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엔드밀 가공의 기초와 과제

전문가 제언: ○ 금속이나 플라스틱의 성형 과정은 금형을 이용한 주조, 사출, 단조, 스탬핑 등 재료의 소성변형을 이용한 가공방법이다. 이는 단시간에 대량생산이 가능한 장점이 있으나 금형 제작의 높은 치수정밀도와 표면조도가 요구되기 때문에 주로 선삭 및 밀링 등에 의한 절삭공정에 의하여 이루어지며 고비용과 전문기술이 필요하고 많은 시간이 소요되는 작업이다. 그러나 최근 엔드밀에 의한 고속 밀링 작업은 가공 치수 및 표면 정밀도를 획기적으로 개선한 최신의 가공기술이라고 할 수 있다.

○ 최근 들어 자동차 및 전자제품 등 산업전반에 걸쳐 미적인 아름다움을 추구하면서 금형제작에 자유곡면을 사용하는 경우가 늘어나고 있다. 이러한 자유곡면 가공에 가장 많이 사용되는 공구가 볼 엔드밀이다. 일반적으로 볼 엔드밀은 절삭 날이 반구부분과 원통부분으로 나누어져 있으며 자유곡면의 형상에 따라 다르지만 일반적으로 볼 엔드밀링을 할 때에는 반구부에 의해 가공물이 제거되는 경우가 대부분이다. 볼 엔드밀은 날의 위치마다 절삭각 등이 다르고 절삭속도가 변화하여 가공형태가 매우 복잡하여 절삭기능과 구조에 대한 많은 연구가 필요하다.

○ 금형가공에 있어서의 원가절감과 납기단축을 위한 최선의 접근방식은 고속 정밀 밀링가공에 의해 공정수를 삭감하고 리드타임을 단축하는 것이다. 중소형 금형에서는 이미 수많은 경험 사례가 있다. 범퍼, 인패널 등의 자동차 금형이나 TV 백라이트 패널 등의 가전용 캐비티 금형은 형상이 매우 복잡하고 속이 깊은 특수성을 갖고 있다. 이러한 대형 금형에서 고속 정밀 가공을 실현할 수 있는 것이 일본 Makino 제작소에서 개발한 5축 복합 가공기이다.

○ 최근 항공기나 자동차 산업에서는 경량이면서 강도를 유지하는 인코넬, 티탄합금 및 탄소섬유강화 플라스틱 등의 난삭재의 이용도가 늘어나고 있다. 따라서 이들의 가공기술 개발에 대한 요구가 해마다 늘어나고 있다. 그렇기 때문에 앞으로 공구의 새로운 재료 개발 및 공구 형상 등 다양한 공구 및 가공기술의 개발이 절실히 요구되는 시대가 오고 있어 이에 대한 대응이 절실히 필요하다.

저자: Masahiro Anzai
자료유형: 학술정보