5축 vs. 3축 CNC 가공: 맞춤형 부품 최적화

정밀 제조에 있어서 5축 CNC 기계와 3축 CNC 기계 중 어떤 것을 선택할지는 고려하지 않을 수 없는 가장 중요한 요소 중 하나입니다.

설계에 복잡한 곡면, 각진 구멍, 다면적인 정밀 형상 등 이 포함되어 있는 경우, 여러 번의 클램핑 설정을 통해 3축 가공기로 가공할지, 아니면 단일 설정으로 5축 가공기로 가공할지 선택해야 합니다.

엔지니어와 구매자에게 최고의 비용 효율성과 품질을 제공하기 위해, 올바른 결정을 내리기 위한 첫 번째 단계는 5축 CNC 가공과 3축 CNC 가공의 차이점과 특징을 이해하는 것입니다. 본 글에서는 두 가공 방식의 차이점과 특징에 대한 구체적인 분석을 제시합니다.

주요 답변 요약

핵심 요약

• 5축 CNC 가공의 가장 큰 장점은 단일 클램핑 설정으로 복잡한 형상을 가공할 수 있어 정확도, 표면 조도 및 작업 횟수를 향상시킬 수 있다는 점입니다.
• 단순한 부품의 경우 3축 가공이 더 경제적이지만, 복잡한 부품의 경우 5축 가공은 전반적인 효율성 향상을 통해 총비용을 절감할 수 있습니다.
• 계약 제조업체를 선정할 때에는 공작기계 브랜드가 아니라 기술 구현 경험, 공정 통합 능력, 품질 관리 프로세스 등을 우선적으로 고려해야 합니다.

5축 CNC vs. 3축 CNC: JS Precision이 올바른 선택을 도와드립니다

정밀 제조와 5축 CNC 기계의 전문성은 제품의 전반적인 경쟁력을 결정짓는 핵심 요소가 되며, 5축 CNC 기계와 3축 CNC 기계 중 어떤 것을 선택할지는 비용 최적화에 매우 중요합니다.

국제표준화기구(ISO) 표준 ISO 10791-6:2014 , "공작기계 - 시험 조건 - 제6부: 5축 가공센터의 기하학적 정확도"는 합리적인 선택을 강조 함으로써 5축 가공센터의 정확도 평가 기준 및 적용 한계를 정확하게 명시하고 있습니다.

JS Precision은 5축 및 3축 가공 분야에서 15년 이상의 실무 경험을 보유하고 있습니다. 항공우주, 의료, 자동차 등 첨단 산업 분야의 500여 개 고객사에 서비스를 제공해 왔으며, 복잡한 부품에 대한 맞춤형 가공 프로젝트를 1,000건 이상 성공적으로 완료했습니다.

당사는 독일 DMG MORI와 일본 Mazak에서 각각 제작한 최고급 5축 및 3축 가공 장비를 보유하고 있을 뿐만 아니라, CAM 프로그래밍, 공정 최적화 및 품질 관리에 숙련된 엔지니어 팀을 고용하고 있습니다.

당사 고유의 공정 데이터베이스를 활용하면 다양한 부품 가공에 대한 최적의 솔루션을 즉시 찾을 수 있습니다.

예를 들어, 한 의료 고객사의 정형외과 임플란트 프로젝트는 3축 가공을 사용할 때 정밀도 변동이 심하고 납기가 길어 문제가 있었습니다. 5축 CNC 가공으로 최적화한 결과, 부품의 형상 및 위치 공차가 ±0.02mm 이내로 안정화되었고, 납기가 40% 단축되어 고객사의 총비용이 25% 절감되었습니다.

저희의 성공 사례는 단일 시제품부터 대량 생산에 이르기까지 다양하며, 모든 데이터는 검증 및 추적 가능합니다.

5축 CNC 가공과 3축 CNC 가공의 장점 사이에서 선택을 망설이시거나, 5축 가공과 관련된 비용 및 납기 위험에 대해 궁금한 점이 있으시면 언제든지 JS Precision 기술팀에 문의하십시오.

5축 CNC와 3축 CNC의 핵심적인 차이점은 무엇인가요?

5축 CNC와 3축 CNC 중 어떤 것을 구매할지 올바른 결정을 내리려면 , 가공 시 동작 및 유연성의 차이에 대한 이해가 필수적입니다.

5축 CNC와 3축 CNC의 차이점은 무엇일까요?

3축 CNC 기계는 X, Y, Z축을 기준으로만 움직일 수 있기 때문에 한 번의 설정으로 재료의 윗면에서 가공 작업을 수행할 수 있습니다.

5축 CNC는 A축과 C 축 두 개의 회전축을 추가하여 공구가 공작물에 여러 각도에서 접근할 수 있도록 함으로써, 한 번의 설정으로 5개의 면과 복잡한 곡면 영역까지 가공할 수 있게 합니다. 이는 품질, 효율성, 그리고 설계 자유도 측면에서 엄청난 도약이며, 따라서 복잡한 부품 가공에 5축 CNC 가공이 널리 사용되고 있습니다.

"설정 횟수를 줄여야" 하는 이유는 무엇인가요?

5축 CNC 가공의 주요 장점 중 하나는 3축 CNC 가공에 비해 설정 횟수가 줄어든다는 점 입니다. 여러 번의 클램핑 작업은 위치 오차를 누적시켜 부품의 정확도에 영향을 미칩니다. 5축 가공은 단 한 번의 클램핑으로 다각적인 가공을 완료하여 이러한 오차 발생 원인을 근본적으로 제거합니다. 따라서 클램핑 시간과 인건비를 절감하고 부품 손상 가능성을 줄일 수 있습니다.

그림 1. 3축 공작기계는 3개의 직선 축을 따라 움직이는 반면, 5축 공작기계는 회전 운동을 추가합니다.

비용 분석: 3축 vs 5축 CNC 가공 가격 결정 요인

5축 CNC 가공이 3축 가공보다 항상 비싸다는 것은 흔한 오해입니다. 이는 사실이 아닙니다. 5축 CNC 가공 가격을 결정하는 데에는 여러 가지 요소가 있으며, 단순히 시간당 비용을 계산하는 것만으로는 충분하지 않습니다.

3축 CNC 가공과 5축 CNC 가공의 가격 비교

3축 CNC 가공의 장점으로는 공작기계 구매 및 운영 비용 절감, 간편한 프로그래밍 등이 있습니다. 그러나 복잡한 부품의 경우 여러 번의 클램핑 작업이 필요하여 정밀도가 떨어질 수 있습니다.

5축 CNC는 공작기계 구매 및 프로그래밍 비용이 많이 들 수 있지만, "단일 클램핑" 기술 덕분에 3축 CNC를 이용한 복잡한 부품 생산에 비해 비용이 저렴합니다.

5축 CNC 가공 견적에 영향을 미치는 주요 요인은 무엇입니까?

CNC 5축 가격은 프로젝트에 따라 조정되며, 주요 영향 요인은 다음과 같습니다.

• 해당 부품의 복잡성.
• 가공할 재료의 종류(티타늄 합금처럼 절삭하기 어려운 재료 일 경우 작업이 더 어려워지고 비용이 증가합니다).
• 요구되는 정확도.
• 소량 생산(복잡한 가공품의 소량 배치).

3+2축 위치 결정 가공은 언제 사용해야 할까요?

3축 CNC 가공과 5축 CNC 가공 사이에는 연관성이 있습니다. 3+2축 위치 결정 가공은 다양한 경사면을 가진 직사각형 부품에 적합합니다.

경사면 가공은 공작물을 일정한 각도로 고정하고 회전시킨 후 3축 가공을 수행하여 3+2축 위치 결정 가공을 통해 클램핑 크기를 줄이는 주요 이점을 얻을 수 있습니다. 이는 5축 CNC 기계의 가격을 책정하는 데 있어 타당한 접근 방식입니다.

귀사의 부품에 적합한 가공 기술과 예산 책정에 대해 궁금하신가요? JS Precision에 문의하시면 5축 또는 3축 가공에 대한 정확한 가격과 적합한 CNC 가공 계획을 안내해 드립니다. 무료 상담을 예약하시면 상세한 비용 분석 보고서를 받아보실 수 있습니다.

그림 2에서 볼 수 있듯이 5축 가공의 복잡성을 고려할 때 프로그래밍 난이도 또한 더 높고 프로그래밍 비용도 더 많이 소요될 것입니다.

프로젝트에 5축 또는 3축 축측측비행기 중 어떤 것을 선택해야 할까요?

5축 CNC 가공과 3축 CNC 가공 중 하나를 선택해야 할 때, 단순히 가장 좋은 옵션을 찾는 것만으로는 부족합니다. 중요한 것은 프로젝트의 요구 사항을 고려하는 것입니다. 이를 위해서는 다음과 같은 몇 가지 간단한 질문을 던져볼 수 있습니다.

• 부품에 정확하게 상호 연결된 가공면이 여러 개 있습니까? 예 → 5축 가공을 권장합니다 .
• 깊은 홈, 경사진 표면, 곡면이 있습니까? 예 → 5축 가공에 더 적합합니다.
• 해당 부품이 단순한 판이나 프리즘 형태인가요? 그렇다면 3축 가공이 더 경제적인 선택입니다.
• 소형 시제품/복잡한 부품의 경우 5축 가공이 높은 유연성을 제공합니다. 대규모 단순 부품의 경우 3축 가공 또는 특수 가공 장비가 적합합니다.

JS Precision의 협업 엔지니어링 권장 사항:

JS Precision 엔지니어들은 견적 과정에서 제조 가능성 분석을 통해 중요한 역할을 수행합니다. 예를 들어 경사면의 경사각과 같은 설계 매개변수를 최적화함으로써 복잡한 부품도 3축 가공으로 제작할 수 있어 비용 절감 효과를 가져옵니다.

5축 CNC 머시닝 센터 제조업체 평가

5축 CNC 가공 센터의 품질과 속도를 보장하기 위해서는 우수한 제조업체를 선정하는 것이 매우 중요합니다. 단순히 5축 가공 센터 모델에만 집중해서는 안 되며, 사용자의 요구 사항과 장비의 성능 또한 고려해야 합니다.

5축 CNC 머시닝 센터 공급업체를 선정할 때 고려해야 할 기능은 다음과 같습니다.

• 기술적 경험 및 소프트웨어 활용 능력: 복잡한 공구 경로 계획과 관련하여 CAM 프로그래밍 팀의 경험을 평가합니다.
• 공정 체인 통합: 가공, 측정, 표면 처리 등 전체 공정 범위에 걸쳐 서비스를 제공할 수 있는 역량을 갖추고 있는가?
• 품질 관리 테스트 및 인증: 온라인 테스트 장비와 ISO 9001, AS 9100 인증 시스템을 제공합니까?
• 소통 및 투명성: 그들은 자신들의 프로세스를 자세히 설명하고 DFM 보고서를 공유할 수 있습니까?

공장 견학 시 중점적으로 살펴봐야 할 중요한 세부 사항

5축 CNC 가공 센터 제조업체를 방문할 때 중점적으로 살펴봐야 할 중요한 사항은 다음과 같습니다.

• 작업장 환경 및 유지 관리.
• 좌표 측정기 등의 검사 장비 품질.
• 진행 중인 작업에는 공작기계 부문의 작업 진행 관리도 포함됩니다.

원스톱 서비스와 객관성의 가치

고급 5축 가공은 물론 효율적인 3축 가공까지 제공할 수 있는 역량을 갖춘 기업( 예: JS Precision )은 고객의 이익을 충분히 고려하여 통합 프로젝트 관점에서 최적의 공정 선택을 제공할 수 있습니다.

JS Precision은 최고 수준의 설비, 기술 인력 및 체계적인 품질 관리 시스템을 갖춘 전문 5축 CNC 가공 센터 제조업체입니다. 신뢰할 수 있는 5축 가공 솔루션 제공업체를 찾고 계십니까? 지금 바로 공장 견학을 예약하시고, 귀사의 서비스 요구 사항을 담당할 담당자를 배정받으십시오.

필수 가공 부품: 5축 CNC의 영역

정교한 생산을 위해 특정 복잡한 부품에는 5축 CNC 가공이 사용됩니다. 5축 가공 부품의 주요 범주는 항공우주 구조 부품, 임펠러, 터빈, 복잡한 금형, 복잡한 금형 코어, 정밀 의료 기기 및 고급 자동차 부품을 포함하는 프리미엄 산업 분야 입니다.

5축 선반은 5축 가공 분야에서 다른 기계들을 능가하는 5축 선삭 및 밀링 기계의 한 종류로, 편심 또는 방사형 표면을 가진 회전 부품(예: 샤프트 및 플랜지) 가공에 특화되어 있으며, 한 번의 설정으로 모든 가공 작업을 완료할 수 있습니다.

위에서 언급한 5축 가공 부품이 필요하시거나 부품 호환성에 대해 확신이 서지 않으십니까? JS Precision에 문의하시면 복잡한 부품의 5축 가공 분야에서 풍부한 경험을 바탕으로 원스톱 서비스를 제공해 드립니다. 요구 사항을 제출하시면 무료 가공 가능성 평가를 받아보실 수 있습니다.

그림 3. 5축 CNC 가공은 터빈 블레이드 및 항공우주 산업용 엔진 부품과 같은 복잡한 부품 생산과 같은 고정밀 산업에서 특히 유리합니다.

사례 연구: 3축 제어의 어려움에서 5축 제어의 성공으로 – 터빈 하우징 재설계

3축 CNC와 5축 CNC의 실제 작업상 장점 비교는 사례를 통해 더욱 효과적으로 전달할 수 있습니다. JS Precision이 5축 가공을 통해 고객사의 3축 가공의 어려움을 극복하도록 지원한 사례를 소개합니다.

고객 동기

특정 에너지 장비 제조업체의 소형 터빈 스테인리스 스틸 하우징은 원래 4단계 클램핑 공정을 거치는 3축 CNC 가공으로 제작되었습니다.

이 부품은 8개의 경사진 유체 통로와 불규칙한 플랜지를 포함하고 있어 3축 가공에 있어 명백한 병목 현상이 발생합니다. 부품 하나를 가공하는 데 최대 28시간이 소요되어 납기가 심각하게 지연됩니다.

서로 다른 표면의 직각도 및 구멍 위치 정확도를 안정적으로 확보하기 어렵고, 불량률이 최대 8%에 달합니다 . 반복적인 클램핑으로 인해 부품의 일관성이 떨어져 후속 조립 효율에 영향을 미칩니다.

JS 정밀 솔루션

JS Precision은 요구사항을 접수한 후 부품 구조와 기존 가공 방식에 대한 종합적인 분석을 진행했습니다. 분석 결과, 부품 구조가 복잡할수록 3축 CNC 가공과 5축 CNC 가공의 장점이 더욱 두드러지게 나타나는 것을 확인했습니다. 5축 CNC 가공은 클램핑 오류 및 효율성 문제를 근본적으로 해결할 수 있습니다.

저희의 해결책은 다음과 같습니다.

• 공정 재평가: 부품 가공 공정을 재평가한 결과, 경사진 유체 통로와 불규칙한 플랜지가 주요 가공 난제인 것으로 나타났으며, 이에 따라 맞춤형 전략을 수립했습니다.
• 장비 선정: 본 프로젝트를 위해 독일산 DMG MORI 5축 CNC 가공 센터를 선택했습니다. 이 장비는 복잡한 부품을 정밀하게 가공 할 수 있습니다.
• 클램핑 최적화: 여러 번의 클램핑 오류 문제를 해결하기 위해 부품을 한 번만 클램핑할 수 있도록 특수 공구를 개발했습니다.
• 프로그래밍: CAM 프로그래밍 소프트웨어를 사용하여 공구 경로를 최적화함으로써 구현되었습니다. 경사면 절삭에는 측면 밀링이 사용되었습니다. 냉각 채널의 드릴링 및 밀링 단계는 공정 전환 시간을 단축하기 위해 단일 프로그램으로 통합 되었습니다.

데이터 비교

결과

고객은 5축 CNC 가공 솔루션을 활용하여 조립 부품의 품질을 향상시키는 동시에 추가 투자 없이도 매년 생산 요구 사항을 충족할 수 있는 능력을 향상시킬 수 있었습니다.

고객은 생산 비용을 22% 절감하고 , 납기일을 64% 단축했으며, 시장 경쟁력을 크게 향상시킬 수 있었습니다.

만약 여러분도 유사한 가공 문제로 어려움을 겪고 계시고, 5축 가공을 통해 품질 향상, 납기 단축, 비용 절감을 원하신다면 JS Precision에 언제든지 문의해 주십시오. 저희는 여러분의 프로젝트 요구사항에 맞춰 맞춤형 5축 가공 솔루션을 제공해 드립니다. 프로젝트 정보를 공유해 주시면 무료 공정 최적화 제안 및 5축 가공 비용 견적을 받아보실 수 있습니다.

그림 4. 소형 터빈 스테인리스강 외피

저희를 위해 5축 CNC 가공 솔루션을 맞춤 제작해 주실 수 있습니까?

JS Precision은 고객 맞춤형 5축 가공 요구사항을 전문적으로 충족합니다. 주력 강점은 풍부한 엔지니어링 노하우를 바탕으로 제공하는 종합적인 기술 지원입니다. 3D 도면 업로드부터 시작하여 설계 요구사항을 효율적이고 경제적인 구현 솔루션 으로 전환하는 전 과정을 지원합니다.

프로젝트 팀의 주요 책임 사항:

• 제조 가능성 분석을 통해 가공하기 어려운 부품과 비용 낭비 요소를 사전에 파악합니다.
• 다양한 공정 경로 에 대한 시뮬레이션 (순수 3축, 3+2축 및 5축 연동 공정 시뮬레이터).
• 투명한 솔루션을 제공합니다.
• 좌표 측정 및 비파괴 검사 와 같은 기타 부가 가치 서비스의 통합.

맞춤 제작 과정

• 성능, 예산 및 적용 분야에 대한 이해의 일치.
• 경쟁력 있는 공정 솔루션 최적화.
• 명확한 실행 프로세스와 실시간 실행 진행 상황 공유 .
• 대량 생산 후 효율성 향상을 통해 비용을 절감하기 위한 연속적인 매개변수 최적화.

오늘 바로 프로젝트를 시작하세요

맞춤 제작이 필요하신가요? 부품 도면과 기본 정보를 보내주시면 24시간 이내에 5축 가공 가능성 분석, 5축 CNC와 3축 CNC 비교 추천, 가격 견적을 포함한 전문적인 권장 사항을 제공해 드립니다.

자주 묻는 질문

Q1: 5축 CNC 기계가 3축 CNC 기계보다 항상 더 나은 표면 조도를 제공할 수 있습니까?

네. 예를 들어 표면 가공의 경우, 5축 CNC 가공은 절삭 공구가 최적의 절삭 위치를 유지할 수 있도록 하여 볼 엔드밀 중심 부근의 낮은 선형 속도 영역에서 가공 결함을 방지하고 우수한 표면 조도를 얻을 수 있게 합니다. 이는 3축 CNC 가공과 비교했을 때 가공 품질 면에서 가장 두드러진 차이점 중 하나입니다.

Q2: 제 프로젝트는 복잡한 작업이지만 예산이 제한적입니다. 중간 단계의 선택지가 있을까요?

네. 가장 경제적인 절충안은 3+2축 위치 제어 가공 (인덱싱 가공이라고도 함)입니다. 이 방식은 공작물을 특정 각도로 회전시킨 후 고정하여 가공하고, 이후 3축 모드로 가공을 진행합니다. 연속 절삭은 아니지만 CNC 5축 가공 비용을 크게 절감하는 데 도움이 됩니다.

Q3: 5축 가공기의 최소 배치 크기는 얼마입니까?

5축 가공에는 최소 배치 크기에 제한이 없습니다 . 단일 부품 시제품 생산의 경우에도 형상이 충분히 복잡하다면 5축 가공이 최적의 선택이 될 수 있습니다. 공구 설계 및 제작 시간을 줄여주기 때문에 신속한 시제품 제작 및 소량 시험 생산에 유리합니다.

질문 4: 공급업체가 실제로 5축 가공 능력을 갖추고 있는지 어떻게 확인할 수 있습니까?

이는 세 가지 측면에서 확인할 수 있습니다. 첫째, 5축 가공 부품을 가공한 실제 샘플이나 동영상을 통해 그 품질을 입증할 수 있는지, 둘째, 제품의 정확도를 측정하는 데 어떤 방법과 장비를 사용하는지, 셋째, 공작기계의 정확도 교정 주기는 어떻게 되는지, 품질 관리 프로세스는 어떻게 진행되는지 등을 파악해야 합니다.

Q5: 5축 선삭-밀링 선반과 수직형 5축 가공 센터의 차이점은 무엇입니까?

핵심 사용 시나리오는 서로 다릅니다. 5축 선반은 주로 선삭 작업에 사용되며 회전 부품 가공에 적합하고, 5축 수직 가공 센터는 주로 밀링 작업에 사용되며 박스형 부품이나 금형형 부품 가공에 적합합니다. 어떤 장비를 선택할지는 가공할 부품의 주요 특성에 따라 결정해야 합니다.

Q6: 중국에서 5축 CNC 가공을 진행할 때 납기 및 소통이 보장되나요?

확실하게 보장합니다. JS Precision과 같은 글로벌 공급업체의 프로젝트 관리 및 커뮤니케이션 팀 덕분에 가능합니다. 표준화된 온라인 플랫폼을 사용하여 프로젝트를 추적하므로 프로세스가 상당히 투명하게 관리됩니다. 리드 타임과 커뮤니케이션 프로세스는 글로벌 공급업체와 동일하지만 비용 측면에서 더 많은 이점을 누릴 수 있습니다.

Q7: 어떤 형식의 디자인 파일을 받으시나요?

저희는 다양한 일반적인 디자인 파일 형식을 지원하지만, 2D 및 3D 디자인의 경우 STEP, IGES, SLDPRT 또는 X_T 형식만 지원합니다. 2D 디자인의 경우 DXF 또는 DWG 형식의 파일도 허용합니다. 디자인에 가장 널리 사용되는 중립 형식은 STEP입니다.

Q8: 5축 CNC 기계는 금속 외에 복합 재료나 플라스틱도 가공할 수 있습니까?

네. 탄소 섬유와 같은 고성능 복합재료, PEEK와 같은 엔지니어링 플라스틱, 그리고 시제품 제작에 사용되는 수지 블록의 가공 또한 5축 CNC 가공을 통해 이루어집니다. 여기에는 복잡한 형상의 고정밀 성형도 포함됩니다.

요약

5축 CNC 가공과 3축 CNC 가공 중 어떤 것을 선택할지는 단순히 "고급" 품질과 "저급" 품질의 차이만을 고려하는 것이 아닙니다. 단순 부품 제작에 있어서는 3축 가공이 여전히 경제적으로 대체 불가능한 선택일 수 있지만, 5축 가공의 강점인 "단 한 번의 설정으로 복잡한 가공을 완료할 수 있다는 점" 은 최적의 가격 대비 성능비를 제공합니다 .

5축 CNC 가공 센터를 선택할 때는 가공해야 할 부품의 복잡성 수준을 파악하는 것이 매우 중요합니다. 또한, 우수한 5축 CNC 가공 센터 제조업체를 선택하는 것도 필수적입니다.

JS Precision은 3축, 5축 및 밀링-선삭 가공에 대한 완벽한 역량을 갖추고 있으며, 공정 성능에 대한 객관적인 분석과 장비 제약에 구애받지 않는 제조를 통해 고객 여러분께 최상의 서비스를 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 고객의 설계를 바탕으로 정밀한 성능과 경제성을 모두 갖춘 제품을 생산해 드립니다.