WAAM 금속 3D프린팅 부품, 5축 CNC로 어떻게 이어 가공하나
안녕하세요. 3D프린팅·CNC·다양한 소재 전문 플랫폼 기업 아이컨택입니다.
금속을 층층이 쌓은 뒤 표면을 깎아 마무리하려면 공작물을 두 공정 사이에서 어떻게 옮길까. 오크리지 국립연구소와 Mazak이 공동 개발한 플랫폼은 공통 팔레트로 공작물을 이송해 WAAM 금속 3D프린팅과 5축 CNC 밀링을 잇도록 설계됐다. 이 글은 Mazak의 발표 자료를 바탕으로 한다.
AI 개념 이미지: WAAM 적층 장비에서 공통 팔레트로 공작물을 5축 CNC 장비에 옮기는 흐름을 보여준다. 실제 설비 사진은 아니다.
WAAM 금속 3D프린팅은 무엇을 쌓나
와이어 아크 적층 제조(WAAM)는 전기 아크로 용접 와이어를 녹여 금속을 층층이 쌓는 방식이다. 이 플랫폼에서는 Fronius의 WAAM 시스템이 금속 형상을 만든다.
다음은 깎는 차례다. 적층한 공작물을 Mazak VC-Ez 20X로 옮겨 5축 밀링으로 마무리한다. 적층과 절삭이 서로 다른 장비에서 순서대로 이뤄지는 구성이다.
5축 가공은 공구나 공작물의 방향을 바꿔 여러 면에 접근하는 가공이다. Mazak은 VC-Ez 20X가 회전·틸트 테이블을 이용해 작고 복잡한 부품을 가공한다고 설명한다.
공통 팔레트는 두 공정을 어떻게 잇나
팔레트는 공작물을 올려 고정하는 받침대다. Mazak의 자동 이송 시스템은 두 공정 사이에서 공통 팔레트를 옮긴다. 회사는 이 방식으로 공작물을 반복 가능하게 고정한다고 설명한다.
이송 방식이 중요한 이유는 작업 순서에 있다. 금속을 쌓은 공작물이 다음에는 밀링 장비로 들어가야 하므로, 팔레트는 적층과 마무리 가공을 이어 주는 물리적인 접점이 된다.
밀링 단계에서는 가공할 면에 맞춰 공작물의 방향을 바꿀 수 있다.
구조물 수리·공구 제작에 적용하려면 무엇을 봐야 하나
Mazak이 제시한 적용 분야는 구조물 수리, 빠른 공구 제작, 최종 형상에 가까운 부품 제작이다. 마지막은 목표 모양에 가깝게 금속을 쌓고 남은 부분을 가공하는 작업을 가리킨다.
여기서 실제로 확인할 조건은 밀링 장비에 들어갈 공작물의 범위다. Mazak에 따르면 VC-Ez 20X가 수용하는 최대 공작물 크기는 지름 27.55인치, 높이 23인치이고 최대 무게는 400kg이다.
이 수치는 장비 안에 올릴 공작물의 한도다. 반면 Mazak이 밝힌 X축 800mm, Y축 510mm, Z축 510mm는 각 축이 움직이는 거리다. 부품 크기를 검토할 때 두 사양을 같은 뜻으로 읽어서는 안 된다.
Mazak은 이 구성이 다품종 소량 부품의 납기를 줄이고 소품종 대량 생산에도 대응한다고 설명한다.
아이컨택은 구조물 수리를 검토한다면 수리할 공작물 전체가 팔레트로 이송돼 밀링 장비에 들어갈 수 있는지가 먼저 갈린다고 본다. 적층할 부위가 작더라도 공작물 전체가 앞서 나온 크기나 무게의 한도를 넘으면, 이 플랫폼의 VC-Ez 20X에서 마무리하기 어렵다.
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