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제목 [ZW3D] ZW3D CAM을 이용한 제품 가공 - 프레스 금형에서의 작업 효율을 높이는 방법
작성일자 2022-07-05








3D 도입이 필요한 이유
- 3D CAD(캐드) 예제에서의 'Progressive(프로그레시브)' 금형은 프레스 원판에서부터 펀치/펀치 다이 등 매우 다양한 부품들로 구성되었습니다. 그리고 각각의 부품들은 형상에 맞는 가공 방법이 채택되어야 합니다. 배킹 플레이트의 경우 2D 가공이 필요하며, 펀치와 펀치 다이 같은
부품은 형상에 따라 2D 혹은 3D 가공이 필요합니다.




일반적으로 많은 분들이 제품 가공 시에 원청에서 2D 도면을 받아 가공에 이용합니다. 배킹 플레이트의 경우 , 2D 도면만 있어도 충분히 가공이 가능하지만 예제의 펀치 같은 제품에 대해서는 2D 도면만으로는 가공에 큰 어려움이 있습니다.


그로 인해 2D 가공만 담당하는 경우 제품에 대한 발주를 받았을 때, 외주로 처리하는 경우가 많았습니다. 하지만 점점 어려워지고 있는 시장과 경제적인 문제로 외주 처리하던 일들을 직접 처리하고자 하는 수요가 늘어나는 추세입니다. 2D에서 3D로 넘어가며 2D에 익숙한 작업 방식과 습관, 처음 접하는 3D 모델과 프로그램에 대한 두려움 그리고 도입에 대한 경제적인 부담 등 다양한 걱정을 갖게 됩니다.









3D 모델을 이용한 가공의 장점


포켓, 홀과 같이 비교적 단순한 형상의 경우 2D 도면만으로도 가공이 가능합니다. 단차 및 형상이 들어가는 다소 복잡한 제품에 대해서는
2D 도면만으로는 큰 어려움이 있습니다.


하지만 3D 모델을 이용하면 모델을 인식하여 자동으로 툴패스를 생성하기 때문에 2D에서 반복적으로 작업하던 것들 또는 불가능했던 작업을 아주 손쉽게 처리할 수 있습니다. 2D 도면을 이용한 가공 대비 3D 형상을 이용한 작업에 대해 대표적인 장점은 다음과 같습니다.


1) 직관적인 형상 파악 가능
2) 홀 깊이, 단차 등 형상 자동 인식
3) 과절삭, 미절삭 및 충돌 등 사전 검토 가능


위 3가지 장점으로 복잡한 제품도 간편한 파악이 가능하며, 복잡한 형상들을 자동으로 인식하기 때문에 초보자도 쉽고 빠르게 작업이 가능합니다. 이는 휴먼 에러(Human error)를 줄여 제품의 품질과 생산성을 향상시키는 큰 장점이 됩니다. 또한 실 가공 전, 시뮬레이션을 통한 작업 오류와 그에 따른 안전에 대한 문제도 최소화가 가능합니다.














ZW3D을 이용한 CAM 작업


ZW3D CAD/CAM은 All-in-One 솔루션으로, 앞서 ZW3D CAD에서 진행한 모델에서 바로 CAM으로 넘어와 작업이 가능합니다.
하나의 프로그램에서 CAD와 CAM을 함께 진행할 수 있기 때문에 호환성은 물론 모델이 깨지거나 누락되는 일도 발생하지 않습니다. 또한 다양한 확장자의 모델을 불러올 수 있어 그 호환성이 상당히 높습니다.


ZW3D-CAM은 2D 도면과 3D 모델 모두 이용 가능하며, 그에 맞는 2X, 3X 툴패스 템플릿을 제공합니다. 지금부터 3D 모델을 이용한 CAM 작업 방식을 ZW3D에서 진행하는 방법과 그에 대한 장점에 대해 자세하게 알아보도록 하겠습니다.




1) 강력한 홀 선택 필터 기능


현장에서 보통 '원판'이라고 불리는 '배킹 플레이트'는 펀치를 고정하고 지지하는 금형의 필수 부품으로, 펀치를 해결하기 위해 다양하고 많은 홀들로 구성되어 있습니다. 많게는 수백개의 홀들이 있지만 ZW3D CAM에서는 한 번의 선택만으로도 모든 홀의 선택이 가능하며, 선택된 홀들은 사이즈 별로 자동 분류 됩니다.


단차가 있는 경우, 단차별로 자동 생성이 가능합니다. 생성된 홀들은 실제 가공 환경에 맞게 수정이 가능하며 ZW3D CAM에서 제공하는 다양한 드릴 가공 템플릿으로 원하는 홀 작업을 쉽고 빠르게 진행할 수 있습니다.














2) 쉬운 형상 가공


펀치와 펀치 다이와 같이 형상이 들어간 제품의 경우 반드시 3D 형상 가공이 필요합니다. ZW3D에서 제공하는 옵셋 2D 황삭 기능을
이용해 파트와 스톡, 공구 설정 및 가공 옵션 설정만 마치면 형상에 맞게 황삭 툴패스가 생성됩니다.


















이후 형상에 대한 정삭은 [설정-피처-프로파일]에서 입력 유형을 '면'으로 설정한 뒤 가공을 진행하고자 하는 면을 선택합니다.
이렇게 생성한 프로파일은 좌측 상단 관리자 창에 등록됩니다.












ZW3D에서는 다양한 정삭 툴패스 템플릿을 제공하고 있습니다. 이번 형상 가공을 위해 일직선으로 나오는 '레이스 툴패스'를 진행하겠습니다.


앞서 진행했던 황삭과 마찬가지로 작업 피쳐 선택창에서 방금 생성한 프로파일을 선택한 후, 공구설정 및 가공 옵션 설정을 마치고 계산 버튼을 클릭하면 선택한 면에 대해서만 툴패스가 생성됩니다.




















3) 혁신적인 가공 솔루션


CAM 작업의 효율 극대화를 위해 CAM 가공 경로 생성 작업 시 소요되는 시간을 줄이고 안정성을 확보하는 것도 중요하지만,
가공 시간을 줄이고 공구의 수명을 늘리는 것도 빼놓을수 없는 중요한 요소입니다.


ZW3D에서 제공하는 VoluMill기능을 이용하면 공구와 공작물의 접촉각을 일정하게 유지하여 공구에 걸리는 부하를 최소시킬 수 있습니다.
이는 공구의 수명을 극대화시키는것 뿐만 아니라 기존의 가공 방식 대비 더 많은 절압량을 적용하여 가공시간을 극적으로 단축시키는 방법입니다.










예제로 사용한 펀치 모델의 경우, 가공 시간이 일반 황삭 툴패스의 가공 시간보다 약 50% 빨라진 것을 확인할 수 있으며
형상 및 소재에 따라 최대 75~80%까지도 가공 시간을 단축시킬 수 있습니다.




VoluMill 툴패스는 트로코이달 방식의 툴패스로 소재와 공구에 따른 가공 조건 설정이 매우 까다롭습니다. 그러나 ZW3D의 VoluMill에서는 다양한 소재에 대한 조건 값을 제공하고 있으며 사용자가 원하는 칩 두께, 피드, RPM, 스텝오버 값을 기준으로 쉽게 조건 값을 셋팅할 수 있어 초보자도 고효율의 VoluMill 툴패스를 쉽게 생성할 수 있습니다.














4) 보다 안전한 가공


가공에 있어 가공 시간보다 중요한 것은 바로 '안전'입니다.
ZW3D에서는 솔리드 검증 기능을 통해 CAM 작업 환경 내에서 시뮬레이션 진행이 가능하며, 파트 비교 기능을 통한 과절삭과 미절삭 그리고 충돌 유무에 대한 사전 파악이 가능하여 가공 중에 발생할 수 있는 제품의 문제와 충돌을 방지할 수 있습니다.


















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