기계 가공 부품 및 부품이란 무엇인가요?

가공 부품이란 무엇인가요?

가공 부품은 밀, 선반, 라우터 등의 기계를 통해 금속이나 플라스틱과 같은 재료에서 모양을 만들어내는 부품입니다. 이 도구는 원하는 모양을 만들기 위해 추가 재료를 제거합니다.

수작업으로 가공할 수도 있고, CNC(컴퓨터 수치 제어) 기계를 사용하여 디지털 방식으로 가공할 수도 있습니다. 사람의 정밀도가 필요한 빠른 작업은 수동 가공이 가장 적합하고, 복잡하고 반복 가능한 형상은 CNC 가공이 적합합니다.

결과적으로 밀링 및 터닝과 같은 기술을 통해 CNC 가공은 가공 부품의 정밀도와 제조 효율성을 향상시켰습니다. 그 결과 항공우주, 자동차 등 부품 신뢰성의 정확성이 가장 중요한 분야에서 가공 부품은 필수 불가결한 요소가 되었습니다.

또한 일부 엔지니어링 부품은 먼저 주조 또는 성형한 다음 가공하여 완성합니다. 이러한 부품은 부분 가공 또는 후가공 부품이라고도 하며, 이는 현대 제조 공정에서 가공의 다양성과 중요성을 나타냅니다.

가공 부품의 응용 분야

항공우주 산업:

• 애플리케이션: 항공기 엔진 부품, 기체 구조 요소, 랜딩 기어 등
• 산업 특성: 매우 높은 정밀도와 신뢰성이 요구됩니다.
• 부품 요구 사항: 극한의 온도와 압력을 견뎌야 하며 내식성과 강도가 높아야 합니다.
• 장점: 정밀 가공을 통해 부품이 엄격한 안전 기준을 충족하여 비행 안전과 효율성을 향상시킵니다.

자동차 산업:

• 애플리케이션: 엔진 부품, 변속기 시스템, 서스펜션 시스템 부품.
• 산업 특성: 높은 비용과 효율성이 요구되는 대량 생산.
• 부품 요구 사항: 높은 내구성, 우수한 기계적 강도 및 내마모성.
• 이점: 가공 부품은 차량 성능을 개선하고 고장률을 낮추며 서비스 수명을 연장합니다.

의료 산업:

• 애플리케이션: 수술 도구, 이식형 장치, 관절 교체 및 치과 임플란트.
• 산업 특성: 제품 생체 적합성 및 정밀도에 대한 요구 사항이 매우 높습니다.
• 부품에 대한 요구 사항: 무독성, 생체 적합성 소재는 복잡한 인체 해부학적 구조에 맞도록 매우 정밀해야 합니다.
• 장점: 정밀 가공은 의료 기기의 안전과 기능을 보장하여 치료 결과를 개선합니다.

전자 산업:

• 애플리케이션: 컴퓨터 하드웨어, 모바일 장치 및 통신 장비용 구성 요소.
• 산업 특성: 소형화 및 고도의 기술 통합을 추구합니다.
• 부품에 대한 요구 사항: 매우 높은 정밀도와 복잡한 소형화 설계.
• 장점: 정밀 가공을 통해 전자 기기의 소형화, 효율성 및 기능성을 향상시킬 수 있습니다.

에너지 산업(석유 및 가스 등):

• 애플리케이션: 드릴링 장비, 전송 시스템 구성 요소.
• 산업 특성: 장비의 신뢰성과 내구성에 대한 요구가 높은 열악한 환경.
• 부품 요구 사항: 고압, 고온 및 부식성 환경을 견뎌야 합니다.
• 장점: 가공 부품은 장비 성능과 안전성을 향상시켜 유지보수 비용과 가동 중단 시간을 줄여줍니다.

맞춤형 가공 부품을 설계하는 방법

맞춤형 가공 부품이 기능적이고 오래 지속되도록 하려면 몇 가지 설계 원칙을 따르는 것이 중요합니다. 올바른 사양을 사용하면 기계적 사고를 피할 수 있고 부품이 조립품에 매끄럽게 맞물려 많은 비용이 드는 조정 및 수리의 필요성을 줄일 수 있습니다. 또한 표준 지침에 따라 최종 제품의 품질이 향상되어 사용자들의 신뢰와 전반적인 만족도를 높일 수 있습니다.

벽의 두께

가공 부품을 작업할 때 금속은 최소 0.8mm, 플라스틱은 1.5mm의 벽 두께를 가져야 한다는 점을 언급할 필요가 있습니다. 이렇게 하면 향후 파손이나 변형 없이 부품을 제작하고 사용하는 동안 엔지니어링할 수 있습니다. 예를 들어 두께가 이보다 얇은 알루미늄 부품은 진동과 구부러짐이 발생할 수 있습니다.

언더컷

특별한 도구 없이 언더컷은 약 0.5mm 깊이를 넘지 않아야 합니다. 또는 표준 장비를 사용하면 3mm 깊이까지 언더컷을 할 수 있습니다. 그러나 더 깊은 언더컷이 필요한 디자인을 설계할 때는 추가 비용과 구조적 무결성에 대한 타협 가능성을 염두에 두어야 합니다.

구멍, 구멍 및 실

효율적인 툴링을 용이하게 하고 재료 강도를 제공하기 위해 캐비티에 대한 설계 표준에서는 이러한 구멍의 깊이가 4mm 이상 10mm 이하이어야 한다고 규정하고 있습니다. 나사 구멍도 이를 염두에 두고 설계해야 하므로 하중을 견디는 상황이 발생할 경우를 대비하여 나사 깊이는 M6 권장 직경인 9mm와 같아야 합니다.

계단

가공 부품의 규모에 따라 해당 부품의 설계자가 허용할 수 없는 한계까지 허용하는 치수 공차 수준이 결정됩니다. 소형 부품(50mm 미만)의 공차는 일반적으로 ±0.05mm이며, 대형 부품(100mm 이상)은 가공 공정 중 재료의 거동으로 인해 최대 ±0.1mm까지 완화될 수 있습니다.

돌출부

탭이나 보스와 같이 가공된 부품 돌출부는 원래 부착하거나 그 위에 위치하려던 표면에서 기본 두께의 3배 이상 위쪽으로 확장해서는 안 됩니다. 반대로 기본 두께가 2mm인 돌출부의 경우 구조가 약해져 좌굴이나 꺾임을 유발하지 않으려면 높이가 6mm를 초과하지 않도록 해야 합니다.

내부 모서리 반경

내부 반경 모서리는 가공된 부품의 응력 집중을 줄이는 데 매우 중요합니다. 대부분의 소재의 경우 권장 반경은 최소 1mm이지만, 스테인리스 스틸과 같이 더 단단한 소재의 경우 사용으로 인한 균열을 방지하기 위해 2mm 이상일 수 있습니다.

포켓

대부분의 경우 가공된 부품의 포켓은 공구 직경의 최대 3배 깊이를 갖습니다. 효율적인 칩 제거와 공구의 안정성을 보장하기 위해 직경 4mm 공구로 포켓을 만들 경우 이 수치를 초과해서는 안 됩니다.

사전 드릴 탭핑 깊이

적절한 나사산 형성을 보장하려면 사전 드릴링 깊이가 탭의 직경보다 1.5배 이상 커야 합니다. 직경이 6.8mm인 M8 표준 탭을 예로 들면, 강도에 영향을 주지 않고 완전히 결합할 수 있도록 사전 드릴링 깊이는 약 10.2mm가 되어야 합니다.

탭 홀

가공된 표면의 탭 구멍은 기능을 제대로 수행하려면 최소한의 내경이 있어야 합니다. 즉, M4 탭 구멍은 나사못을 끼우기 전에 최소 3.3mm 이상 뚫어야 하며, 나사는 최소 8mm 길이의 나사못을 끼워야 합니다.

텍스트 및 레터링

도장 또는 기타 마감 처리 후 가독성을 위해 가공된 부품에는 최소 5mm 높이의 텍스트와 레터링이 있어야 하지만 그 깊이가 밀리미터 표시 아래로 떨어지지 않아야 합니다. 기계 제어 패널에는 일반적으로 열악한 산업 환경에서도 쉽게 식별할 수 있어야 하는 라벨이 새겨져 있습니다5.

표면 마감

가공된 부품 표면 마감은 애플리케이션의 요구 사항에 따라 다릅니다. 대부분의 산업용 애플리케이션에는 1.6µm의 거칠기(Ra) 값만 필요할 수 있지만, 유압 밸브와 같이 더 미세한 마감은 0.4µm인 ASME B46.1에 지정된 범위 내에 속할 수 있습니다.

가공 부품 재료

기계 설계 및 생산에서 소재의 선택은 제품의 기능, 신뢰성, 경제성에 매우 중요합니다. 올바른 소재는 구조물의 강도 유지, 생산성 향상, 환경 영향 감소, 비용 절감을 위해 필요하며, 이는 시장에서 성공하는 데 필수적인 요소입니다.

• 금속: 여기에는 주로 강철(예: 탄소강 또는 합금강), 알루미늄, 구리, 스테인리스강과 같은 가공된 재료가 포함됩니다. 이러한 재료는 기계적 특성이 우수하고 쉽게 가공할 수 있습니다.
• 플라스틱: 동시에 나일론, 폴리카보네이트, PTFE(테프론) 등 고강도가 필요하지 않은 특정 엔지니어링 플라스틱으로 무부하 부품을 개발할 수 있습니다.
• 세라믹: 반면 탄화규소나 알루미나와 같은 세라믹은 가공 비용이 많이 들지만 고온이나 마모가 심한 상황과 같은 까다로운 조건에서도 견딜 수 있습니다.
• 복합재: 탄소 섬유 복합재와 유리 섬유 강화 플라스틱 복합재는 중량 대비 강도가 뛰어나 특수한 용도로 사용됩니다.

가공 부품의 장점

MOQ 없음

제조 및 설계에서 가공 부품의 중요한 장점 중 하나는 최소 주문 수량이 없다는 것입니다. 이러한 특성은 조직에 유연성을 제공하여 비용과 재고를 효과적으로 관리할 수 있게 해줍니다.

좋은 프로토타입

가공된 부품은 가공의 중요한 요소인 프로토타입 제작 기능도 제공합니다. 엔지니어는 프로토타입을 빠르게 제작하고 테스트할 수 있어 신속한 반복과 개발이 가능합니다. 따라서 이 프로세스를 통해 신제품이 시장에 출시되기까지 걸리는 시간을 단축할 수 있습니다.

자유로운 디자인

가공 부품은 디자인 자유도가 뛰어납니다. 다른 제조 방법으로는 불가능한 복잡한 모양과 복잡한 디테일을 생성할 수 있기 때문입니다. 이러한 특성은 궁극적으로 최종 제품의 기능성과 심미성을 모두 향상시킵니다.

품질

품질 측면에서 가공 부품은 다른 대체 부품보다 앞서 있습니다. 정밀하게 생산되므로 주조 또는 단조 부품보다 더 엄격한 허용 오차를 달성할 수 있습니다. 이러한 측면은 더 높은 품질의 부품을 만들어 더 나은 성능과 더 오래 지속되는 최종 사용자 제품을 만듭니다.

리드 타임

일반적으로 가공 부품의 리드 타임은 다른 생산 공정에 비해 짧은 경향이 있습니다. 직접 가공하는 특성상 금형이나 셋업이 필요 없기 때문에 더 빠른 처리 시간을 보장합니다. 이러한 빠른 대응 능력은 기업이 시장 수요에 신속하게 대응하는 데 도움이 됩니다.

변경 사항

생산 중에 가공을 통해 부품을 쉽게 변경할 수 있습니다. 부품을 변경해야 하는 경우 가동 중단 시간이 길어지거나 비용이 많이 들지 않고 즉시 실행할 수 있습니다. 따라서 이러한 유연성은 제품 설계를 개선하는 데 크게 기여합니다.

힘

가공 부품의 강도는 이러한 품목에서 빼놓을 수 없는 또 다른 장점입니다. 금속과 고강도 플라스틱을 포함한 소재를 선택하면 열악한 조건과 높은 응력 수준에 대한 저항력과 내구성이 보장되므로 중요한 응용 분야에 이상적입니다.

표면 마감

마지막으로, 가공된 부품은 다른 제조 공정에 비해 표면 마감이 우수한 경우가 많은데, 그만한 이유가 있습니다. 가공에 사용되는 도구가 정밀하기 때문에 결과물인 표면은 바로 사용하거나 최소한의 후처리가 필요합니다. 이러한 특성은 미적 기준이 높거나 특정 성능 요구 사항이 있는 부품에 중요합니다.

부품 가공 기술 및 프로세스

다양한 제조 공정과 방법을 통해 개발자와 생산자는 제품의 특정 특징과 재료의 특성에 가장 적합한 기술을 선택할 수 있습니다. 따라서 이러한 적응성을 통해 단순한 형태에서 복잡한 형태까지, 그리고 부드러운 플라스틱에서 단단한 금속에 이르는 다양한 소재를 효과적으로 가공할 수 있습니다. 따라서 대량 생산 또는 개별 주문을 위해 엄격한 요구 사항과 다양한 수요를 충족할 수 있는 유연한 용량과 높은 정밀도를 갖춘 공작 기계가 필요합니다.

• 밀링: 밀링: 밀링에서 CNC 밀은 원재료에서 밀링된 부품을 생산합니다. 페이스 밀링, 엔드 밀링, CNC 밀링 등 다양한 기계와 절삭 공구를 사용하여 평평하거나 윤곽이 있는 표면의 부품을 만듭니다.
• 선삭: 선삭 가공에서는 원통형 모양을 만들기 위해 커터가 재료를 제거하는 동안 공작물이 회전하면서 선삭 부품이 생산됩니다. CNC 선삭은 샤프트와 같은 가공 대상과 외부 피처에 나사산을 쉽게 만들 수 있습니다.
• 드릴링: 드릴은 이 과정에서 목표물에 구멍을 뚫으면서 회전합니다. 이를 통해 다양한 산업 분야의 가공 부품에 다양한 크기와 깊이의 구멍을 뚫습니다.
• 브로칭: 브로칭은 연삭이나 밀링 작업과 같은 다른 공정에 비해 마감 품질이 향상된 내부 복잡한 형상의 키홈 스플라인을 정밀하게 생산하는 데 사용되는 특수 절삭 공구의 역할을 합니다.
• 연삭: 연삭은 연마 휠을 사용하여 재료를 제거하여 가공된 부품을 고정밀로 매끄럽게 마무리하는 작업입니다.
• 방전 가공(EDM): 이 기술은 전기 방전을 사용하여 복잡하거나 가공하기 어려운 모양에서 재료를 제거합니다.
• 레이저 커팅: 이 기술에는 고출력 레이저 빔이 사용되어 절단되는 플라스틱 또는 금속 조각을 포함한 대상 재료를 정확하게 녹이거나 기화 또는 날려버리는 데 사용됩니다.
• 초음파 가공: 복잡한 형상을 가공해야 하는 깨지기 쉽고 부서지기 쉬운 재료의 경우, 미세하게는 초음파가 진동할 수 있도록 연마 슬러리가 포함된 슬러리 기반 재료를 사용해야 합니다.

가공 부품의 표면 마감

표면 마감은 가공된 부품의 외관과 작업 성능을 모두 개선하는 데 사용됩니다. 표면을 덮어 부식을 방지하고 내마모성을 강화하며 표면 경도를 높입니다. 따라서 바니시는 부품을 보호하는 기능뿐만 아니라 외관을 개선하여 눈에 잘 띄도록 하는 역할도 합니다.

• 가공된 상태: 가공 후 공작물의 표면 마감에 공구 자국이 함침된 상태입니다. 따라서 이러한 유형의 마감은 순전히 시각적인 측면을 고려하지 않는 용도에 적합합니다. 일부 기계 부품에 슬라이딩 기능을 제공합니다.
• 비드 블라스트: 유리 구슬을 고속으로 고르게 분사하여 무광택 또는 새틴 표면을 만드는 마감 방식입니다. 즉, 표면 반사율을 낮추면 시각적 및 안전상의 이유로 가공 자국이 보이지 않게 됩니다.
• 아노다이징: 아노다이징은 알루미늄 부품 위에 딱딱하고 비전도성인 얇은 세라믹 층을 입히는 공정을 사용합니다. 이 방법은 구멍, 마모, 부식을 최소화할 수 있으며 원하는 색상으로 염색하여 디자인할 수 있습니다.
• 파우더 코팅: 파우더 코팅 공정에서는 자유롭게 움직이는 건조 분말을 도포합니다. 이 파우더는 일반적으로 열로 경화되어 스킨을 형성합니다. 이 마감은 두께와 내마모성이 훨씬 우수합니다. 따라서 실외 사용이나 교통량이 많은 지역에 적합한 표면입니다.
• 도금: 도금 공정은 표면에 다른 금속의 미세한 층을 형성하는 과정으로 이루어집니다. 합금 공정은 사용되는 금속에 따라 내식성, 암석 경도, 시각적 매력 또는 기타 원하는 특성을 향상시킬 수 있습니다.
• 폴리싱: 이 공정은 재료의 최상층을 물리적으로 또는 화학적으로 제거하는 작업입니다. 이 마감 처리는 장식용 및 마찰이 적은 부품에 이상적입니다.

가공 부품의 공차

부품을 제대로 맞추려면 가공된 부품 공차를 유지해야 합니다. 공차는 부품의 치수가 달라질 수 있는 한계를 정합니다. 항공우주 및 의료 기기처럼 정밀한 상황에서는 이러한 문제가 더욱 심각해집니다.

효율적인 작동과 안전을 보장하기 위해 최소한의 허용 오차를 가진 부품이 필요한 제트 엔진을 예로 들 수 있습니다. 편차가 발생하면 엔진 고장의 원인이 될 수 있습니다. 이는 신뢰성과 효율성 측면에서 정확한 허용 오차가 얼마나 중요한지 보여줍니다.

반면에 정원 도구는 중요한 용도가 아니므로 허용 오차가 더 넓을 수 있습니다. 이렇게 하면 생산 비용을 줄이면서도 기능을 유지할 수 있습니다. 공차 선택은 각 구성 요소의 역할과 치수 편차의 의미에 따라 달라져야 합니다.

가공 부품을 어떻게 아웃소싱합니까?

가공 요구 사항에 맞는 공급업체를 찾을 때는 부품의 품질을 보장하는 몇 가지 요소를 고려하는 것이 중요합니다. 시장에는 수많은 가공 공장이 있지만, 공장을 선택할 때는 고품질 부품 제조에 대한 경험, 기술, 실적을 살펴봐야 합니다. 정보에 입각한 결정을 내리면 프로젝트의 예상 결과를 달성할 수 있습니다.

• 인증: ISO 인증은 가공 회사를 나타내는 좋은 지표이지만, 회사가 할 수 있는 일의 전부는 아닙니다. 이러한 인증은 효과적인 가공 파트너를 선택하는 데 도움이 됩니다.
• 입소문: 기계 가공 부품 제조업체를 사용하는 다른 하드웨어 회사와 이야기를 나누면 아웃소싱 방법에 대한 귀중한 인사이트를 얻을 수 있습니다.
• 수요 정보: 제조업체에 많은 질문을 해야 하며, 제조업체의 답변이 만족스럽지 않다면 다시 한 번 생각해보고 결정하세요.
• 견적 요청(RfQ): 다양한 가공 업체의 견적을 비교하여 프로젝트에 가장 비용 효율적인 업체를 찾을 수 있습니다.
• 공장 방문하기: 제조업체의 공장을 방문하면 공장에서 일어나는 일과 사용하는 장비를 직접 볼 수 있습니다. 경우에 따라 에이전트를 고용하여 이러한 방문을 계획하는 것이 도움이 될 수 있습니다.

아웃소싱 가공 부품의 제조를 준비할 때는 몇 가지 주요 팁을 고려하세요.

• DfM 가이드라인을 준수합니다: 제조 공정에서 어려움을 초래할 수 있는 매우 깊은 구멍이나 얇은 벽이 없도록 제조용 설계 가이드라인을 면밀히 준수하여 디지털 설계가 제조 가능한지 확인합니다.
• 범용 표준을 사용하세요: 사람들이 혼동하지 않도록 디지털 파일로 전체 기술 도면을 제공하세요. 대신 범용 표준을 사용하면 오해의 소지가 있을 수 있습니다.
• NDA: 기밀 유지 계약을 체결할 때 모든 디자인은 기밀로 유지되며 다른 사람과 공유되지 않습니다.
• 배송 시간을 고려하세요: 특히 마감 기한이 촉박한 경우, 아웃소싱 부품의 배송 시간이 길어질 수 있습니다.
• 결제 준비하기: 첫 주문의 경우 제조업체는 선불 결제를 요구할 수 있으며, 이후 프로젝트에서는 신용 조건이 제공될 수 있습니다.