신속 시제품 제작을 위한 CNC 가공과 3D 프린팅 비교

시제품 시험 개발

기본 프로토타입 개발 과정

신속 시제품 개발에는 주로 비금속 및 금속 시제품이 포함됩니다. 이러한 부품들은 생산 금형 부품을 대신하여 구조, 기능, 외관 및 기타 요구 사항을 검증하는 데 사용됩니다.

시제품 제작은 프로젝트 개발 일정상 고정된 시점이 없으며, 실제 테스트 요구 사항을 충족하기 위해 종종 조정됩니다. 개발 주기가 계속 단축됨에 따라 시제품 리드타임 요구 사항도 점점 더 짧아지고 있습니다. 이로 인해 신속한 시제품 제작 요구를 충족하기 위해 3D 프린팅 및 신속 금형 제작과 같은 기술이 도입되고 있습니다. 비금속 시제품의 현재 공정으로는 주로 고속 CNC 밀링 및 조각, 3D 프린팅이 있습니다. 금속 신속 시제품의 일반적인 공정으로는 CNC 가공, 레이저 파우더 베드 융합, 소프트 툴 스탬핑 등이 있습니다. 선택되는 공정과 소재는 부품 구조, 용도, 사용 환경에 따라 달라집니다.

신속 시제품 제작을 위한 CNC 공정 흐름도

CNC 가공은 현재 시제품 생산에 가장 널리 사용되는 공정 중 하나입니다. 이 공정의 일반적인 절차에는 부품 검토, 공정 분석, 공정 계획 수립, NC 프로그래밍, 프로그램 전송, 그리고 CNC 밀링 및 각인 작업이 포함됩니다.

비금속 시제품을 위한 고속 CNC 밀링 및 조각 가공

비금속 시제품을 위한 고속 CNC 밀링 및 조각 가공은 주로 대형 플라스틱 시제품 부품과 투명 아크릴 소재에 사용됩니다. 예를 들어, 자동차의 전면 및 후면 범퍼, 계기판, 도어 내부 트림 패널 등은 여러 부분으로 나누어 가공한 후 접합하고 표면 마감을 할 수 있습니다. 이러한 부품들은 신차 개발 과정에서 외관 검토, 조립 검증 및 기타 테스트에 활용될 수 있습니다.

신속 금속 시제품 제작을 위한 공정 선정

금속 CNC 가공은 비금속 시제품을 위한 고속 CNC 밀링 및 조각과 유사하지만, 금속 시제품은 일반적으로 일체형으로 가공해야 하며 CAD 모델을 여러 부분으로 분할할 필요가 없습니다. 그러나 재위치 및 재클램핑을 위한 지그 설계가 필요합니다. 금속과 비금속 재료는 경도 수준이 다르기 때문에 프로그래밍 매개변수도 크게 다릅니다. 초기 단계에서 모델을 분할하지 않으면, 이후의 접합 및 마감 공정은 대개 불필요하며, 나사산 구멍 탭핑과 같은 작업만 필요합니다. 스티어링 너클, 서스펜션 브래킷, 금속 스탬핑 금형과 같은 부품을 가공하면 신차 개발 과정에서 조립 검증 요건을 충족할 수 있습니다.

3D 프린팅과 기타 신속 제조 공정의 상호 보완적 가치

CNC 가공은 감산형 제조 공법인 반면, 3D 프린팅은 적층형 제조 공법입니다. CNC 밀링 및 조각 가공은 과잉 재료를 대량으로 제거하는 반면, 3D 프린팅은 디지털 모델에서 직접 프로그래밍하여 물리적 부품을 제작할 수 있습니다. 따라서 재료 활용도가 높습니다. 기본 원리에 따라 3D 프린팅 공정에는 스테레오리소그래피(SLA), 용융 적층 모델링(FDM), 디지털 광 처리(DLP), 금속 레이저 분말 베드 용융 등이 포함됩니다. 일반적인 공정 단계로는 데이터 준비, 부품 제작, 후처리가 있습니다. CNC 가공과 비교할 때, 공정 흐름이 더 짧으며 일반적으로 준비 및 후처리 시간이 덜 소요됩니다.

시제품용 소프트 툴 스탬핑

소프트 툴 스탬핑은 차량 시제품을 제작하는 데 자주 사용됩니다. 이러한 부품은 일반적으로 높은 인장 강도가 필요하지는 않지만, 납기 및 비용 측면에서 까다로운 요구 사항이 따릅니다. 따라서 금형 설계는 인장 강도보다는 성형에 중점을 두며, 일반적으로 블랭크 홀더는 포함되지 않습니다. 성형 후에는 레이저 절단 장비를 사용하여 직접 구멍을 뚫고 부품을 다듬을 수 있습니다.