공통 기반: 둘 다 CNC 감법 가공
선삭과 밀링은 CNC 계열 안의 형제 공정입니다. 둘 다 감법 가공으로, 컴퓨터로 제어되는 기계가 고체 블록이나 바에서 재료를 제거해 완성 형상을 남깁니다. 프로그램된 공구 경로를 따르므로 모든 부품이 기하학적으로 반복 재현됩니다. 차이는 정밀도나 품질이 아니라 무엇이 움직이는가에 있습니다. 공작물이 돌면 선삭이고 공구가 돌면 밀링입니다.
이 공통 기반을 이해하는 것이 중요한 이유는 두 공정의 선택이 성능 차이가 아니라 형상에서 갈리기 때문입니다. 두 방식을 모두 운영하는 업체는 같은 부품을 어느 쪽으로도 만들 수 있지만, 실제 형상에 따라 한 경로가 더 빠르고 저렴하며 정확합니다. 잘못 고르면 공정 수와 셋업이 늘고 공차가 누적됩니다. 이 글은 각 공정의 운동 방식과 각자가 잘하는 형상을 정리합니다.
선삭의 동작 원리
선삭에서는 공작물을 척에 고정하고 스핀들로 고속 회전시킵니다. 고정된 절삭 공구가 직경 방향이나 길이 방향으로 이송되며 외경과 내경, 단면에서 재료를 깎아냅니다. 부품이 돌고 공구가 멈춰 있으므로 원형 형상에 구조적으로 유리합니다. 절삭력이 연속적으로 작용해 칩이 끊기지 않고 흐르므로 표면이 매끄럽게 나오는 것도 장점입니다.
최신 CNC 선반은 단순한 원통 가공기를 넘어섰습니다. 터렛에서 구동되는 드릴과 엔드밀, 탭을 이용한 동력 공구를 갖추면 한 번의 물림으로 십자 구멍을 뚫고 평면을 밀링하며 나사를 절삭할 수 있습니다. 이 진화로 선삭과 밀링의 경계는 흐려졌지만, 공작물이 회전하고 공구가 고정된다는 핵심 운동은 여전히 선삭의 효율 범위를 규정합니다. 긴 축이나 대구경 부품에서 이 원리는 더 분명해집니다.
밀링의 동작 원리
밀링에서는 관계가 뒤집힙니다. 공작물을 고정 테이블에 클램프하고 회전하는 커터가 최대 3축에서 5축까지 이동하며 공구 경로가 지시하는 곳의 재료를 제거합니다. 공구가 움직이고 부품은 정지해 있습니다. 그래서 밀링이 원형이 아닌 형상의 자연스러운 기반이 되며, 한 번의 셋업으로 여러 면을 가공하는 것이 가능합니다.
다축 기계에서는 커터가 거의 모든 각도에서 접근할 수 있어 윤곽면과 구배면, 언더컷처럼 선반으로는 닿을 수 없는 형상을 처리합니다. 대신 모든 형상을 둥근 공구가 경로를 그리며 깎아야 하므로 매우 깊은 원형 보어나 긴 축은 선반보다 느리고 강성이 떨어집니다. 공구 돌출 길이가 길어질수록 진동에 취약해지므로 깊은 포켓은 공구 형상과 가공 순서를 먼저 검토해야 합니다.
선삭에 적합한 형상
축대칭 형상은 모두 선반의 영역입니다. 축과 부시, 링, 스페이서, 나사 보스, 단차 원통 허브는 밀링으로 만들 때보다 빠르고 저렴합니다. 회전이 완전한 원을 자연스럽게 만들어내고 공구 이동이 최소화되기 때문입니다. 동심도와 진원도는 공정 자체에 내장되어 있어 별도의 정밀 셋업 없이 확보됩니다.
중심축이 뚜렷하고 그 축에서 형상 요소가 방사형으로 뻗는 부품도 선삭이 유리합니다. 플랜지와 풀리, 노즐이 그렇습니다. 선반은 축을 고정한 채 각 직경을 한 번의 패스로 가공합니다. 옆에서 본 단면이 원의 적층으로 설명되는 부품이라면 선삭이 가장 저렴한 경로일 가능성이 높습니다. 나사와 홈, 널링도 같은 셋업에서 처리됩니다. 키홈과 스플라인도 같은 원리로 축을 고정한 채 가공합니다.
밀링에 적합한 형상
평면과 포켓, 홈, 볼트 패턴을 가진 각기둥 형상은 밀링의 영역입니다. 사각 브래킷과 기어박스 하우징, 장착 플레이트는 부품을 회전시키지 않고 머시닝 센터에서 황삭과 정삭을 모두 마칠 수 있습니다. 3D 곡면과 경사면을 깔끔하게 절삭하는 것도 밀링입니다. 구멍의 위치 공차를 한 면 기준으로 관리하기 쉬운 것도 실무적인 이점입니다. 포켓 깊이가 깊으면 공구 강성을 고려해 코너 반경을 키우는 편이 좋습니다.
복잡한 유기적 형상과 언더컷, 여러 면에 걸친 특징은 다축 밀링의 몫입니다. 선반이 접근하지 못하는 형상에서 5축 밀은 공구를 기울여 뒤쪽과 아래쪽, 측면까지 도달합니다. 부품이 축보다 면으로 정의된다면 밀링이 이깁니다. 다만 5축은 프로그래밍과 셋업 부담이 크므로, 3축으로 충분한 형상에 습관적으로 적용하면 원가만 올라갑니다.
공차, 정밀도, 표면 조도
두 공정 모두 좁은 공차를 무리 없이 유지합니다. ±0.05mm는 어느 쪽에서도 일상적이며 셋업이 잘 된 작업에서는 ±0.02mm까지 도달합니다. 차이는 어떤 정밀도를 더 잘 지키는가에 있습니다. 선삭은 회전하는 부품이 중심선을 정의하므로 진원도와 동심도, 직경 관리에서 우세합니다. 반복 생산에서 직경 편차가 작다는 점도 선삭의 강점입니다.
밀링은 평탄도와 한 면 위 구멍들의 위치 정밀도, 복잡한 곡면을 한 번의 셋업으로 이어 붙이는 능력에서 우세합니다. 표면 조도는 비슷한 수준이지만 원형 형상의 선삭면은 본질적으로 더 매끄러운 경우가 많습니다. 대부분의 시제품에는 어느 쪽이든 충분한 정밀도이므로 선택 기준은 보유하려는 형상입니다. 조도 요구가 엄격하면 연마나 호닝 같은 후공정을 함께 계획해야 합니다.
소재, 직경, 부품 크기
선삭은 바 재료와 원형 블랭크에 강하며, 밀에서 고정과 지지가 어려운 길고 가는 부품인 봉과 핀, 롤러를 잘 처리합니다. 대구경도 선반에서 편안합니다. 공구가 넓은 테이블을 훑는 대신 부품이 자기 축을 중심으로 회전하기 때문입니다. 심압대로 끝단을 지지하면 길이 대 직경 비율이 큰 축도 흔들림 없이 가공할 수 있습니다.
밀링은 블록과 플레이트, 주물, 형태가 불규칙한 절단재 등 시작 소재의 폭이 넓고 회전 척을 쓰기 곤란한 넓고 평평한 형상이나 얇은 벽 패널에 더 적합합니다. 두 기계 모두 같은 금속과 플라스틱 소재군을 가공하므로 소재가 방법을 결정하는 경우는 드물고 블랭크 형상과 특징이 결정합니다. 판재를 얇게 깎을 때는 가공 중 변형을 막는 지그 설계가 원가를 좌우합니다.
납기, 원가, 유리한 조건
원형 부품은 선삭이 보통 더 저렴하고 빠릅니다. 형상이 공정과 일치해 필요한 형태에 도달하기까지 버리는 재료가 적기 때문입니다. 셋업도 단순한 편입니다. 바를 물리면 나머지는 선반이 처리하며 공정 수가 적어 대기열이 짧고 초품이 빨리 나옵니다. 공구 교체 횟수가 적다는 것도 소량에서 체감되는 차이입니다.
각기둥 부품은 선삭으로 만들면 과도한 궁리가 필요하므로 공구 경로 프로그래밍이 늘어나도 밀링이 저렴합니다. 손익분기는 수량이 아니라 형상에서 갈립니다. 대부분 원형이고 밀링 특징이 몇 개 붙은 부품은 동력 공구를 갖춘 선반이 가장 저렴할 수 있고, 대부분 평면이면서 보스 하나가 있는 부품은 여전히 밀링이 유리합니다. 수량이 늘면 셋업비가 희석되어 단가 차이가 줄어듭니다.
실무 판단 규칙
먼저 한 가지만 묻습니다. 이 부품을 정의하는 것이 축인가, 면인가. 본질적으로 회전체라면 선삭이 기준이고 특징을 가진 블록이라면 밀링입니다. 이 한 가지 판정으로 도면을 펼치기 전에 대부분의 결정이 끝납니다. 애매한 경우에는 전체 가공 시간에서 차지하는 비중이 큰 쪽을 기준으로 삼습니다.
혼합형 부품에서는 어느 공정이 소수인지가 관건입니다. 원통 축에 평면 두 개가 필요하다면 여전히 선삭 작업에 약간의 동력 공구 밀링을 더한 구성입니다. 평판에 보스 하나가 있는 부품은 밀링 작업에 보어 하나를 더한 것입니다. 지배적인 형상이 주 기계를 정하고 부차적인 공정은 가장 효율적인 위치에 배치합니다. 이 원칙을 지키면 셋업 횟수와 공차 누적을 동시에 줄일 수 있습니다.
복합 가공과 턴밀
실제 양산 부품 상당수는 두 운동을 모두 필요로 합니다. 이를 두 대의 기계로 나누면 셋업과 핸들링이 늘고 동심도에 위험이 생깁니다. 턴밀 또는 복합 가공기는 한 번의 물림으로 두 작업을 수행해 이 문제를 해결하며 대개 재고정 없이 완성됩니다. 공구대가 회전하고 주축이 이동하는 구조 덕분에 짧은 공구로도 깊은 형상에 접근할 수 있습니다.
원통부와 밀링 특징을 한 셋업에서 마치면 두 요소 사이의 정렬이 유지되고 납기를 며칠 단축할 수 있습니다. 선삭과 밀링이 섞인 시제품이라면 복합기를 보유한 업체인지 먼저 확인하는 것이 더 좋은 부품과 낮은 가격에 도달하는 가장 빠른 길입니다. 다만 복합기는 시간당 단가가 높으므로 단순 형상에 적용하면 오히려 손해가 될 수 있습니다.
FabProto의 선삭·밀링 지원
FabProto는 CNC 선삭과 CNC 밀링, 그리고 턴밀 복합기를 함께 운영합니다. 단일 기계의 능력에 맞춰 공정을 고르는 것이 아니라 부품 형상에 따라 경로를 정합니다. 모델 하나를 보내주시면 가장 빠르고 정확한 공정 또는 조합으로 배정합니다. 같은 부품을 두 방식으로 견적해 납기와 원가를 비교해 드릴 수도 있습니다.
두 역량을 한 지붕 아래 보유하고 있으므로 혼합형 부품도 업체 간 이동 없이 한 흐름에서 처리됩니다. 엔지니어링 검토 단계에서 설계가 선삭 쪽인지 밀링 쪽인지 먼저 판별해 드리므로, 견적이 가용한 기계에 끼워 맞춰지는 대신 처음부터 올바른 기계를 반영합니다. 검토 과정에서 공차와 지그 계획까지 함께 정리해 초도 불량 위험을 낮춥니다.