CNC 가공 부품의 표면 마감 유형

적절한 것을 선택해야 하는 결정에 직면했을 때 표면 마무리, 업계는 일반적으로 세 가지 카테고리로 구분됩니다. 이러한 범주에는 특정 요구 사항과 응용 프로그램을 충족하는 다양한 기술과 프로세스가 포함됩니다.

1. 가공 마무리: 가공마감이란 가공작업을 통해 직접 얻은 표면상태를 의미하므로 CNC 기계, 추가 후처리 단계가 필요하지 않습니다. 이 마감재는 종종 눈에 보이는 도구 자국과 질감 있는 외관을 나타냅니다. 이 마감재의 품질에 영향을 미치는 중추적인 요소는 표면 거칠기(Ra)로, 이상적인 상태에서 가공된 표면의 평균 편차를 정량화합니다.

   산업 표준은 기계 가공 마감 품질을 측정하기 위해 특정 Ra 값을 설정하는 경우가 많으며, 이는 응용 분야 요구 사항에 따라 달라질 수 있습니다. Ra가 주요 매개변수이기는 하지만 표면 무결성, 물결 모양, 평탄도와 같은 다른 요소가 전체 마감 품질에 영향을 미친다는 점을 인식하는 것이 중요합니다. 일반적으로 채택되는 Ra 값은 다음과 같습니다.

   • 3.2μm 라
   • 1.6μm 라
   • 0.8μm 라
   • 0.4μm 라

   가공 마감의 장점은 치수 공차에 있습니다. 감소된 표면 거칠기는 더 엄격한 치수 공차에 해당합니다. 또한 이 방법은 추가 비용이 발생하지 않으므로 예산에 민감한 프로젝트에 유리합니다. 그럼에도 불구하고 눈에 보이는 도구 자국은 미학을 우선시하는 프로젝트, 특히 고부가가치 응용 분야에 적합하지 않을 수 있습니다. 

         

1. 화학 마무리: 화학적 마감 처리에는 화학 물질을 사용하여 보호 코팅을 생성하고 표면의 미적 매력을 향상시키는 다양한 공정이 포함됩니다. 이러한 코팅은 종종 부품에 색상, 광택 및 기타 바람직한 특성을 추가합니다. 주목할만한 화학 기반 CNC 표면 마감재는 다음과 같습니다.

   • 아노다이징 : 아노다이징에는 표면에 보호 산화물 층을 형성하기 위해 부품을 전해질 용액에 담그는 작업이 포함됩니다. 아노다이징에는 유형 II와 유형 III의 두 가지 유형이 있습니다. 유형 II는 장식 목적으로 사용되는 반면, 유형 III은 더 높은 전압과 더 낮은 온도 조건을 통해 달성되어 까다로운 응용 분야에 적합한 견고한 층을 만듭니다. 두 가지 방법 중 하나를 선택할 때 더 두꺼운 유형 III 층으로 인해 발생하는 취성을 고려하는 것이 중요합니다. 아노다이징은 내식성, 내마모성 및 다양한 색상 옵션을 제공하여 기능성과 미적 측면을 모두 향상시킵니다. 그러나 비용이 많이 들고 높은 정밀도를 요구하는 응용 분야에는 적합하지 않을 수 있습니다.

   • 알로딘 코팅: 크로메이트 변환이라고도 알려진 알로다인 코팅은 일반적으로 알루미늄과 같은 비철금속에 적용됩니다. 이 공정에서는 내식성과 접착력을 높이는 얇은 크롬산염 층이 생성됩니다. 알로다인 코팅된 부품은 내구성 연장을 위해 추가 페인트 코팅을 받는 경우가 많습니다.
     
     

각 표면 마감 방법은 CNC 가공 산업 내에서 특정 목적을 수행하며 외관, 기능 및 비용 고려 사항과 관련된 요구 사항을 해결합니다.

알로딘 코팅: 크로메이트 변환이라고도 하는 알로다인 코팅은 알루미늄 및 기타 비철 금속에 널리 사용되는 공정입니다. 이 절차에는 부품 표면에 얇은 크롬산염 코팅을 적용하는 작업이 포함됩니다. 이 코팅은 내식성과 접착력을 강화하는 역할을 합니다. 대부분의 경우 알로다인 코팅으로 처리된 부품에는 내구성을 연장하기 위해 추가 페인트 층이 제공됩니다.

그러나 알로다인 코팅과 관련하여 주목할만한 우려가 있습니다. 첫째, 해당 응용 프로그램에 참여하는 직원에게 환경 위험과 심각한 안전 위험을 초래합니다. 게다가 프로세스 자체가 복잡하고 탁월한 정밀도가 요구되므로 잠재적으로 비용이 상승할 수 있습니다.

흑색 산화물 코팅: 흑색 산화물 코팅은 강철, 구리 및 산소와 잘 반응하는 기타 합금과 같은 재료와 호환성을 찾습니다. 부품 표면 전체에 견고한 산화물 층을 형성하여 오염 물질과 물리적 손상으로부터 보호합니다. 부식 및 내마모성 외에도 흑색 산화물 코팅은 높은 윤활성을 나타내므로 마찰이 문제가 되는 응용 분야에 적합합니다.

그럼에도 불구하고 흑색 산화물 마감에는 단점이 있습니다. 특히 마모에 취약하여 기계적 응력이 높은 응용 분야에는 적합하지 않습니다. 더욱이, 가혹한 조건에 장기간 노출되면 내식성이 충분하지 않을 수 있습니다.

전기도금: 전기도금은 다용성과 장점으로 인해 CNC 부품에 가장 일반적으로 사용되는 표면 마감 기술 중 하나입니다. 이 방법에는 작업물에 얇은 금속 층을 증착하여 부식 및 오염으로부터 보호하고 전체적인 외관을 향상시키는 작업이 포함됩니다.

이점은 기능 이상으로 확장됩니다. 전기도금은 표면의 미적 매력을 높이는 능력으로 높이 평가됩니다. 장식 및 새틴 마감 옵션을 갖춘 전기 도금은 업계에서 시각적으로 가장 매력적인 선택 중 하나로 간주됩니다. 이는 미적 측면이 상당한 비중을 차지하는 응용 분야에 이상적입니다. 제품의 시각적 매력을 향상시키거나 부품의 외관을 향상시키려는 경우 전기도금은 탁월한 선택입니다.

그러나 전기도금은 성공적인 구현을 위해 상당한 기술적 전문성이 요구되는 복잡하고 정밀한 공정입니다. 또한 위험한 화학 물질을 사용하고 상당한 에너지를 소비하므로 환경 문제가 발생합니다. 더욱이 그 적용은 전도성 재료로 제한되어 특정 산업에서의 사용이 제한됩니다.

패시베이션: 패시베이션은 표면 품질과 부품 성능을 향상시키는 CNC 가공에서 널리 사용되는 후처리 기술입니다. 가공 공정 후에는 미세한 거칠기나 표면 불순물이 존재할 수 있으며 이는 잠재적으로 장기적인 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 패시베이션은 이러한 문제를 완화합니다.

일반적으로 스테인레스 스틸 부품에 사용되는 패시베이션에는 잔류 오일, 냉각수 또는 금속 잔해물을 제거하기 위한 철저한 청소가 포함됩니다. 그런 다음 부품을 질산, 구연산 또는 이들의 조합으로 구성된 부동태화 용액에 담급니다.

패시베이션 중에 용액은 표면과 화학적으로 상호 작용하여 불순물을 제거하고 균일한 산화물 층을 생성합니다. 이 층은 내식성을 강화하고 환경 요인으로부터 보호합니다. 프로세스 기간은 부품 크기와 복잡성에 따라 다릅니다.

기계적 마감: 또 다른 종류의 표면 마감에는 기계적 공정이 수반됩니다. 이 범주에서 공작물은 원하는 최종 제품을 얻기 위해 다양한 응력과 마모를 겪습니다. 많은 기계적 마감재에는 후처리가 필요하지 않지만 페인팅과 같은 추가 옵션을 사용하여 수명과 내구성을 향상시킬 수 있습니다.

CNC 부품의 몇 가지 일반적인 기계적 마감 유형은 다음과 같습니다.

비드 블라스팅: 비드 블라스팅에는 유리 또는 세라믹 비드를 표면에 투영하여 질감이 있고 무광택 마감 처리하는 작업이 포함됩니다. 이는 결함을 가리고 균일한 외관을 유지하는 동시에 효과적으로 제거합니다.

오염물질. 그러나 오류로 인해 표면이 손상될 수 있고, 프로세스가 치수 정확성과 기능성에 영향을 미칠 수 있어 종종 명품이나 고가 품목에 적합한 더 높은 비용이 수반됩니다.

분말 코팅 : 금속 부품에 널리 사용되는 분체 도장은 내구성과 다용도로 호평을 받고 있습니다. 긁힘, 흠집, 시간이 지남에 따른 변색을 방지하고 향상된 미적 아름다움을 위해 다양한 색상을 제공합니다. 친환경성도 인기를 더욱 높여주며 다양한 선택이 가능합니다.

그러나 장비와 자재에 대한 초기 비용이 상대적으로 높기 때문에 소규모 생산이나 고유 부품의 경우 실행 가능성이 떨어집니다. 경화 온도가 높아지면 재료와 적용 옵션이 제한됩니다.

붓질 : 브러싱은 후속 마무리 작업을 위해 공작물을 세척하는 표면 처리 방법의 역할을 합니다. 이 공정에서는 금속 와이어 브러시나 연마 패드를 사용하여 오염 물질을 물리적으로 제거합니다. 단순함은 특별한 기술이나 기계가 필요하지 않은 브러싱의 특징입니다.

그러나 브러싱은 표면을 의도치 않게 손상시킬 수 있으며 수동 작업으로 제한되어 시간이 많이 걸립니다.

세련: 연마는 거친 연마재에서 미세한 연마재로 진행되는 연마 작용을 통해 표면을 매끄럽게 만듭니다. 갈라지거나 부서지는 위험을 줄여 내구성을 높였습니다. 그러나 특히 복잡한 형상의 경우 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 들 수 있다는 점은 단점입니다.

그림: 금속 페인트는 포괄적인 표면 적용을 통해 보호 기능을 제공합니다. 래커와 폴리우레탄은 물과 오염 물질로부터 보호하지만 마모 및 화학적 노출에 취약하여 벗겨짐이 발생한다는 단점이 있습니다.

페인팅은 다양한 색상과 마감을 제공하여 수많은 CNC 가공 응용 분야에 사용되지만 특정 경우에는 환경에 해로울 수 있으며 접착을 위해 장기간의 건조 기간이 필요할 수 있습니다.