November 3, 2025
3축 가공과 5축 가공 비교: 기술적 차이점 및 산업 응용 분야
현대 제조는 복잡성과 정밀도의 한계를 지속적으로 확장하고 있으며, 이러한 진화의 중심에는 컴퓨터 수치 제어(CNC) 가공이 있습니다. 특히 3축 시스템과 5축 시스템 중에서 기계를 선택하는 것은 작업장의 역량, 효율성 및 비용 구조를 결정하는 중요한 결정입니다. 3축 가공이 업계의 핵심이지만 5축 기술의 고급 운동학은 기하학적 가능성의 새로운 영역을 열어줍니다. 근본적인 기술적 차이와 산업별 애플리케이션에 미치는 영향을 이해하는 것은 모든 현대 제조업체에게 필수적입니다.
가장 뚜렷한 차이점은 동시 공구 이동에 사용할 수 있는 축 수에 있습니다.
3축 가공3축 CNC 기계는 X(좌우), Y(전후), Z(상하)의 세 가지 기본 선형 축을 따라 작동합니다. 이 구성에서 절삭 공구는 고정된 공작물을 기준으로 이 세 평면을 따라 이동합니다. 이 시스템은 개념적으로 단순하며 대부분의 표준 밀링 작업의 기초를 형성합니다.
도구 액세스 및 제한 사항:공구는 고정된 한 방향(일반적으로 상단)에서만 가공물에 접근할 수 있습니다. 부품의 다른 면에 가공 기능을 적용하려면 작업자가 수동으로 기계를 정지하고, 공작물을 고정 해제하고, 방향을 바꾸고, 다시 고정해야 합니다("설정"이라고 하는 프로세스). 각각의 추가 설정으로 인해 비절단 시간이 늘어나고, 기하학적 오류가 누적될 가능성이 높아지며, 전체 정확도가 감소합니다.
단순성과 비용:3축 기계는 간단한 구성과 프로그래밍으로 인해 초기 자본 투자가 낮고 유지 관리가 간단하며 덜 전문적인 CAD/CAM 소프트웨어 및 운영자 교육이 필요합니다.
5축 가공5축 CNC 기계는 3개의 선형 축(X, Y, Z)을 통합하고 2개의 회전 축(종종 A, B 또는 C로 지정됨)을 추가합니다. 이 두 개의 추가 축을 사용하면 도구나 공작물(또는 둘 다)이 회전할 수 있으므로 절단 도구가 모든 방향에서 부품에 접근할 수 있습니다.
향상된 도구 액세스(동시 및 인덱싱):5축 작동에는 두 가지 기본 모드가 있습니다.
3+2 인덱스 가공:두 개의 회전축은 공작물의 방향을 특정 각도로 지정하는 데 사용되며, 3축 절단이 진행되는 동안 이 각도는 고정된 상태로 유지됩니다. 이는 단일 설정으로 5개의 서로 다른 측면에서 수행되는 사실상 3축 절단입니다. 설정 시간을 줄이고 기능 간 정확도를 높이는 데 탁월합니다.
동시 5축 가공:5개 축 모두 동시에 이동하므로 공구 팁은 절단 시 복잡한 윤곽이 있는 표면에 대해 수직(수직)을 유지할 수 있습니다. 이는 자유형, 유기적 또는 깊게 조각된 형상을 생성하는 데 중요합니다.
공구 수명 및 표면 조도:절삭 공구의 방향을 최적으로 지정할 수 있다는 것은 공구가 항상 가장 효율적인 각도로 재료에 제시되어 더 짧고 견고한 커터를 유지할 수 있음을 의미합니다. 이를 통해 공구 편향이 줄어들고 공구 수명이 연장되며 더 짧은 절삭 공구를 사용할 수 있어 강성이 향상됩니다. 또한, 동시 5축 모션을 통해 윤곽이 있는 표면을 마무리할 때 더 작은 스텝오버가 가능하므로 가공 후 손 마무리 작업이 덜 필요한 표면 품질이 크게 향상됩니다.
복잡성과 비용:5축 기계는 기계 설계, 제어 시스템 및 프로그래밍 측면에서 훨씬 더 복잡합니다. 이를 위해서는 고급 포스트 프로세서, CAM 소프트웨어의 정교한 충돌 방지 알고리즘, 고도로 숙련된 운영자가 필요하므로 훨씬 더 높은 자본 투자와 더 높은 운영 비용이 발생합니다.
3축 기술과 5축 기술의 적용은 어느 것이 "더 나은가"의 문제가 아니라 어느 것이 더 나은가의 문제입니다.가장 적절한그리고비용 효율적특정 작업 및 산업에 대해.
3축 가공 애플리케이션3축 기계는 상대적으로 편평한 형상과 각기둥 형상의 부품에 완벽한 선택입니다. 그들은 단순성과 대량 생산이 핵심인 산업을 지배하고 있습니다.
일반 제조 및 상용 제품:인클로저, 간단한 브래킷, 패널, 플레이트 및 중요하지 않은 구조 부품을 제조합니다. 간단한 밀링, 드릴링 및 포켓 작업에 중점을 둡니다.
툴링 및 설비:형상이 주로 축에 평행하거나 수직인 형상으로 정의되는 금형, 지그 및 고정 장치를 만듭니다.
가전제품 및 자동차(단순 부품):방열판이나 플랫 프로파일 커넥터와 같은 기본 윤곽을 갖춘 대용량 부품을 생산합니다.
5축 가공 애플리케이션5축 기계는 특히 서로 다른 면의 피처 간 기하학적 정확성이 가장 중요한 경우 극도의 정밀도가 요구되는 복잡하거나 곡선 또는 다면 형상을 특징으로 하는 고가치 구성요소에 없어서는 안 될 요소입니다.
항공우주:업계에서는 터빈 블레이드, 임펠러(블레이드 디스크), 구조용 격벽 및 복잡한 엔진 하우징과 같은 중요한 구성 요소에 5축 기술을 활용하는 5축 기술을 많이 사용합니다. 이러한 부품은 종종 고강도의 기계 가공이 어려운 합금으로 만들어지며, 5축 가공의 단일 설정 기능은 비행 안전과 성능에 필요한 정밀한 윤곽과 엄격한 공차를 보장합니다.
의료 및 임플란트:정교한 의료 기기, 특히 고관절이나 무릎 관절과 같은 정형외과 임플란트를 제조합니다. 이를 위해서는 여러 설정으로는 달성할 수 없는 윤곽이 뚜렷하고 매끄럽고 정밀하게 결합된 표면이 필요합니다. 치과 보철물과 고정밀 수술 도구 또한 큰 이점을 제공합니다.
에너지 및 발전:효율성과 성능을 보장하기 위해 내부 윤곽이 정확해야 하는 복잡한 매니폴드, 압축기 휠 및 특수 밸브와 같은 유체 흐름 구성 요소를 만듭니다.
금형 및 툴링(복잡함):매끄럽고 매우 정확한 3차원 표면이 필요한 복잡한 단조 작업을 위한 복잡한 플라스틱 부품 또는 다이용 사출 금형을 생산합니다.
3축 또는 5축 가공을 배포하기로 한 결정은 단순성과 기능 간의 계산된 절충안입니다. 3축 가공은 경제적인 선택으로 단순한 형상을 빠르고 저렴하게 생산할 수 있으며 다양한 설정을 사용하여 다면 형상을 처리합니다. 이는 대부분의 표준 가공 작업의 중추로 남아 있습니다. 반대로 5축 가공은 CNC 기술의 정점을 의미합니다. 장비, 소프트웨어 및 숙련된 노동력에 대한 더 높은 투자가 필요하지만 단일 설정으로 복잡한 형상을 가공하는 기능은 효율성을 대폭 향상시키고 형상 간 정확도를 향상시키며 리드 타임을 줄이고 우수한 표면 마감을 제공합니다. 항공우주, 의료, 고성능 부문 전반에 걸쳐 기하학적으로 가장 까다로운 부품을 생산하려는 제조업체에게 5축 가공의 동시 다방향 자유로움은 장점일 뿐만 아니라 필수입니다.
