CNC 가공 프로젝트를 시작하기 전에 제조업체는 일반적으로 생산에 바로 착수하기보다는 CAD 파일을 검토해야 합니다. 이러한 파일은 일반적으로 다음을 통해 생성됩니다. 컴퓨터 지원 설계로 전송되기 전에 부품 형상을 정의하여 CAM 프로그래밍 및 제조로 전송합니다. 3D 모델은 부품의 형상을 확인하는 데 사용되며, 2D 엔지니어링 도면은 공차, 나사산, 표면 마감, 재료 및 후처리 요구 사항을 지정합니다. 파일 형식이 부적합하거나 모델 세부 사항이 불분명하면 견적, 엔지니어링 검토 및 CAM 프로그래밍에 영향을 미칠 수 있습니다.
이 문서에서는 CNC 가공에 사용되는 일반적인 CAD 파일 형식과 최상의 사용 시나리오, 제조를 위해 파일을 제출하기 전에 완료해야 하는 설계 및 준비 점검 사항을 간략하게 설명합니다.
CAD 정확도가 가공에 영향을 미치는 이유
CNC 가공은 CAM 소프트웨어가 모델 데이터를 직접 읽어 공구 경로를 생성하는 데이터 기반 프로세스입니다. CAD 모델의 모든 불일치는 생산 과정에서 증폭되어 최종 부품의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다:
- 툴패스 왜곡: 모델에 파손된 표면이나 교차하는 지오메트리가 있는 경우 CAM 소프트웨어가 경계를 식별하지 못해 공기 절단 또는 실수로 가우징이 발생할 수 있습니다.
- 허용 오차 및 맞춤 오정렬: 3D 모델은 정확하지만 복잡한 맞춤 요구 사항을 완벽하게 전달할 수는 없습니다. 2D 도면에 정보가 누락되거나 모델과 모순되는 경우 제조업체는 기능 요구 사항을 충족하는 데 어려움을 겪게 됩니다.
- 물리적 제조 가능성: 정확한 CAD 모델을 통해 벽 두께와 필렛 반경을 평가할 수 있습니다. 이를 통해 프로그래밍 단계에서 공구 간섭과 같은 위험을 식별하여 실제 절삭 공정 중에야 발견될 수 있는 문제를 방지할 수 있습니다.
일반적인 CAD 파일 형식
업계 표준 파일 형식을 선택하는 것은 데이터를 손실 없이 효율적으로 전송하기 위한 첫 번째 단계입니다.
- STEP (.stp / .step): 업계 표준 중립 포맷입니다. 솔리드의 형상과 토폴로지를 정확하게 기록하므로 호환성이 뛰어나 CNC 기계 가공 및 CAM 프로그래밍에 선호되는 형식입니다.
- IGES(.igs): 주로 표면 지오메트리 전송에 중점을 둔 포맷입니다. 복잡한 솔리드 모델의 경우 데이터 견고성이 STEP보다 약간 떨어지지만, 구형 장비와 관련된 공동 작업에는 여전히 사용됩니다.
- 네이티브 형식(.sldprt / .prt / .CATPart): SolidWorks, NX 또는 CATIA와 같은 소프트웨어의 네이티브 파일. 이러한 형식은 기능 트리를 유지하므로 소프트웨어 버전이 호환되는 경우 제조업체가 필요한 설계 최적화를 수행할 수 있습니다.
- STL(.stl)은 피하세요: STL은 수많은 삼각형 패싯으로 구성된 메시 기반 형식입니다. CNC 가공에 필요한 정밀한 수학적 경계를 제공할 수 없으며 일반적으로 고정밀 금속 부품에는 가공할 수 없는 데이터로 간주됩니다.
CAD 설계 최적화 팁
제품 설계 단계에서 CNC 가공의 물리적 특성을 예측하고 그에 따라 모델링하면 위험과 제조 난이도를 크게 줄일 수 있습니다.
지오메트리 최적화
내부의 날카로운 모서리를 피하세요. CNC 절삭 공구는 원통형이기 때문에 날카로운 내부 모서리를 직접 절단할 수 없습니다. 가능하면 필렛을 CAD 모델에 통합하여 필렛 반경이 의도한 도구의 반경과 같거나 더 큰지 확인해야 합니다.
벽 두께 및 구조 제어
벽이 지나치게 얇은 디자인은 피하세요. 일반적으로 고속 절단 시 공진이나 변형으로 인해 표면 품질이 저하되는 것을 방지하기 위해 벽 두께를 최소 0.8mm~1.0mm로 유지하는 것이 좋습니다.
표준화된 디자인
가능하면 구멍 직경을 표준 드릴 또는 엔드밀 크기와 일치시켜 비표준 툴링과 관련된 비용을 줄이세요. 또한 CAD 모델 내에 명확한 측정 데이텀을 정의하여 조립 및 품질 검사를 용이하게 하세요.
CAD 파일 체크리스트
CAD 파일을 제조 파트너에게 보내기 전에 이 자가 점검을 수행하여 생산 시스템에서 데이터를 정확하게 해석할 수 있는지 확인해 보세요:
- 기하학적 무결성: 모델이 누락된 표면이나 단절된 경계가 없는 닫힌 솔리드인지 확인합니다.
- 단위: 설계 단위(밀리미터 또는 인치)를 명확하게 지정하여 잘못된 해석으로 인한 스케일링 오류를 방지하세요.
- 좌표계: 모델의 방향이 제조 로직과 일치하도록 일관된 작업 좌표 시스템(WCS)을 정의합니다.
- 관련 도면: 중요한 공차, 나사산 사양 또는 표면 처리 요구 사항이 있는 경우 2D PDF 엔지니어링 도면을 포함했습니까?
- 중복성 간소화: 불필요한 어셈블리 구성 요소(나사나 와셔 등)나 참조 형상을 제거하여 파일을 깨끗하게 유지합니다.
결론
명확한 CAD 파일은 견적 및 엔지니어링 검토 과정에서 주고받는 커뮤니케이션을 줄이고 생산 팀이 정확한 CAM 프로그래밍 및 준비를 수행하는 데 도움이 됩니다. 대부분의 CNC 가공 프로젝트의 경우 STEP 또는 STP 형식의 3D 모델과 모든 중요 공차, 나사산, 표면 마감 및 재료 요구 사항이 포함된 2D PDF 도면을 모두 제공하는 것이 좋습니다. 파일을 명확하게 준비할수록 제조 평가, 프로그래밍 및 품질 검사를 통해 프로젝트가 더 효율적으로 진행될 수 있습니다.
