고속가공이 일반화되면서 공구 선택의 중요성이 날로 커지고 있습니다. 공구는 단순한 소모품이 아니라, 전체 가공 품질과 생산 효율을 결정짓는 핵심 부품입니다. 특히 고속가공 환경에서는 회전 수, 열, 진동 등 복합 조건이 가혹하기 때문에 범용공구로는 대응하기 어려운 경우가 많고, 고속가공 전용 공구가 필수로 요구됩니다.
이 글에서는 내열성, 코팅, 피드 속도 세 가지 핵심 항목을 중심으로 고속가공용 공구와 범용공구의 차이점을 심층 비교하여, 어떤 조건에서 어떤 공구를 선택해야 하는지 명확한 기준을 제시합니다.
내열성과 공구 재질의 차이: 고속가공용은 고온에 강하다
절삭 시 발생하는 열은 대부분 공구 끝단에 집중되며, 고속가공에서는 온도가 600℃를 넘는 경우도 흔합니다. 범용공구는 HSS 또는 일반 초경합금으로 구성되어 있으며, 고온에서 성능이 급격히 저하됩니다. 반면 고속가공용 공구는 초미립 초경, 세라믹, CBN, PCD 등 고온에서도 경도를 유지할 수 있는 재료로 제작됩니다.
이로 인해 고속가공에서는 공구가 열 변형 없이 안정적으로 작동하여 더 긴 수명과 높은 정밀도를 보장합니다. 열전도율이 낮고 경도가 높은 공구 재료를 통해 마찰열을 효과적으로 제어하며, 특히 난삭재 가공 시 그 차이가 뚜렷하게 나타납니다.
코팅 기술의 차이: 고속가공용은 복합 코팅 + 박막 기술
범용공구의 코팅은 일반적으로 TiN, TiAlN 등이며, 중속 절삭까지는 효과적입니다. 하지만 고속가공에서는 고온에서도 안정적인 AlTiN, AlCrN, DLC, nACo 같은 고급 코팅이 필요합니다. 또한 증착 방식도 중요합니다. 고속가공용 공구는 PVD 방식으로 얇고 균일한 코팅을 적용하여, 고속 회전 시에도 코팅이 벗겨지지 않도록 설계됩니다.
코팅 두께도 0.5~2.0μm로 정밀 제어되어, 절삭 날의 날카로움과 내마모성을 동시에 유지합니다. 일부 고급 공구는 나노 구조 코팅으로 이루어져, 절삭 시 발생하는 미세 진동을 흡수하거나 마찰계수를 낮추는 데 탁월한 성능을 보입니다.
피드 속도와 공구 설계: 절삭 날과 형상이 고속에 맞춰져 있다
고속가공용 공구는 고이송을 고려한 날 형상, 경사각, 비대칭 설계가 적용됩니다. 피드 속도가 높을수록 진동이 커지므로 공구는 짧고 단단하게 설계되며, 칩 배출도 빠르게 이루어질 수 있도록 구조가 최적화됩니다.
예를 들어, 알루미늄 가공용 고속공구는 날 수가 적고 경사각이 크며, 공구 끝은 미러 마감되어 있습니다. 강재 가공용 고속공구는 작은 날각, 높은 경도, 전용 코팅으로 설계되며, 소재에 맞는 최적의 칩 포켓 구조가 포함되어 있어 고속에서도 칩 막힘 없이 안정적인 절삭이 가능합니다.
결론: 요약 및 Call to Action
고속가공에서 공구는 단순한 절삭 도구가 아니라 공정의 품질, 시간, 유지비용, 장비 수명까지 직결되는 전략적 선택 요소입니다. 고속가공 전용 공구는 고온, 고응력, 고속 조건에서 최고의 성능을 발휘하며, 초기 비용 이상으로 생산성을 향상시켜 줍니다.
장비보다 먼저 공구를 점검하는 것, 그것이 고속가공 성공의 출발점입니다.