CNC 가공 설계는 제조 가능성, 정밀도 및 비용을 종합적으로 고려해야 하며, 핵심적인 도전 과제는 6가지 차원에서 발생합니다.
깊은 캐비티, 언더컷, 얇은 벽, 곡면 등 복잡한 특징은 공구 접근성, 커터 간섭, 클램핑 공간을 신중하게 검증해야 합니다. 제조 가능성이 낮은 설계는 비용 증가, 납기 지연 또는 심지어 가공 불가능한 구조로 이어질 수 있습니다.
고정밀 부품은 치수 공차, 형상 공차, 위치 공차(예: 동심도, 직각도, 평면도)를 엄격히 관리해야 합니다. 절삭력에 의한 변형, 가공 열변형, 클램핑 오차 등은 최종 정확도에 모두 영향을 미치므로 포괄적인 공정 보정이 필요합니다.
가공물 재질에 따라 절삭 성능이 크게 달라집니다. 경화강, 티타늄 합금, 초합금 등 가공이 어려운 재질은 공구의 빠른 마모, 표면 품질 저하 및 가공물 변형을 유발하므로 전문 공구, 절삭 조건 및 냉각 솔루션이 필요합니다.
복잡한 부품은 일반적으로 다중 공정, 다중 세팅 및 여러 대의 공작기계가 필요합니다. 공정 경로 설계 시 굳힘, 마감 및 열처리의 순서를 합리적으로 배치하고 다중 클램핑으로 인한 누적 오차를 제어해야 하며, 이는 공정 엔지니어링 경험에 크게 의존합니다.
절삭력에 의해 얇은 벽 구조물, 가는 샤프트 및 저강성 작업물이 탄성 변형되기 쉬우며, 이로 인해 치수 편차, 진동 체이터 및 표면 품질 저하가 발생합니다. 구조 강성과 가공 안정성을 보장하기 위해 설계와 공정을 동시에 최적화해야 합니다.
5축 및 멀티태스킹 가공은 복잡한 공구 경로 프로그래밍과 동작 시뮬레이션을 수반합니다. 엔지니어는 스핀들, 공구 홀더, 작업물, 고정구 및 기계 본체 간의 충돌 위험을 검증해야 하며, 이는 전문 프로그래밍 기술과 시뮬레이션 소프트웨어 지원이 필요합니다.