산업 현장에서 가장 널리 사용되는 제조 공정 중 하나가 바로 절삭 가공(Machining)이다.
절삭 가공은 금속, 합금, 플라스틱 등 다양한 소재에 공구를 이용해 물리적으로 깎아내는 방식으로, 정밀성과 가공 품질이 매우 뛰어나 공업 생산 전반에 필수적으로 사용된다. 특히 제품의 형상, 치수, 표면 거칠기 등에서 높은 정확도를 요구하는 정밀 가공 분야에서는 절삭 가공 기술이 핵심적인 역할을 한다.
1. 절삭 가공의 정의 및 특징
절삭 가공이란 공작물에서 칩(chip)을 제거하여 원하는 형상을 만들어내는 가공 방식이다.
공구와 소재 간의 상대운동을 통해 불필요한 재료를 제거하며, 일반적으로 다음과 같은 특징을 가진다.
- 정밀한 치수와 형상 구현 가능
- 복잡한 형상 및 내부 가공 수행 가능
- 다양한 소재 적용 가능 (강, 알루미늄, 황동, 플라스틱 등)
- 자동화, CNC화가 용이해 대량생산 또는 다품종 소량 생산에 모두 대응 가능
2. 절삭 가공의 대표 공정 종류
절삭 가공은 사용되는 장비나 공정 방식에 따라 다양한 형태로 나뉘며, 각각의 특성에 따라 사용 목적과 가공 대상이 달라진다.
1) 선반 가공 (Turning)
선반 가공은 원형 공작물을 회전시키고, 고정된 절삭 공구로 외경을 깎는 방식이다.
주로 축류 부품, 링 형태, 원통형 부품 등에 사용되며, 대표적인 CNC 선반 기계를 통해 자동화 공정으로 구현할 수 있다.
2) 밀링 (Milling)
밀링 가공은 회전하는 커터가 고정된 소재를 이동시키며 가공하는 방식이다.
평면, 슬롯, 곡면, 홈, 3D 형상 등 복잡한 형태 가공이 가능하며, 일반적으로 범용 밀링 머신 또는 CNC 머시닝센터에서 수행된다.
3) 드릴링 (Drilling)
드릴링은 소재에 구멍을 뚫는 가장 기본적인 절삭 공정이다.
다양한 크기와 깊이의 구멍을 만들 수 있으며, 드릴비트의 종류에 따라 강재, 알루미늄, 플라스틱 등 다양한 재료에 적용된다. 나사 가공, 리밍(Reaming)과 같은 후속 공정으로 연결될 수 있다.
4) 보링 (Boring)
보링은 기존에 가공된 구멍을 더욱 정밀하게 넓히는 공정이다.
내부 직경을 조정하거나, 높은 공차 정밀도를 요구하는 부품(예: 실린더 블록, 베어링 하우징 등)에 적합하다. 정밀도 향상을 위해 보링헤드와 전용 머신이 사용된다.
5) 연삭 (Grinding)
연삭은 숫돌(Grinding wheel)을 이용해 표면을 극도로 매끄럽게 가공하는 방식이다.
고경도 소재 가공, 열처리 후 부품 마감, 기어 및 베어링 등 미세 정밀도가 필요한 분야에서 사용된다. 연삭은 절삭 공정보다 칩 제거량이 적지만, 표면 거칠기(Ra)가 매우 우수하다.
3. 절삭 가공의 적용 산업
절삭 가공 기술은 거의 모든 산업군에서 핵심적으로 사용된다. 대표적인 적용 분야는 다음과 같다.
- 자동차 부품 제조 (엔진, 변속기, 축류 부품 등)
- 항공우주 산업 (터빈 블레이드, 프레임, 샤프트 등)
- 금형 제조 (사출, 프레스, 다이캐스팅 금형 등)
- 반도체 장비 및 정밀기계 부품 가공
- 의료기기, 군수품, 에너지 설비 등 고정밀 부품 생산
4. 마무리하며
절삭 가공은 제조업에서 빠질 수 없는 기본이자 핵심 기술이다.
정밀도와 다양성을 모두 갖춘 절삭 가공 공정은 전통 제조업뿐만 아니라 첨단 산업에서도 그 중요성이 점점 더 커지고 있다.
현대의 가공 기술은 CNC 및 자동화 시스템과 결합되어 생산성, 품질, 효율성 면에서 지속적으로 발전하고 있으며, 앞으로도 절삭 가공의 중요성은 더욱 강조될 것으로 보인다.