단하게 집고 넘어가보도록 하겠습니다.
1. CNC란?
상기 이미지는 CNC의 이해를 돕기 위한 이미지입니다.
CNC는 컴퓨터 제어를 통해 금속 블록에서 불필요한 부분을 절삭하여 원하는 형상을 만드는 제조 기술입니다.
CNC의 절삭가공 과정을 간단히 설명드리겠습니다.
1. 3D 데이터(파일 형식 : step)을 기반으로 가공 경로를 생성
2. CNC의 재료인 ‘블록’을 CNC 머신에 고정
3. 절삭 공구가 CNC 머신에 의해 제어되어 블록을 가공하여 제작하고자 하는 모델을 제작
4. 아노다이징, 분체도장과 같은 마감(후가공)을 진행
CNC는 알루미늄, 스테인리스, 황동, 강류등 다양한 소재 적용이 가능하며, 금속뿐만 아니라 플라스틱도 가공할 수 있습니다.
2. SLM이란?
상기 이미지는 SLM의 이해를 돕기 위한 이미지입니다.
Selective Laser Melting의 줄임말로, SLM은 금속 3D 프린팅 기술로, 금속 분말을 레이저로 녹였다가 굳혀서 적층하는 방식입니다.
SLM의 적층가공 과정을 간단히 설명드리겠습니다.
1. 금속 분말을 얇게 펼칩니다.
2. 레이저가 분말을 선택적으로 녹여 한 층의 형상을 만듭니다.
3. 새로운 층을 분말로 덮고 다시 레이저로 녹이는 과정을 반복합니다.
4. 제작하고자 하는 모델 형상을 적층하며 생긴 서포터를 제거합니다.
SLM은 알루미늄(AlSiMg), 스테인리스(SUS316L), 티타늄(TC4) 소재로 출력할 수 있습니다.
그렇다면 CNC와 SLM에 대해 간단하게 알아보았으니 상황에 따라 권장드리는 공정을 알아보겠습니다.
* CNC와 SLM에 대해서 더 궁금하신 내용이 있으시면 아래 링크를 참고해주세요.
3-1.복잡한 형상의 부품 일체형 제조가 필요한 경우
- SLM 추천-
CNC의 경우 절삭공구가 접근할 수 있는 부분만 가공이 가능하기 때문에 내부 구조가 복잡하거나 접근이 어려운 부분은 공구가 닿지 않아 가공이 불가능합니다.
하지만 SLM은 금속 분말을 층층이 쌓아가며 형태를 만드는 방식이기 때문에 복잡한 내부 구조나 섬세한 디테일을 구현하는 데 매우 유리합니다. (각 층을 한 번에 완성하므로, 전통적인 방식으로는 도달하기 어려운 부분도 제작할 수 있습니다.)
상기 이미지는 SLM의 이해를 돕기 위한 이미지입니다.
3-2. 정밀한 가공을 원하는 경우
- CNC 추천 -
SLM의 경우 재료를 적층하는 과정에서 발생할 수 있는 미세한 오차가 누적될 수 있고, 분말 입자의 크기와 레이저의 초점 크기 등으로 인해 절삭가공만큼의 정밀도를 구현하기 어렵습니다.
하지만 CNC는 앞서 말씀드린 것처럼 고정된 또는 회전하는 공구를 이용해 원재료를 물리적으로 제거하여 원하는 형상을 만듭니다. 이 과정은 기기에 따라서 매우 정밀하게 제어될 수 있으며, 미세한 치수를 정확하게 구현할 수 있습니다.
상기 이미지는 CNC의 이해를 돕기 위한 이미지입니다.
3-3. 대량생산을 원하는 경우
- CNC 추천 -
SLM방식의 경우 적층하는 시간이 오래 소요되게 됩니다. 이는 대량생산에 치명적인 약점입니다. 또한 SLM으로 제작된 부품은 표면 거칠기나 서포터 제거 등 후처리가 필요하며 이는 추가 작업과 시간이 소요되기 때문에 대량 생산의 효율성을 떨어뜨립니다.
하지만 CNC의 경우 가공 속도가 SLM과 비교하였을때 고속으로 가공이 가능하며, 동일한 가공 코드를 반복적으로 사용하여 많은 부품을 동일한 치수와 품질을 유지하며 빠르게 생산할 수 있습니다. 때문에 수량이 많을수록 생산 비용이 감소하게 됩니다.
위와 같은 이유로 대부분의 CNC업체의 경우 MOQ(최소주문수량)가 있는 경우가 많습니다.
하지만, 저희 크렐로는 MOQ없이 제작을 도와드리고 있습니다. 대량생산 뿐만 아니라 시제품 제작에도 정밀한 가공이 필요하신 경우 편하게 문의주세요.
끝 마치며…
SLM과 CNC는 각각의 장단점이 있습니다.
SLM은 복잡한 형상의 부품이나 일체형 구조가 필요할 때 적합하고, CNC는 높은 정밀도와 표면 품질이 필요한 단순한 형상의 부품 제조에 유리합니다.
부품 제조 시, 부품의 형상과 요구되는 특성에 따라 적합한 제조 방법을 선택하는 것은 굉장히 중요합니다.
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