공작재료별 적합 장비 (선반 vs 밀링기)

재료에 따라 적합한 가공 장비는 달라집니다. 철, 알루미늄, 황동, 플라스틱 등 다양한 공작재료별로 선반과 밀링기의 적합성을 비교 분석합니다.

금속 재료: 강, 알루미늄, 황동에 따른 장비 선택

금속은 대표적인 공작재료로, 재질 특성에 따라 가공 방식과 적합한 장비가 다릅니다. 우선 가장 널리 사용되는 강(Steel) 재질은 높은 경도와 인성을 가지며, 자동차 부품, 기계 프레임, 축류 부품 등에서 광범위하게 쓰입니다. 강재는 강한 절삭력을 요구하기 때문에, 절삭 저항이 높은 환경에서도 정밀 가공이 가능한 범용선반이 특히 적합합니다. 외경 절삭, 테이퍼 가공, 내경 가공, 나사 가공 등에서 강재의 절삭 품질을 유지하며 고정밀 작업을 할 수 있습니다.

반면, 강재를 평면으로 깎거나 홈을 내는 작업에는 밀링기가 유리합니다. 특히 페이스밀이나 엔드밀을 사용해 가공면의 평활도를 높일 수 있으며, 강한 스핀들과 테이블 강성만 확보된다면 고경도 재료도 무리 없이 가공할 수 있습니다. 산업 현장에서는 강재 가공 시 선반과 밀링기를 혼용하는 것이 일반적입니다.

다음은 알루미늄(Aluminum)입니다. 가볍고 연성이 뛰어나며, 열 전도율이 좋아 가공 중 열변형이 적은 장점이 있어 항공, 전자, 자동차 분야에서 자주 사용됩니다. 알루미늄은 연질 소재이므로 절삭이 쉽고, 고속 회전이 가능한 밀링기에서 빠른 생산성과 좋은 표면 마감을 얻을 수 있습니다. 얇은 판재를 곡면이나 형상 가공할 때 특히 적합하며, 정밀 가공에도 유리합니다. 물론 회전체 가공이 필요하다면 선반도 활용되며, 저속 고정밀 공정이 필요한 내경 가공 등에 사용됩니다.

마지막으로 황동(Brass)은 절삭성이 뛰어난 비철금속으로, 전기 부품, 정밀 기계 부품, 밸브류 등에 많이 사용됩니다. 절삭 시 칩이 부드럽게 잘 나와 공구 마모가 적으며, 선반과 밀링기 모두에서 높은 가공 효율을 보입니다. 황동의 원통형 부품 가공은 선반, 홈 및 평면부 가공은 밀링기를 활용하면 최상의 생산성과 정밀도를 확보할 수 있습니다.

비금속 재료: 플라스틱, 나무, 복합재의 가공 대응

금속 외에도 비금속 재료는 가공산업에서 중요한 위치를 차지하며, 각 재질에 맞는 장비를 선택하는 것이 제품 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 대표적인 비금속으로는 플라스틱, 나무, 복합재료가 있습니다.

플라스틱(Plastic)은 종류에 따라 열가소성과 열경화성으로 나뉘며, 재질의 강도와 열 안정성이 다릅니다. 대표적으로 아크릴, ABS, 나일론, PVC 등이 있는데, 이들은 대부분 밀링기에서 가공하는 것이 유리합니다. 특히 엔드밀을 이용해 평면, 곡면, 홈 가공을 손쉽게 수행할 수 있으며, 저속 고이송 조건에서 칩 제거가 잘되도록 설정해야 가공면 품질을 높일 수 있습니다. 단, 열에 취약한 소재는 스핀들 속도를 너무 높이면 가공 중 변형이 생길 수 있어 주의가 필요합니다.

반면, 플라스틱 중에서도 원형 부품(예: 플라스틱 샤프트, 롤러 등)을 만들고자 할 때는 선반 가공이 적합합니다. 가공이 매우 수월하고, 칩이 가볍게 나가며, 공구 마모도 적습니다. 단, 공구 끝단이 열에 의해 녹지 않도록 냉각이 중요한 요소입니다.

목재(Wood)는 밀링기에서 주로 가공되며, 특히 조각이나 평면 가공, 구멍 뚫기, 홈 파기에 적합합니다. CNC 목공 밀링기는 조형성 높은 디자인에도 유리하며, 곡면 조각, 인테리어 부품 제작에 활용됩니다. 반면, 선반은 원형 목재 부품(예: 테이블 다리, 봉형 장식물)을 제작할 때 사용되며, 목공 선반 전용 장비로 구분됩니다.

복합재료(Composite)의 경우, 예를 들어 GFRP나 CFRP 같은 강화 플라스틱은 절삭 중 분진 발생이 심하고, 재료의 층간 강도나 열팽창률 차이로 인해 가공이 어렵습니다. 이 경우 일반적인 선반보다는 밀링기 또는 전용 CNC 장비를 통한 저속 고정밀 가공이 적합합니다. 특히 다축 밀링기와 집진 설비를 함께 사용하면 품질과 작업 안전을 동시에 확보할 수 있습니다.

재료별 선택 기준과 실무 적용 전략

공작재료는 그 특성에 따라 절삭 저항, 열 민감도, 표면 품질 요구 등이 달라지고, 그에 따라 선반과 밀링기의 선택도 달라져야 합니다.

선반은 원형 회전체 가공에 특화된 구조로, 외경/내경 가공, 나사, 테이퍼 가공에 효과적이며, 밀링기는 평면, 곡면, 홈 가공 등 복잡한 형상 구현에 적합합니다. 철, 황동, 구리 등 절삭성이 좋은 금속은 두 장비 모두 유연하게 대응할 수 있으나, 복합형 제품일 경우 두 장비를 병행 사용하는 것이 가장 효율적입니다.

알루미늄이나 플라스틱처럼 절삭 저항이 낮은 재료는 고속 밀링기로 빠르고 정밀한 가공이 가능하며, 강재나 고경도 소재는 선반을 통한 안정적 절삭이 우선되어야 합니다. 플라스틱 제품도 부품 형태에 따라 선반 또는 밀링기 선택이 달라지며, 복합재료는 반드시 가공 환경(먼지, 열, 진동)에 맞춘 설비와 장비 설정이 필요합니다.

또한, 실무 현장에서는 단일 장비만으로 모든 가공을 해결하기 어렵기 때문에, 장비 간 연계 가공 전략이 중요합니다. 예를 들어, 선반으로 외경을 정리한 후, 밀링기로 키홈을 가공하거나, 밀링기로 평면 가공 후 선반으로 내경을 마무리하는 방식은 품질과 생산성을 모두 만족시킬 수 있는 전략입니다.

재료 특성 이해 → 공정 분석 → 장비 선택 순으로 가공 계획을 세우면, 실무 오차를 줄이고 불량률도 낮출 수 있습니다. 특히 스마트 제조 환경에서는 공작재료 데이터 기반으로 장비를 자동 선택하거나 공정 조건을 추천하는 시스템도 확대되고 있어, 이러한 기초 개념은 매우 중요합니다.

재료마다 절삭 특성과 민감도가 다르기 때문에, 선반과 밀링기를 적절히 선택해야 고품질 가공이 가능합니다. 공작재료에 따라 가공 장비를 전략적으로 배치하면, 작업 효율과 제품 품질을 동시에 향상시킬 수 있습니다.