JS Precision

며칠 안에 완벽하게 작동하는 프로토타입을 손에 쥐게 될 겁니다. 한 면은 방열판 핀과 구조적 프레임을 만들기 위해 정밀 가공된 차가운 알루미늄 합금이고, 다른 한 면은 인체공학적 윤곽을 따라 성형된 단단한 엔지니어링 플라스틱이며, 내부에는 부드러운 실리콘 씰이 들어 있습니다.

이러한 다중 소재 조립은 여러 생산 라인에서 이루어지는 것이 아니라, 단일 CNC 머시닝 센터에서 단일 셋업 또는 린 공정으로 이루어집니다. 이것이 오늘날의 쾌속 프로토타입 제조의 역량입니다.

이 가이드에서는 CNC 신속한 프로토타입 제작 기술이 금속, 플라스틱, 복합 재료를 활용하여 어떻게 다중 재료 프로토타입을 손쉽게 개발하고 제품 혁신 주기를 획기적으로 간소화하는지 알아봅니다.

주요 답변 요약

다재다능한 프로토타입 제작은 어떻게 가능할까요? JS Precision CNC Machining Solutions

JS Precision은 다중 소재 신속 프로토타입 제작 분야에서 15년 이상의 실무 경험을 보유하고 있으며, 항공우주, 의료, 가전제품 등 12개 산업 분야에 걸쳐 500개 이상의 고객을 대상으로 다중 소재 프로토타입 프로젝트를 완료했습니다.

예를 들어, 우리는 항공우주 고객을 위해 티타늄 합금과 PEEK 복합 센서 하우징의 프로토타입을 제작하여 ±0.005mm의 치수 정확도를 유지하면서도 납기를 단 4일로 단축했습니다.

의료 고객을 위해 스테인리스 스틸과 의료용 실리콘 카테터 커넥터의 프로토타입을 완성하면서, 물리적인 맞물림 구조를 활용하여 인장 강도를 30% 향상시켰습니다 . 또한, 가전제품 고객사에서는 PC 플라스틱 과 알루미늄 합금으로 제작된 통합 하우징을 심미적 측면과 구조적 강도 측면에서 프로토타입으로 제작했습니다.

이 가이드는 10가지 이상의 소재 조합을 다루며, 5축 CNC 및 적응형 매개변수 조정과 같은 핵심 기술을 포함합니다. 이 가이드는 천 개가 넘는 고속 프로토타입 개발 프로젝트를 바탕으로 작성되었으며, 각 항목은 실제 적용 및 검증되었습니다.

JS Precision은 풍부한 다중 소재 CNC 가공 경험을 바탕으로 귀사의 쾌속 프로토타입 개발 프로젝트에 맞춤형 솔루션을 제공합니다. 설계 도면을 저희에게 보내주시면 즉시 검토하여 프로젝트를 효과적으로 진행할 수 있는 공정을 제안해 드리겠습니다.

신속한 프로토타입 개발 엔진: CNC의 기본 병목 현상 해소

고품질의 다재다능한 쾌속 프로토타입 제작을 위해서는 먼저 CNC 가공의 기본적인 과제, 즉 소재 특성과 공정 복잡성의 차이로 인한 과제들을 해결해야 합니다. 이러한 과제들을 극복해야만 쾌속 프로토타입 개발의 효율성과 정밀성을 확보할 수 있습니다.

과제 1: 디자인 통합

기존 프로토타입은 일반적으로 개별 부품으로 개발되므로 이후 조립 시 정확도 문제가 발생하기 쉽습니다. 다중 재료 프로토타입을 제작하려면 설계자는 처음부터 재료의 접합 및 고정을 고려해야 합니다. 예를 들어, 금속과 플라스틱을 접합할 때, 나중에 약하게 접합되는 것을 방지하기 위해 물리적인 맞물림 기능을 미리 설계해야 합니다.

과제 2: 제조 직렬화

제조 일련번호 체계의 기본은 공정 순서 계획 및 고정구 설계입니다. 단단한 소재와 부드러운 소재 중 어느 것을 먼저 가공해야 할까요? 고정구는 서로 다른 소재의 공작물을 어떻게 안전하게 고정할 수 있을까요? 이러한 문제를 해결하지 못하면 가공 결함이 발생합니다. 예를 들어, 부드러운 소재를 먼저 가공하면 이후 단단한 소재 가공 시 발생하는 진동에 쉽게 영향을 받습니다.

도전과제 3: 소재 "대화"

다양한 소재는 절삭력, 열팽창 계수, 그리고 강성이 상당히 다릅니다. 예를 들어 알루미늄(금속)과 ABS 플라스틱을 가공할 때 알루미늄은 고속, 저이송이 필요한 반면, ABS는 저속, 고이송이 필요합니다.

모든 부품에 동일한 매개변수를 사용하면 부품 왜곡이나 치수 오류가 쉽게 발생하여 신속한 프로토타입 제조 품질에 영향을 미칩니다.

과제 4: 효율성 대 비용 균형

다중 소재 가공은 더욱 복잡한 공정 계획과 추가 설정을 필요로 하며, 이로 인해 가공 시간과 비용이 증가합니다. 쾌속 조형의 기본적인 속도 요건을 충족하면서 품질을 유지하는 것은 기업이 반드시 해결해야 할 과제입니다.

신속한 프로토타입 제조 마스터링: CNC 가공의 핵심 기술

다중 재료 프로토타입 CNC 가공의 기본적인 과제를 극복한 후, 핵심 기술을 숙달하는 것이 쾌속 프로토타입 제조를 발전시키는 핵심입니다. 이러한 기술은 다음 세 가지 영역에서 품질과 효율성을 향상시킵니다.

고급 CAM 소프트웨어 및 시뮬레이션

Mastercam과 같이 다축 가공 및 "가공 순서" 계획을 지원하는 CAM 소프트웨어를 사용하면 다재다능한 소재 가공 공정을 정확하게 계획 할 수 있습니다. 또한, 가상 환경에서의 절삭 시뮬레이션을 통해 공구-지그 간섭 문제를 사전에 예측하여 실제 가공 오류를 방지하고 소재 낭비를 줄일 수 있습니다.

적응형 가공 전략

1. "단일 셋업" 기술: 다양한 소재를 정밀 고정구에 미리 고정합니다. 모든 소재는 프로그램 제어를 통해 단일 셋업으로 가공되므로, 상대 위치 정확도가 매우 높고 여러 셋업 오류가 발생하지 않습니다.

2. 순차적 매개변수 호출: CAM 소프트웨어는 다양한 절삭 매개변수 라이브러리를 자동으로 호출할 수 있습니다. 즉, 금속 가공의 고속 및 저속 이송 속도와 플라스틱 가공의 저속 및 고속 이송 속도로의 즉각적인 변경이 가능합니다. 최적의 공구가 자동으로 선택되므로 지속적인 수동 조정이 필요하지 않습니다.

지능형 고정 장치 설계

전용 고정구 또는 밀링 가능한 바이스 블록과 같은 모듈식 구성 가능 고정구 시스템을 통해 다양한 불규칙한 모양의 블랭크에 맞게 조정할 수 있습니다. 고정구 장착이 편리할 뿐만 아니라 다양한 재질의 공작물 가공을 안정화하여 쾌속 프로토타입 가공의 정확도를 향상시킵니다.

그림 1: CNC 신속한 프로토타입 제작

고속 프로토타입 가공의 정밀성: 복합 재료 극복

다중 소재 쾌속 조형에서 복합 소재(탄소 섬유 복합 소재 및 유리 섬유 복합 소재)의 가공 정밀도는 전반적인 쾌속 조형 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 각 소재의 특성은 각각 고유한 과제를 야기하며, 맞춤형 CNC 솔루션이 필요합니다.

복합 소재 과제 및 CNC 솔루션 비교

더 많은 CNC 솔루션

세심한 조정을 통한 공정 매개변수 최적화 가 필수적입니다. 섬유를 "당기는" 방식이 아닌 "전단" 방식으로 가공하면 박리 및 버(burr) 없이 완벽한 모서리를 얻을 수 있습니다. 강력한 진공 청소기는 먼지를 직접 흡입하여 장비와 작업자의 건강을 보호하고 먼지가 가공 정확도 에 영향을 미치는 것을 방지하며, 원활한 쾌속 시제품 제작을 보장합니다.

JS Precision은 복합 소재의 CNC 신속 프로토타입 제작 기술에 능숙하여 복합 소재 가공에서 발생하는 찢어짐과 공구 마모 문제를 완벽하게 해결하고, 고정밀 신속 프로토타입 가공을 보장하며 고객의 기능 테스트 요구 사항을 충족합니다.

금속 및 플라스틱 신속한 프로토타입 제작의 어려움 극복

금속과 플라스틱은 가장 널리 사용되는 다재다능한 쾌속 조형 재료입니다. 그러나 열전도도와 경도와 같은 물리적 특성의 차이로 인해 가공에 큰 어려움이 따릅니다. 이러한 어려움을 극복해야만 금속 및 플라스틱 쾌속 조형의 프로토타입 품질을 보장할 수 있습니다.

열 제어는 큰 문제입니다. 금속 가공 시 발생하는 열이 해당 부위의 플라스틱으로 전달되어 연화됩니다. 이 문제를 해결하는 방법은 스킵 가공입니다. 즉, 금속 부품을 잠시 가공한 후 플라스틱 부품이나 다른 부위로 이동하여 금속 부위를 식히는 것입니다. 또한, 플라스틱 열 변형을 방지하기 위해 국부 냉각, 즉 공랭 방식을 사용합니다.

계면 응력과 정밀도 또한 매우 중요합니다. 플라스틱과 금속 부품 사이에 완벽한 계면을 어떻게 구현할 수 있을까요?

해결책은 JS Precision과 같은 맞춤형 CNC 급속 프로토타입 제작 서비스 제공업체의 정밀 기계 가공 역량을 활용하여 프레스 핏, 스냅 핏 또는 본딩을 위한 미세 구조(예: 언더컷 및 리브)를 직접 기계로 가공하여 물리적 맞물림을 달성하고 조인트 강도와 밀봉을 강화하는 것입니다.

JS Precision은 신속한 프로토타입 금속 및 플라스틱 가공 과제를 극복하기 위해 혁신적인 열 관리 및 인터페이스 가공 솔루션을 제공하여 두 소재 간 결합의 정밀도와 수명을 보장하고 프로토타입의 안정적인 성능을 보장합니다.

그림 2: 금속의 신속한 프로토타입 제작

경질 및 연질 소재의 맞춤형 CNC 고속 프로토타입 제작 전략

맞춤형 프로토타입 제작에는 단단한 소재(예: 스테인리스강, 알루미늄 합금)와 부드러운 소재(예: 부드러운 플라스틱, 실리콘)의 조합이 일반적입니다. 다양한 소재의 가공 요구 사항을 균형 있게 고려하는 과학적 가공 방식을 구현함으로써 고품질의 맞춤형 CNC 고속 프로토타입을 제작할 수 있습니다.

가공 원리 및 매개변수 조정

경질 소재를 먼저 가공하는 것은 진동과 처짐이 적어 공정 안정성이 높기 때문입니다. 그런 다음, 가공된 경질 소재를 기준 으로 연질 소재를 가공하면 전반적인 정확도가 향상됩니다.

절삭 공구는 날카로움과 칩 축적 방지 기능의 균형을 고려하여 선택해야 합니다. 동적 매개변수 조정 기능은 과열로 인한 연질 소재의 용융이나 변형을 방지하여 맞춤형 CNC 고속 프로토타입 제작 의 품질을 보장합니다.

JS Precision은 맞춤형 CNC 고속 프로토타입 제작 전문 서비스를 제공하며, 단단한 고체와 부드러운 고체의 특성에 따라 맞춤형 가공 기술을 개발하여 프로토타입 품질을 보장하고 맞춤형 요구 사항에 정확하게 맞출 수 있습니다.

CNC 대 3D 프린팅: 다중 소재 프로토타입 생산의 대결

CNC 가공과 3D 프린팅은 다중 재료 프로토타입 제작에 가장 많이 사용되는 기술입니다. 두 기술 모두 장점이 있으며, RP(신속 프로토타입) 개발 요구 사항에 따라 두 기술 중 어떤 것을 사용할지 결정됩니다. 두 기술의 차이점을 파악하면 올바른 선택을 하는 데 도움이 될 수 있습니다.

CNC와 3D 프린팅의 장점 비교 다중 소재 프로토타입 제작

결론: CNC 고속 프로토타입 제작은 고속 프로토타입 개발의 고성능 요구 사항을 충족하는 고정밀, 고강도, 기능 테스트 수준의 프로토타입 제작에 더 적합합니다. 그러나 3D 프린팅 은 개념 증명, 형상 맞춤, 복잡한 내부 캐비티가 있는 프로토타입 제작에 더 적합합니다.

그림 3: CNC 가공 대 3D 프린팅

사례 연구: JS Precision이 드론용 통합 다재료 추진 프로토타입을 제작한 방법

이 사례는 CNC 가공이 다중 소재 쾌속 프로토타입 개발의 문제점을 어떻게 해결하는지 더욱 명확하게 보여줍니다. 다음으로, JS Precision이 드론 업계 고객을 위해 다중 소재 추진 프로토타입을 제작하기 위해 수행한 전체 프로세스를 설명하겠습니다.

고객 요구 사항

드론 회사에서 비행 테스트를 위해 가볍고 추력 높은 추진 프로토타입이 필요했습니다.

탄소 섬유 복합재 블레이드와 알루미늄 합금 허브의 고강도 및 고동축 집적도가 요구되었습니다. 블레이드는 무게를 20g 미만으로 유지해야 했고, 허브는 10,000rpm에 견딜 수 있어야 했으며, 가벼워야 했고, 두 허브의 인터페이스는 ±0.003mm의 정밀도를 유지해야 했습니다.

가장 두드러진 과제는 CFRP 블레이드의 찢어짐 방지 가공, 알루미늄 허브의 고강도 및 경량 구조 설계, 그리고 두 가지의 계면에서 마이크론 수준의 정밀도를 확보하는 것이었습니다.

JS Precision의 솔루션

1. 협업 설계: 당사 엔지니어들은 고객과 협력하여 연결 설계를 개선하고, 단순한 접합 방식 대신 장부맞춤(mortise and tenon) 접합 구조를 도입했습니다. 이 구조는 접합 강도를 35% 향상시키고 가공 및 조립을 간소화합니다.

2. 직렬화 가공:

• 모든 CFRP 블레이드는 다이아몬드 코팅 절삭 공구를 사용하여 5축 CNC 기계로 12,000rpm의 고속으로 정밀하게 한 번에 가공되었으며, 절삭 깊이는 0.1mm로 매우 얕았고 가장자리에 박리 현상이 없었습니다.
• 두 번째 예에서는 동일한 조립품에서 블레이드 중심이 초경 절삭 공구를 사용하여 고정밀 모티스 조인트 구조 로 사전 처리되었습니다.
• 셋째, 전처리된 알루미늄 합금 휠 블랭크를 정밀 지그에 장착하고, 중공 구조 (중량 20% 감소)를 사용하여 모티즈 조인트 헤드를 모티즈 조인트와 간섭 맞춤으로 가공했습니다.

3. 통합 및 검증: 고온 내성 접착제와 물리적 맞물림 설계를 사용하여 두 부품을 압입하여 완성된 프로펠러를 제작했습니다. 이후 좌표 측정기를 사용하여 주요 치수를 확인하여 규격 준수 여부를 확인했습니다.

결과

고객은 5일 이내에 비행 및 고속 풍동 테스트를 위한 작동 가능한 프로토타입을 준비하여 설계를 검증하고 제품 개발 주기를 70% 단축했습니다 .

프로토타입은 예상한 대로 추진력을 발휘했고 테스트 중에도 안정적이었습니다. 이를 통해 필요한 투자를 확보하고 고객은 신속한 프로토타입 개발 프로젝트를 성공적으로 다음 단계로 진행할 수 있었습니다.

그림 4: 탄소 섬유 접이식 프로펠러

프로젝트 시작: 전문 CNC 고속 프로토타입 제작 서비스 이용

번거로움 없는 다중 소재 CNC 프로토타입 개발을 위해 전문적인 CNC 고속 프로토타입 제작 서비스 제공업체를 선택해야 합니다.

기술적인 폭을 평가하세요. 서비스 제공업체가 금속의 신속한 프로토타입 제작부터 특수 플라스틱까지 프로젝트의 모든 소재를 처리할 수 있는 노하우와 장비를 보유하고 있는지 확인하세요. 예를 들어, 서비스 제공업체가 PEEK 및 세라믹 복합재와 같은 특수 소재를 처리할 수 있는지, 그리고 복잡한 구조물을 처리할 수 있는 5축 CNC 장비를 보유하고 있는지 확인하세요.

엔지니어링 지원 역량 살펴보기: 유능한 서비스 제공업체는 도면을 수동적으로 수용하는 것이 아니라 제조 가능성 검토를 위한 설계를 제공합니다. 설계의 제조 가능성 문제를 사전에 파악하고 최적화 권장 사항을 제공하여 후반 단계 수정 비용을 절감 하고 신속한 프로토타입 제작 효율성을 높일 수 있습니다.

품질 시스템 검토: 서비스 제공업체는 다중 재료 시제품의 주요 치수, 특히 인터페이스 맞춤의 정확도를 어떻게 관리하는지 확인해야 합니다. 좌표 측정기와 같은 시험 장비와 철저한 시험 절차를 갖추고 있는지 여부는 시제품 품질에 직접적인 영향을 미칩니다.

견적 프로세스 안내: 현대적인 서비스 플랫폼은 원활한 온라인 견적 프로세스를 갖추고 프로세스 문제와 비용 구조를 명확하게 설명해야 합니다. 빠르고 정확한 견적을 통해 프로젝트 예산을 적시에 계획하고 프로젝트 시작 시간을 최소화할 수 있습니다.

JS Precision 은 완벽한 기술력, 전문 엔지니어 지원, 완벽한 품질 보증 시스템을 갖춘 CNC 고속 프로토타입 제작 서비스입니다. 신속한 견적 프로세스를 통해 프로젝트를 효과적이고, 자신 있게, 그리고 신속하게 시작할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

질문 1: 다중 소재 프로토타입을 CNC 가공하는 것이 3D 프린팅보다 훨씬 느린가요?

항상 그런 것은 아닙니다. 구조가 복잡하지만 강도가 낮은 프로토타입의 경우 3D 프린팅이 더 빠를 수 있습니다. 표면 조도가 우수하고 현실적인 재료 특성이 요구되는 고정밀 기능 프로토타입의 경우, CNC는 일반적으로 초도 부품 공급 시간 단축 이점을 제공합니다. 이는 3D 프린팅 후 지지체 제거, 샌딩, 후경화 등 힘든 공정 시간을 절약하고, 신속한 프로토타입 개발의 효율성 요건을 충족하기 때문입니다.

Q2: 다중재료 CNC 프로토타입 제작은 비용이 많이 드나요?

다중 재료 가공은 복잡성으로 인해 비용이 더 많이 들지만, 그 가치는 증분 비용을 훨씬 능가합니다. 일회성 쾌속 프로토타입 제작을 통해 재료 호환성 문제, 조립 간섭, 성능 병목 현상을 사전에 해결하고, 생산량 증가에 따른 수십 배 또는 수백 배의 비용이 발생할 수 있는 변경 작업을 피할 수 있습니다.

Q3: 다중 소재 CNC 프로토타입을 얼마나 빨리 얻을 수 있나요?

JS Precision에서는 일반적인 고속 프로토타입 가공 프로세스를 통해, 귀사의 데이터 접수부터 배송까지 간단한 다재다능한 프로토타입은 2~3일, 복잡한 프로토타입은 5~7일 이내에 완성할 수 있습니다. 이를 통해 개발 주기를 지연시키지 않고 귀사의 고속 프로토타입 개발 일정을 적시에 충족할 수 있습니다.

Q4: 기계로 가공할 수 있는 이국적인 소재 조합에는 어떤 것이 있나요?

표준 금속 및 플라스틱 외에도 PEEK 및 티타늄 합금 조합, 세라믹 충전 복합재 및 알루미늄 합금, 그리고 ULTEM 및 구리 합금 조합을 성공적으로 가공해 왔습니다. 저희 엔지니어들은 맞춤형 CNC 고속 프로토타입 제작에 풍부한 경험을 보유하고 있습니다. 귀사의 특정 요구 사항을 논의하고 효율적인 가공 솔루션을 개발하려면 언제든지 전화 주십시오 .

요약

CNC 가공은 오랫동안 "금속 절단"이라는 고정관념을 넘어, 탁월한 유연성과 정밀성으로 신속한 프로토타입 제작을 새로운 차원으로 끌어올리고 있습니다.

다양한 소재의 최상의 성능을 결합함으로써 제품 개발 초기 단계에서 거의 완성된 제품을 직접 만져보고 확인할 수 있어 R&D 위험과 출시 시간을 크게 줄일 수 있습니다.

혁신적인 제품을 만들고 복잡한 설계 에 익숙하고 높은 정확도로 생산할 수 있는 제조 파트너를 찾고 있다면 JS Precision이 완벽한 선택입니다 .

저희는 광범위한 경험과 최첨단 기술, 효율적인 프로세스를 바탕으로 신속한 프로토타입 개발 프로젝트의 품질 실행을 보장하여 고객이 정해진 시간 내에 제품을 출시할 수 있도록 지원합니다.