적절한 밀링 재종을 찾는 방법
각 작업에 적합한 밀링 인서트를 선택하는 과정이 복잡할 필요는 없습니다. 재종과 칩브레이커의 종류와 조합이 매우 다양함에도 불구하고, 각 소재에 대해 최적화된 밀링 작업을 통해 금속제거율, 공구 수명 및 표면 조도를 향상시킬 수 있습니다.
일반적인 밀링 인서트 재종 및 유형
밀링 인서트의 '재종'이란 기본 모재(일반적으로 탄화 텅스텐, 즉 초경), 코팅, 기타 후처리와 전처리의 조합에 각 공구 제조사에서 고유의 이름을 붙인 것입니다. 성능을 향상시키기 위하여, 세코는 밀링 인서트의 초경 모재를 코팅하기 위하여 화학적 증착(CVD) 또는 물리적 증착(PVD) 공정을 사용합니다.
CVD는 휘발성 가스와 금속 또는 세라믹 증기를 가열된 진공 챔버에 주입하여 공구에 코팅을 입힙니다. CVD는 7µm 이상의 두꺼운 코팅층을 생성하고 효과적인 열 차단막을 제공하여 공구가 높은 절삭 속도에도 견딜 수 있게 합니다. CVD는 코팅이 두껍기 때문에 매우 날카로운 절삭날을 만들 수 없으며, PVD 코팅에 비해 균열과 파손이 발생하기 쉽습니다.
PVD는 전하를 사용하여 진공 상태에서 고체 금속을 기화시켜 코팅층을 형성합니다. PVD 코팅은 최대 4~5µm두께까지 가능하며 모든 형상에 적용할 수 있지만 날카로운 형상에 가장 유용합니다. PVD 코팅은 공정 특유의 압축 응력으로 인해 표면이 매끄럽고 낮은 절삭 속도에서 작동할 때 마찰이 덜 발생하기 때문에 충격에 더 강합니다.
코팅 공구의 대안으로 비코팅 밀링 인서트는 알루미늄 합금과 같은 비철 소재 가공에 적합합니다.
재종은 "인성"(무른 정도, 내충격성) 또는 "경도"(딱딱한 정도, 내마모성)를 기준으로 매겨지는 경향이 있습니다. 인성이 높을수록(무를수록) 충격에 더 강하고 단속 가공, 진동 및 특수 소재 가공의 무거운 기계적 부하를 치핑 없이 견딜 수 있습니다. 내마모성(딱딱한) 재종의 경우 연마성 마모가 적게 발생하고, CVD 코팅과 함께 고속 연속 가공을 위한 높은 내열성을 제공합니다. 그러나 딱딱한 재종은 더 부서지기 쉬우며, 치핑이나 열 균열(빗금형태)등의 마모 현상이 더 많이 발생합니다.
가공 공정에서 인서트 재종이 중요한 이유
공구 수명, 성능 및 생산성의 균형을 맞추려면 각 응용 가공에 적합한 재종을 선정하는 것이 필수적입니다. 지속 가능하고 비용 효율적인 제조를 위해서는 공구 수명을 극대화하고 가공 공정을 최대한 효율적으로 운영해야 합니다. 과도한 공구 마모, 공작물 폐기, 가동 중지 시간, 과도한 가공은 모두 비용을 증가시키고 수익성을 떨어뜨립니다. 인서트 재종과 관련하여, 공장은 마모 형태가 예측 가능하면서도 치핑이 최대한 발생하지 않는 한도 안에서 내마모성이 높은 재종으로 최적화해야 합니다.
인서트 재종을 선택할 때 고려해야 할 사항
공작물 소재는 재종을 선택할 때 언제나 가장 먼저 고려해야 할 요소입니다. 비철금속, 초합금, 강 및 기타 소재는 재종 선택에 직접적인 영향을 미칩니다. 공작물의 크기와 모양도 고려해야 할 사항입니다. 예를 들어, 공작물이 클수록 더 큰 커터가 필요하고, 절삭날의 절입 시간이 더 긴 경우가 많습니다. 커터 크기와 절입 시간이 증가하면 절삭날에서 절삭 영역의 온도가 높아질 수 있습니다. 이러한 가공 양상은 대형 공작물에 PVD가 아닌 CVD 재종을 우선 고려하게 합니다.
절삭 조건은 그 다음으로 고려해야 할 요소이며, 몇 가지 주요 질문의 답변에 따라 달라집니다. 가공 환경이 안정적인가요, 또는 불안정한가요? 밀링이 단조롭게 이루어지나요, 아니면 불연속적인가요? 그리고 표면이 미리 가공되어 있나요, 아니면 표면이 거친가요?
공장의 전반적인 툴링 전략도 중요한 역할을 합니다. 일부 재종은 다품종 소량 생산에서 볼 수 있는 다양한 소재와 응용 가공에 적합하지만, 다목적성으로 인해 각 공정에서 최고의 성능을 발휘하는 것은 아니라는 단점이 있습니다. 따라서 공장은 F40M 과 같이 보다 보편적인 범용 재종으로 다양한 요구 사항을 비용 효율적으로 충족할지, 아니면 MP1501 및 MP2050 등과 같이 반복되는 특정 상황에 탁월한 성능을 발휘하기 위한 전용 재종을 사용할지 결정해야 합니다.
인서트 재종 및 칩브레이커
인서트의 재종을 칩브레이커와 떨어트려 놓고 생각해서는 안 됩니다. 재종과 칩브레이커의 조합은 공구의 마모와 성능에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 예를 들어, 날카롭거나 포지티브 또는 보호되지 않은 칩브레이커에 딱딱한 재종을 사용하기로 결정하면, 단속 가공이나 공작물에 함유된 개재물에 의해 쉽게 부서지고 파손될 수 있습니다.
세코는 칩브레이커를 쉽게 선택할 수 있도록, 칩브레이커를 날카로운 E (Easy), 중간 M (Medium), 튼튼한 D (Difficult) 를 비롯하여 5가지 그룹으로 나눕니다. 그 사이에 있는 ME 와 MD 칩브레이커까지 활용하면 기존에 사용하던 칩브레이커의 마모 패턴과 가공 성능을 분석한 후 작업을 미세 조정할 수 있습니다. 가공 목표에 따라 공구 수명과 성능을 완전히 최적화하려면 인서트 재종과 칩브레이커의 균형을 적절히 맞추는 것이 중요합니다.
세코의 일반 인서트 밀링 재종표를 통해 공장에서는 인서트 재종과 칩브레이커를 적절히 조합하여 각 응용 가공에 대한 일반적인 권장 시작점을 찾을 수 있습니다. 재종은 공작물 소재 위에 표에 배열되어 있으며 인성이 증가하는 방향으로 위에서 아래로 정렬되어 있습니다.
더 딱딱하고 내마모성이 강한 재종은 표 상단에 표시됩니다. 이 표는 또한 칩브레이커의 일반적인 시작점을 나타내며, 가장 날카로운 칩브레이커부터 가장 튼튼한 칩브레이커까지 왼쪽에서 오른쪽으로 표시됩니다. 결과와 마모 패턴을 분석하여 처음 선택했던 재종보다 인성이 더 높거나(무르거나) 내마모성이 더 높은(딱딱한) 재종으로 변경하여 공정을 최적화하고 미세 조정할 수 있습니다.
결론
적절한 인서트 재종을 선택하면 비용 효율성, 생산성 및 성능의 적절한 균형을 위해 밀링 작업을 개선할 수 있습니다. 가공 및 표면 조건과 함께 공작물 소재, 크기 및 모양을 분석하면 재종 선택의 확실한 출발점이 됩니다. 초기 결과와 마모 패턴을 관찰한 후 그에 따라 조정하면 적용 분야와 조건에 더 적합한 재종으로 공정을 완전히 최적화할 수 있습니다.
밀링 재종 개요를 참조하세요
세코 디지털 카탈로그와 공구 추천 기능(Suggest)은 선택한 조건에 따라 각 응용 가공에 대한 공구 권장 사항을 온라인으로 제공합니다. 이러한 포괄적인 자료들을 통해 새로운 응용 가공에서도 쉽게 시작점을 찾거나 진행 중인 프로젝트에 대한 추가적인 대안을 검토할 수 있습니다. 또한 공장은 현지 담당자에게 문의하거나 세코 카카오톡 채널 등을 통해 필요에 맞는 밀링 재종 선택에 대한 자세한 조언을 받을 수 있습니다.
