JS Precision

"우주 금속"으로 불리는 첨단 금속인 티타늄 합금은 높은 강도 대 중량비, 내식성, 그리고 생체 적합성 덕분에 오늘날 항공우주, 의학, 그리고 고급 생산 분야에서 선호되는 소재입니다. 하지만 CNC 밀링으로 가공되기 전에는 엔지니어들이 그 복잡성을 우려했습니다.

최고의 성능을 제공하지만 가격적인 측면에서는 단점이 있습니다. 진동, 공구 파손, 열 관리 문제 등이 있습니다. 이러한 모든 문제는 공구 예산을 낭비할 뿐만 아니라 생산 효율을 심각하게 저하시킵니다. 하지만 티타늄은 다루기 힘든 소재가 아닙니다. 중요한 것은 티타늄의 거동을 이해하고 정확한 공정 매개변수를 적용하는 것입니다.

이 책은 매개변수 최적화부터 장비 선택, 비용 관리에 이르기까지 티타늄 CNC 밀링의 어려움을 극복하는 방법을 안내하여 보다 경제적이고 효과적인 기계 가공을 가능하게 합니다.

주요 답변 요약

티타늄 밀링의 핵심은 무엇일까요? JS Precision이 가장 중요한 5가지 매개변수에 대한 심층 분석을 제공합니다.

티타늄 밀링에서 성공하려면 먼저 탄탄한 경험의 가치를 알아야 합니다. JS Precision은 거의 10년 동안 CNC 밀링을 주력으로 운영해 왔으며, 티타늄 합금 가공용 CNC 밀링 부품 3,000종 이상을 생산해 왔습니다.

여기에는 200개 이상의 항공기 부품 제조업체를 위한 Ti-6Al-4V 항공기 엔진 브래킷 가공과 의료기기 회사를 위한 순수 티타늄 임플란트 생산이 포함됩니다. 이를 통해 티타늄 밀링에 대한 5만 시간 이상의 실제 데이터가 생성되었습니다.

예를 들어, JS Precision은 자동차 부품 고객의 Ti-5553 부품 가공 시간을 단축했습니다. 절삭 깊이와 절삭유 사용량을 조정하여 공구 수명을 8개에서 14개로 두 배로 늘리고 가공 시간을 25% 단축했습니다.

이 핸드북은 JS Precision 팀이 이러한 실제 사례와 공정 데이터를 통합하기 위해 기울인 노력의 결실입니다. 각 매개변수 권장 사항은 실제 작업 현장에서 검증되었습니다. CNC 밀링 머신을 이용한 티타늄 밀링의 특성을 명확하게 이해하고, 이후 맞춤형 CNC 밀링 제조 솔루션에 대한 이론적 근거를 제공할 것입니다.

JS Precision의 CNC 밀링 머신은 티타늄 밀링 분야에서 풍부한 경험을 보유하고 있으며, 다양한 CNC 밀링 부품을 높은 정밀도로 가공할 수 있습니다. 먼저 가공 요구 사항을 알려주시면, 주문 처리 절차를 안내해 드리고 전문적인 서비스를 제공해 드리겠습니다.

티타늄 합금이 CNC 밀링 머신의 "궁극적인 테스트"인 이유는 무엇일까요?

티타늄 합금 가공 분야에서 대부분의 엔지니어는 다음과 같은 의문을 품습니다. CNC 밀링 머신에 대한 요구 사항이 왜 그렇게 엄격한 걸까요? 그 답은 CNC 밀링 머신에 대한 "궁극적인 시험"이자 CNC 밀링 머신 부품의 성능에 더욱 엄격한 기준을 적용하는 네 가지 특성에 있습니다 .

1. 낮은 열전도도: 티타늄 합금의 열전도도는 강철의 1/5에 불과 합니다. 가공 시 발생하는 열은 칩으로 제거하기 어렵고, 대부분이 공구 가장자리로 흘러 모여 크레이터 마모와 공구 마모가 쉽게 발생합니다.

2. 고강도 및 고강도: 티타늄 합금은 강도가 뛰어나며, 가공 시 경화된 표면층이 형성됩니다. 다음 절삭은 이 "딱딱한 껍질"을 뚫고 가공하는 것과 같아 공구 마모를 더욱 가속화합니다.

3. 화학적 친화성: 고온에서 티타늄은 공구 코팅(예: 탄화물)과 화학적으로 반응하여 확산 마모와 접착을 일으켜 공구 수명과 부품 표면 마감에 영향을 미칩니다.

4. 낮은 탄성 계수: 절삭력을 받으면 가공물이 "튀어나오는" 현상이 발생하여 가공 정확도가 떨어지고, 얇은 두께의 부품을 절삭할 때 떨림 현상이 발생하기 쉽습니다. 따라서 진동 저항성이 향상된 CNC 밀링 머신 부품이 필요합니다.

도전 극복: 티타늄 합금의 효과적인 가공을 위한 실용적인 방법 및 기술

티타늄 합금 가공이 매우 어려운데, 이러한 문제를 해결할 수 있는 실행 가능한 방법과 전략이 있을까요? 답변은 긍정적입니다. 수십 년간 CNC 밀링 사업을 해 온 JS Precision은 일상적인 CNC 밀링 부품부터 복잡한 CNC 밀링 부품까지 티타늄 합금을 성공적으로 가공할 수 있도록 네 가지 핵심 전략을 제시합니다.

1. 열 관리가 최우선 순위입니다. 모든 최적화 활동은 열 발생을 줄이고 최대 열 방출을 달성하는 것과 관련되어야 합니다. 공구 절삭 가장자리에 열이 축적되는 것을 방지하기 위해 적절한 냉각 방법을 선택합니다.

2. 지속적 하중: 트로코이드 밀링 및 동적 밀링과 같은 프로그래밍 방법은 공구에 들어가고 나올 때 급격한 하중 변화를 방지하여 공구 손상을 제한하고 CNC가 있는 밀링 머신이 안정적으로 작동하도록 유지합니다.

3. 강성이 최우선입니다. 공작기계 , 고정구, 공구, 공작물 등 공정 시스템의 적절한 강성을 확보하는 것은 공작물 반동 및 떨림을 방지하고 가공 정밀도를 확보하는 데 필수적입니다. 이를 위해서는 고품질 CNC 밀링 머신 부품이 필요합니다.

4. 날카로움이 중요합니다. 날카롭고 긍정적인 레이크 각도의 절단 형상과 절단 모서리를 사용하면 절삭력이 감소합니다. 이를 통해 절삭은 압축 공정이 아닌 전단 공정이 되고 작업 경화도 줄어듭니다.

JS Precision은 CNC 밀링 머신을 사용하여 티타늄 합금을 가공할 때 발생하는 어려움을 극복하기 위해 열 관리 및 강성에 집중합니다. 맞춤형 CNC 밀링 부품이 필요하시면 이메일로 문의하여 서비스를 주문하세요. 간단한 주문 절차를 통해 신속하게 생산에 돌입할 수 있습니다.

최적화 시퀀스의 과학: 가장 중요한 매개변수 최적화

기술을 숙달한 후에는 매개변수 최적화 순서가 매우 중요합니다. 대부분의 사람들은 절삭 속도를 먼저 조정하지만, 다년간 CNC 밀링 경험을 쌓은 JS Precision은 "'기하학적' 매개변수를 먼저 해결하고, 그 다음에 '운동학적' 매개변수를 최적화하는 것이 올바른 최적화 순서"임을 발견했습니다.

CNC를 사용하면 밀링 머신의 최고 성능을 구현할 수 있으며 온라인 CNC 밀링 서비스의 효율성 요구 사항을 더욱 적절하게 충족할 수 있습니다.

1단계: 절삭 깊이를 선택합니다. 부품 특성과 공정 시스템의 강성을 기반으로 안전하고 실현 가능한 축 방향 및 반경 방향 절삭 깊이를 먼저 결정합니다. 이는 나머지 매개변수 최적화의 기반이 됩니다 . 절삭 깊이가 잘못 설정되면 나중에 다른 매개변수를 수정하더라도 효율성에 도움이 되지 않습니다.

2단계: 날당 이송을 선택합니다. 부품 표면 품질 요구 사항과 공구 수명 에 따라 마찰과 가공 경화를 방지하는 이송 속도를 선택합니다. 예를 들어, 정삭 작업에서는 표면 매끄러움이 손상되지 않도록 이송을 최대한 낮게 유지해야 합니다.

3단계: 절삭 속도를 설정합니다. 이는 가장 중요한 매개변수입니다. 이전 두 단계부터 보수적인 값을 설정하고 테스트합니다. 공구 수명 모니터링을 통해 단계별로 최적화하고 효율성과 비용 간의 최적의 절충안을 찾을 수 있습니다.

JS Precision의 기술진은 과학적 매개변수 최적화 프로세스를 기반으로 고객님의 요구에 맞춰 CNC 밀링 머신 솔루션을 개발해 드립니다. 온라인 CNC 밀링 서비스가 필요하시면 언제든지 편하게 문의해 주세요. 주문 절차가 간단하여 고객님의 가공 요구 사항을 신속하게 충족해 드립니다.

5대 주요 매개변수의 세부 최적화: 이론에서 실제까지

최적화 순서를 결정했으니, 이제 다섯 가지 기본 매개변수에 대한 최적화 방법을 살펴보겠습니다. JS Precision의 CNC 밀링 실무 경험을 바탕으로, 이러한 방법을 통해 CNC 밀링 머신 의 이론과 실무를 접목할 수 있습니다.

절삭 속도: 열 관리의 양날의 검

절삭 속도가 너무 높거나 너무 낮으면 허용되지 않습니다. 과도한 속도는 충격이 누적되어 연마 마모로 인해 표면 품질이 떨어지고 공구가 파손되는 원인이 되며, 속도가 부족하면 절삭 온도가 비정상적으로 상승하여 공구의 소성 변형과 화학적 마모가 발생합니다.

최적화 팁: Ti6Al4V를 절단할 때는 70~100m/min의 속도로 시작하고, 절단당 공구 수명을 기록한 다음, 최적의 속도를 찾을 때까지 5m/min씩 증가시킵니다.

치아당 이송: 칩 두께 제어 - The Art

황금률이 하나 있습니다. 최소 칩 두께가 공구 모서리 반경보다 커야 합니다. 그렇지 않으면 재료를 절단하는 대신 마찰하고 으깨게 됩니다.

최적화 팁: 정삭 가공의 경우 0.05~0.1mm/z, 황삭 가공의 경우 0.15~0.25mm/z를 시도해 보세요. 고이송 밀링은 티타늄 합금 황삭 가공에 효과적인 공구이며, CNC 밀링 부품의 효율을 높일 수 있습니다.

절삭의 축 방향 깊이: 절삭력과 안정성 간의 균형

풀 컷 절삭은 금지됩니다. 전체 홈 폭(반경 방향 절삭 깊이 = 공구 직경)과 풀 에지 절삭은 피하십시오.

최적화 팁: 낮은 절삭 깊이(0.5~1xD)와 높은 절삭 폭(0.7~0.8xD)으로 램핑 가공을 시도하거나, 높은 절삭 깊이와 낮은 절삭 폭(D의 10~30%)으로 측면 밀링 가공을 시도해 보세요. 이렇게 하면 열과 절삭력이 분산됩니다.

반경 방향 절삭 깊이: 공구 수명 컨트롤러

최적화 팁: 측면 밀링에서는 반경 방향 절삭 깊이를 공구 직경의 30%~50%로 설정하십시오. 이렇게 하면 공구 팁 반경과 방열량이 최적화되고 공구 수명이 크게 향상됩니다. 이는 JS Precision에서 CNC 밀링 부품 가공에 사용하는 방법이며, 온라인 CNC 밀링 서비스 의 일괄 처리 조건에도 적용할 수 있습니다.

윤활 및 냉각: 숨겨진 "여섯 번째 매개변수"

냉각의 핵심은 압력입니다. 공기 장벽을 깨고 절삭유를 절삭 구역으로 공급하려면 최소 70bar 의 냉각수 내부 압력이 필요합니다.

최적화 팁: 윤활 및 미세 냉각을 위해 오일-공기 혼합 냉각 방식을 사용하십시오. 극한의 압력으로부터 보호하기 위해 티타늄 합금 전용 절삭유를 사용하십시오.

JS Precision은 티타늄 합금의 5가지 주요 밀링 매개변수를 정밀하게 조정할 수 있습니다. CNC 밀링 머신은 날당 0.05~0.25mm/z의 이송 속도를 지원합니다. 맞춤형 CNC 밀링 제작 옵션에 대한 자세한 정보와 귀사의 공정에 맞는 제품을 주문하시려면 저희에게 문의해 주십시오.

비용 방정식: 매개변수 최적화가 총 가공 비용에 미치는 영향

모든 회사는 가공 비용을 중요하게 생각하며, 티타늄 밀링 매개변수 최적화는 총 가공 비용에 비례하여 영향을 미칩니다. 비용 계산 공식은 간단합니다. 총 비용 = (인건비 + 가공 시간당 비용) × 가공 시간 + 공구 비용.

매개변수 최적화 의 영향을 보다 명확하게 보여주기 위해 JS Precision은 Ti-6Al-4V 부품을 가공하는 고객에 대한 비용 비교 데이터를 제공했습니다.

표에서 볼 수 있듯이, 이송과 절삭 깊이를 늘리면 기계와 노동 비용이 직접 감소하여 가공 시간이 획기적으로 단축되고, 속도와 냉각을 최적화하면 공구 수명이 늘어나고 공구 비용이 절감됩니다.

JS Precision의 경험은 단순히 최고 속도나 긴 공구 수명을 추구하는 것이 아니라, "시간 비용+공구 비용" 의 합을 최소화하는 균형점을 찾는 것 입니다. JS Precision은 다양한 부품 요구 사항에 따라 투명한 CNC 밀링 가격을 제공하여 사전에 비용을 관리할 수 있도록 지원합니다.

미묘한 소재 차이: 티타늄 합금의 다양한 등급에 대한 매개변수 조정

다양한 등급의 티타늄 합금에 대한 가공 조건은 맞춤화되어야 하며, 보편적일 수는 없습니다. JS Precision은 다양한 등급의 티타늄 합금 부품 CNC 밀링을 위한 특수 조정 방법을 개발했습니다. 아래 표와 같습니다.

특정 티타늄 합금 유형의 경우 CNC 밀링 머신 구성 요소 의 기능을 통합하여 매개변수를 더욱 개인화하여 품질 가공과 효율성의 균형을 맞춥니다.

적절한 기계 선택: 티타늄 가공을 위한 CNC 밀링 머신 선택을 위한 5가지 핵심 요소

적절한 매개변수와 절차에도 불구하고, 적합한 CNC 밀링 머신은 매우 중요합니다. CNC 밀링 분야에서 수년간의 경험을 쌓아 온 JS Precision은 티타늄 밀링용 CNC 밀링 머신을 선택할 때 고려해야 할 다섯 가지 중요한 요소를 제시하여 고객이 적합한 머신을 선택할 수 있도록 지원합니다.

강성 및 무게: 기계 프레임이 무겁고 단단할수록 기계 진동이 적어 밀링 중 떨림이 줄어들고 부품의 정확도가 유지됩니다.

스핀들 출력 및 토크: 티타늄 가공에는 높은 속도가 아닌 높은 토크가 필요합니다. 저속 및 중속 범위에서 스핀들의 토크 성능을 충족하여 충분한 절삭력을 확보하십시오.

고압 내부 냉각 시스템: 티타늄 가공의 "입문"이자 필수 요소입니다. 절삭 영역의 적절한 냉각을 위해서는 압력이 높을수록 좋습니다 (100bar 이상 권장).

안정성 및 정확성: 여기에는 선형 모터, 롤러 가이드 등과 같은 기능이 포함되며, 이는 높은 동적 정확도와 안정성을 제공하고 티타늄 합금의 정밀 부품 가공에 적합합니다.

제어 시스템 및 소프트웨어: 고급 컨트롤러는 복잡한 공구 경로를 보다 잘 처리하고 사전 예방적 제어를 제공하여 원활한 가공 프로세스를 달성하고 공구 마모를 줄일 수 있습니다.

JS Precision은 티타늄 가공을 위해 견고한 CNC와 내부 고압 냉각수를 사용하는 밀링 머신을 제공하며, 안정적인 가공을 보장합니다. 맞춤형 CNC 밀링 부품이 필요하시면 언제든지 문의해 주세요. 이후 정상적인 주문 절차를 거쳐 고품질 가공 서비스를 제공해 드립니다.

사례 연구: JS Precision이 매개변수 최적화를 통해 항공우주 브라켓 고객의 도구 비용을 40% 절감한 방법

고객의 고통점

JS Precision은 이전에 다음 과 같은 고전적인 문제점을 안고 있던 드론 회사와 협력했습니다.

Ti-6Al-4V를 사용하여 고강도 동체 브라켓(150×80×30mm)을 가공했을 때, 초기 공정 조건은 보수적이었으며, φ10mm 엔드밀을 활용하여 0.08mm/z의 이송 속도로 풀컷 슬롯 밀링을 수행했습니다.

한 개의 부품 가공 시간은 최대 45분이었고 공구 수명은 매우 불안정했습니다. 부품당 인서트 평균 소모량은 1.5회였습니다. 따라서 도구 비용은 개당 90달러였지만 전체 비용은 높게 유지되었습니다.

브라켓은 CNC 가공의 핵심 부품이므로 가공 효율성과 비용은 고객의 생산 일정에 직접적인 영향을 미칩니다.

JS 정밀 솔루션

JS Precision 담당자는 주문 접수 후 공정 감사를 실시하여 풀컷 밀링이 절삭력 집중과 심각한 마찰을 유발하여 심각한 공구 마모의 주요 원인임을 확인했습니다. 이에 따라 다음과 같은 구체적인 해결책을 개발했습니다.

• 풀컷 밀링은 동적 밀링 방식으로 변경되었으며, φ12mm 엔드밀을 사용하여 균일한 절삭 부하를 제공합니다.
• 절삭 속도는 60m/분에서 85m/분으로 증가하였고, 이빨당 이송은 0.08mm/z에서 0.18mm/z로 증가하였습니다. 램핑은 얕은 절삭 깊이(0.8xD)와 넓은 절삭 폭(0.7xD)으로 사용되었습니다.
• 또한 CNC 밀링 머신의 120bar 내부 냉각 시스템을 최대한 활용하여 열을 쉽게 제거할 수 있도록 했습니다.

결과 비교

최적화 결과는 놀라웠습니다. 부품당 가공 시간이 45분에서 28분으로 단축되어 생산성이 38% 향상되었습니다. 공구 수명 또한 크게 향상되어 단일 인서트로 부품 세 개를 가공할 수 있게 되었습니다. 부품당 공구 비용은 90달러에서 40달러로 55% 감소했습니다.

고객 후기: "JS Precision 엔지니어들은 더 비싼 도구를 권장하지 않았습니다. 오히려 과학적으로 매개변수 최적화를 수행하여 문제점을 해결했습니다. 실제 비용 절감은 CNC 밀링 머신 부품을 최적화하는 것보다 더 나은 성능을 제공하는 프로세스 인텔리전스에서 비롯됩니다."

자주 묻는 질문

Q1: 티타늄 합금을 가공할 때 절삭유를 사용하나요, 아니면 압축 공기를 사용하나요?

고압 절삭유는 티타늄 합금의 황삭 가공에 가장 적합한 절삭유입니다. 절삭 영역에서 발생하는 열을 효과적으로 제거하여 공구를 제자리에 단단히 고정하고 마모를 줄여주기 때문입니다. 일부 정삭 작업에는 공기-오일 혼합유 또는 압축 공기만으로도 충분하지만, 황삭 작업에서 발생하는 고열에는 견디지 못합니다. 따라서 이러한 작업에는 절삭유가 더 적합합니다.

Q2: "고이송 밀링"은 알고 있는데, 티타늄 합금에 적합할까요?

고이송 밀링은 티타늄 합금 가공에 매우 적합합니다 . 고이송 밀링은 특수 인서트를 사용하여 작은 축 방향 절삭 깊이와 날당 높은 이송으로 얇고 두꺼운 칩을 가공합니다. 이러한 칩핑은 열 제거에 도움이 되고 반경 방향 절삭 부하를 줄여 티타늄 합금의 황삭 가공에 효과적인 수단이며 가공 효율도 향상됩니다.

Q3: 티타늄 합금 가공 시 가장 흔한 공구 고장 모드는 무엇입니까?

측면 마모는 티타늄 합금 가공 시 흔히 발생하는 점진적인 파손 형태이며, 예상할 수 있습니다. 그러나 치핑, 열 균열 또는 비정상적인 노칭은 드물지만, 대부분 잘못된 절삭 속도, 이송 속도 또는 냉각수 조건 때문일 가능성이 높으며, 파손을 방지하기 위해 적절한 시기에 이러한 문제를 해결해야 합니다.

Q4: 매개변수 최적화 실험을 독립적으로 수행할 수 있나요?

매개변수 최적화 실험을 직접 시도해 볼 수는 있지만, 주의해야 합니다. 한 번에 하나의 매개변수(예: 절삭 속도)만 변경하고 공구 수명과 표면 품질을 기록하는 단일 변수 접근 방식을 사용해야 합니다. 실험은 안전하고 보수적인 조건에서 시작해야 하며, 위험을 방지하기 위해 안전한 가공 환경에서 수행해야 합니다. 궁금한 점이 있으시면 맞춤형 CNC 밀링 제조에 대한 상담을 위해 전문가 팀에 문의하십시오.

요약

티타늄 밀링의 한계를 뛰어넘는 것은 소재의 물리적 특성에 대한 개인적인 논의입니다. 이를 위해서는 "기계 조작자"에서 "공정 엔지니어"로의 전환이 필요합니다. 이 다섯 가지 매개변수를 완벽하게 조정하면 더 이상 조용히 높은 비용을 지출하는 대신 생산 효율성과 수익성을 적극적으로 관리할 수 있게 되며, 맞춤형 CNC 밀링 제조를 선택하는 것이 더 쉬워집니다.

하지만 이론적 지식은 실제 기계에서 검증되어야 합니다. 티타늄 합금 가공 비용과 효율성으로 어려움을 겪고 있거나 현재 파라미터가 최적의 상태인지 궁금하시다면 JS Precision이 바로 여러분의 기술 지원팀입니다.

우리가 당신에게 힘을 실어드리겠습니다!

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• 귀하의 파트에 대한 데이터 기반 "티타늄 합금 가공 매개변수 최적화 제안"입니다.
• 숙련된 공정 엔지니어가 제공하는 "제조 가능성 분석 및 비용 최적화 계획"과 확실한 CNC 밀링 가격 견적을 통해 고객은 사전에 가공 요구 사항을 계획할 수 있습니다.