3D 유리 열간 벤딩에는 기본적으로 흑연 금형이 사용되며, 이에 따라 CNC에 흑연 가공 공정이 추가됩니다. 흑연 소재의 특성상 모든 CNC 장비로 가공할 수 있는 것은 아닙니다. 장비 선정, 치구 설계, 공구 선택 등과 관련해 주의해야 할 사항이 많습니다. 흑연 금형이 열간 벤딩 불량률의 약 20%를 차지하는 것으로 알려져 있습니다.
I. 흑연 CNC 가공 전에 어떤 "준비 작업"을 해야 할까요?
1. 적합한 흑연 가공 장비 선택(1) 집진력이 높아야 합니다. 흑연 가공에는 장비에 대한 요구 사항이 매우 엄격합니다. 분진은 장비뿐만 아니라 사람에게도 피해를 줍니다. 따라서 장비의 집진력과 관련해 다음과 같이 권장합니다.
- 인버터로 진공청소기의 작동을 제어해 진동원을 줄입니다.
- 신속한 집진을 위해 진공 흡입구를 가공 영역 가까이에 배치합니다.
- 예약 분진 제거 설계를 적용해 모서리에 쌓인 흑연 분진을 불어 올려 흡입하고, 장비 내부에 남지 않도록 합니다.
- 공구 매거진 도어에 송풍 장치를 설치해 흑연 분진이 공구 매거진 내부로 들어가 공구 홀더에 달라붙어 가공 정밀도에 영향을 주는 것을 방지합니다.
(2) 공작기계의 밀폐는 매우 중요합니다. 공구 매거진의 밀폐와 Y축 설계를 포함한 밀폐 구조는 매우 엄격해야 합니다. 공작기계의 밀폐가 제대로 되지 않으면 장비 내부로 분진이 들어갑니다. 기본적으로 3개월을 넘기지 못하고 일부 전자 부품이 서서히 손상됩니다. 보호 성능을 높이려면 Y축 방진 커버 설계를 통합하는 것이 좋습니다.
(3) 일반적으로 흑연 가공 장비에는 고체 가이드 레일 오일을 사용합니다. 흑연 가이드 레일 오일이 계속 떨어지는 이유는 오일이 시간이 지나면서 침전되어 폐유가 발생하기 때문입니다. 이 폐유 역시 흑연이나 장비 안으로 서서히 떨어집니다. 권장 사항은 다음과 같습니다.
- 가이드 레일 오일이 흑연 표면에 떨어지면 소재가 손상됩니다.
- 오일 드립 회수 장치를 사용해 오일을 정기적으로 흡수하고 폐유를 재활용합니다.
2. 적절한 가공 치구 설계
3. 적합한 공구 선택
흑연 가공의 어려움은 공구에도 있습니다. 공구가 매우 빠르게 마모되기 때문입니다. 일반적인 국내 공구의 수명은 3-4시간에 불과하고, 품질이 더 좋은 공구는 5시간 정도입니다. 해외 수입 공구는 약 6-8시간 사용할 수 있습니다. 공구를 선택할 때는 평저 R형 공구를 선택하고, 평저 공구는 선택하지 않는 것이 좋습니다(황삭 및 정삭 모두 해당). 평저 공구의 끝부분은 날카롭기 때문에, 절삭된 흑연이 쉽게 깨집니다. 흑연은 비교적 단단하면서도 취성이 있습니다. 너무 날카로운 공구로 절삭하면 쉽게 깨집니다. 따라서 현재는 절삭 시 약간의 R각(0.5R 또는 0.2R)이 있는 공구를 선택합니다.
볼 커터는 일반적으로 정밀 정삭에 사용됩니다. 손실이 가장 큰 R 커터는 아래 그림과 같습니다. 금형 한 세트를 가공하는 데 2시간이 걸리고, 정밀 금형을 제작하는 데는 3시간이 걸립니다. 현재 중국에서도 공구의 소재와 코팅을 연구하기 위해 노력하고 있으며, 가공 시간이 더 길어지고 비용이 절감되기를 기대하고 있습니다.
II. 흑연 CNC 가공에서 어떤 문제가 발생하며 어떻게 해결할 수 있을까요?
1. 절삭선 문제
- 공구 문제: 가능한 한 고품질 공구를 사용하는 것이 좋습니다. 현재는 수입 공구의 소재와 코팅 배합이 더 우수합니다. 국내 공구의 소재와 코팅은 아직 심층적으로 연구 중입니다.
- 후처리: CNC 시스템 전용 후처리 프로그램과 연계합니다.
2. 어두운 무늬 문제 공작기계와 공구 등이 정밀도에 영향을 주어 어두운 무늬가 발생합니다.
- 시스템 문제: 시스템 설정을 조정하고 "고정밀" 모드를 선택한 다음 시스템 전용 후처리 기능과 연계해야 합니다.
- 공구 이동 방식: 3축을 동시에 이동하기보다는 2축을 동시에 이동하는 것이 좋습니다. 일반적으로 45° 가공에서는 3축을 동시에 이동합니다. 3축이 동시에 이동하면 효과가 좋지 않고 칼자국이 생기기 쉽습니다.
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