제조 산업에서 가공은 초석 프로세스로 서서 다양한 수준의 정밀성과 복잡성을 가진 다양한 구성 요소를 생성 할 수 있습니다. 가공 공급 업체로서 가공 기술의 놀라운 기능을 직접 목격했습니다. 그러나 이러한 프로세스와 함께 제공되는 한계를 인정하는 것도 마찬가지로 중요합니다. 이러한 한계를 이해하는 것은 공급 업체와 고객 모두에게 정보에 입각 한 결정을 내리고 현실적인 기대를 설정하며 제조 공정을 최적화하는 데 중요합니다.
1. 재료 제약
가공의 주요 한계 중 하나는 다른 재료와의 호환성입니다. 가공은 금속, 플라스틱 및 복합재를 포함한 광범위한 재료를 처리 할 수 있지만 각 재료는 고유 한 과제를 나타냅니다.
단단하고 부서지기 쉬운 재료: 세라믹 및 강도 합금과 같은 단단하고 부서지기 쉬운 재료에 관해서는 가공이 매우 어려워집니다. 이 재료는 가공 공정에서 균열 및 치핑이 발생하기 쉽습니다. 예를 들어, 세라믹의 경우 절단력은 표면에 미세 균열을 유발할 수 있으며, 이는 시간이 지남에 따라 전파되고 성분의 무결성을 손상시킬 수 있습니다. 경도가 높으면 빠른 도구 마모로 이어지고 생산 비용이 증가하고 가공 공정의 효율성을 줄입니다.
부드럽고 연성 재료: 반면에, 알루미늄 및 구리와 같은 부드럽고 연성 물질은 건축과 같은 문제를 일으킬 수 있습니다. 내장 - 상향 가장자리는 재료의 칩이 절단 도구에 부착되어 지오메트리를 변경하고 가공 된 표면의 품질을 줄일 때 발생합니다. 이로 인해 치수 정확도가 좋지 않고 표면 마감이 발생할 수 있으며, 이는 높은 정밀 응용 분야의 요구 사항을 충족하지 못할 수 있습니다.
2. 기하학적 복잡성
또 다른 중요한 한계는 부품의 기하학적 복잡성과 관련이 있습니다. 가공 프로세스는 일반적으로 비교적 간단한 형상이있는 부품을 만드는 데 더 적합합니다.
내부 기능: 깊은 구멍, 복잡한 내부 공동 또는 얇은 벽으로 된 구조와 같은 내부 기능을 만드는 것은 어려울 수 있습니다. 예를 들어, 딥 구멍을 드릴링하려면 똑바로 보장하고 드릴 비트의 파손을 방지하기위한 특별한 기술과 도구가 필요합니다. 복잡한 내부 공동의 경우 전통적인 가공 방법이 모든 지역에 도달 할 수는 없으며 추가 작업 또는 특수 장비가 필요할 수 있습니다.
비대칭 및 비 표준 모양: 비대칭 또는 비 표준 모양도 가공도 어려울 수 있습니다. 대부분의 가공 작업은 회전 또는 선형 이동을 기반으로하므로 불규칙한 모양의 부품을 생성하는 데 어려움이 있습니다. 예를 들어, 윤곽이 높은 표면이있는 부분은 여러 설정과 복잡한 프로그래밍이 필요할 수있어 생산 시간과 비용이 증가 할 수 있습니다.
3. 표면 마감 및 공차
높은 품질의 표면 마감 처리와 단단한 공차를 달성하는 것은 종종 가공의 목표이지만 달성 할 수있는 것에 제한이 있습니다.
표면 마감: 가공 부품의 표면 마감은 절단 도구, 절단 매개 변수 및 가공되는 재료를 포함한 여러 요인에 의해 영향을받습니다. 어떤 경우에는 원하는 표면 거칠기를 달성하기가 어려울 수 있습니다. 예를 들어, 섬유 또는 세분화 구조가있는 재료를 가공 할 때 표면은 제거하기 어려운 거친 질감을 가질 수 있습니다. 또한, 회전 또는 밀링과 같은 특정 가공 공정은 표면에 공구 자국을 남겨 두어 추가 마감 작업이 필요할 수 있습니다.
용인: 단단한 공차를 유지하는 것은 가공에도 어려운 일입니다. 공구 마모, 열 팽창 및 진동과 같은 요인은 모두 부품의 치수 정확도에 영향을 줄 수 있습니다. 공차 요구 사항이 더욱 엄격 해짐에 따라 가공의 어려움과 비용이 크게 증가합니다. 예를 들어, 구성 요소가 종종 매우 타이트한 공차가 필요한 항공 우주 산업에서는 부품이 사양을 충족하도록하기 위해 가공 프로세스를 신중하게 제어해야합니다.
4. 생산량
생산량은 또한 가공 한계에 중요한 역할을합니다.
낮은 볼륨 생산: 낮은 볼륨 생산의 경우 설정 시간과 비용이 중요한 요소가 될 수 있습니다. 가공 작업에는 일반적으로 맞춤형 툴링, 비품 및 프로그래밍이 필요합니다. 이는 시간이 많이 걸리고 비싸다. 경우에 따라 이러한 설정 작업의 비용이 실제 부품을 생산하는 데 드는 비용을 능가하여 가공 비용이 적어 작은 배치에 효과적입니다.
대량 - 볼륨 생산: 가공은 대량 생산에 적합 할 수 있지만 생산 속도 측면에서 제한에 직면 할 수 있습니다. 수동 가공과 같은 일부 가공 공정은 비교적 느리고 대량 생산량의 대량 요구를 충족시키지 못할 수 있습니다. 자동화 된 가공 프로세스는 생산 속도를 향상시킬 수 있지만 장비 및 프로그래밍에 대한 상당한 투자가 필요합니다.
5. 환경 영향
가공 프로세스는 환경에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다.
에너지 소비: 가공 작업은 특히 대형 스케일 기계를 사용할 때 상당한 양의 에너지를 소비합니다. 에너지는 가공 장비의 절단 도구, 모터 및 기타 구성 요소에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 또한 가공에 사용되는 냉각 및 윤활 시스템은 작동하는 데 에너지가 필요합니다.
폐기물 생성: 가공은 칩, 냉각수 및 윤활제를 포함하여 많은 양의 폐기물을 생성합니다. 이러한 폐기물은 적절하게 폐기되어야하며, 이는 비용이 많이 들고 환경 적 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 일부 냉각제와 윤활제에는 올바르게 폐기하지 않으면 토양과 물을 오염시킬 수있는 위험한 화학 물질이 포함되어 있습니다.
솔루션 및 대안
이러한 한계에도 불구하고 이러한 과제 중 일부를 극복하는 데 도움이되는 몇 가지 솔루션과 대안이 있습니다.
고급 가공 기술: Wire EDM (전기 방전 가공)과 같은 고급 가공 기술의 개발은 복잡한 부품 가공을위한 새로운 가능성을 열었습니다. 와이어 EDM을 사용하여 생성 할 수 있습니다와이어 EDM 가공에 의한 맞춤형 정밀 히트 싱크그리고다이 곰팡이 구성 요소 용 고정밀 와이어 EDM 절단 부품. 이 프로세스는 전기 방전을 사용하여 재료를 절단하는데, 이는 단단하고 부서지기 쉬운 재료를 가공하고 정밀도로 복잡한 모양을 만드는 데 특히 유용합니다.
하이브리드 제조 공정: 가공을 첨가제 제조와 같은 다른 제조 공정과 결합하는 것도 효과적인 솔루션이 될 수 있습니다. 첨가제 제조는 부품의 기본 모양을 만드는 데 사용될 수 있으며, 가공은 필요한 표면 마감 및 공차를 달성하기 위해 마무리 작업에 사용될 수 있습니다.
결론
가공 공급 업체로서 가공은 강력하고 다재다능한 제조 공정이지만 제한 사항이 있음을 이해합니다. 이러한 제한 사항을 알면 고객과 긴밀히 협력하여 특정 요구에 가장 적합한 솔루션을 찾을 수 있습니다. 올바른 재료를 선택하거나 가공 프로세스 최적화 또는 대체 제조 방법을 탐색하든, 우리의 목표는 고객의 기대를 충족 시키거나 초과하는 고품질 구성 요소를 제공하는 것입니다.
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참조
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2010). 제조 엔지니어링 및 기술. 피어슨.
- Groover, MP (2010). 현대 제조의 기본 사항 : 재료, 공정 및 시스템. 와일리.
