가이드 / 공정

5축 CNC 시제품: 3축 가공과 3D 프린팅보다 나은 경우

2026년 9월 28일

시제품의 역할은 하나입니다. 설계가 제대로 작동하는지 알려 주는 것입니다. 어떤 공정을 고르느냐에 따라 그 답을 얻는 비용, 시간, 그리고 답을 얼마나 믿을 수 있는지가 달라집니다. 대부분의 기계 부품 시제품은 세 가지 선택지로 해결됩니다. 3축 CNC 밀, 5축 CNC 장비, 3D 프린터입니다. 각각 유리한 영역이 다릅니다.

이 가이드는 이미 CAD 모델을 가지고 있고 어디에 보내야 할지 알고 싶은 엔지니어를 위한 글입니다.

짧은 답

• 3D 프린팅: 부품이 플라스틱이고, 형상이나 조립성을 확인하는 시험이며, 공차가 느슨할 때.
• 3축 CNC: 부품이 대부분 각진 형상이고 형상이 한두 면에 있을 때.
• 5축 CNC: 여러 면에 형상이 있거나, 복합 각도나 윤곽면이 있거나, 면 사이 위치 공차가 엄격한 상태로 양산 금속에서 시험해야 할 때.

이 가이드의 나머지 부분에서는 그 경계가 어디에 있는지 설명합니다.

형상: 공구가 몇 개의 면에 닿아야 합니까?

3축 밀은 공구를 X, Y, Z로 움직입니다. 부품을 한 방향에서만 봅니다. 다른 면을 가공하려면 작업자가 부품을 풀고 돌려서 다시 고정해야 합니다. 새 셋업마다 시간이 들고 오차가 더해집니다. 새 데이텀이 이전 데이텀과 정확히 같은 위치에 오지 않기 때문입니다.

5축 장비는 회전축 두 개를 추가합니다. 부품이나 스핀들을 기울여 한 번의 고정으로 다섯 면에 공구가 닿게 합니다. 일반적인 원리는 다축 가공(multiaxis machining) 개요에 잘 정리되어 있습니다. 시제품에서는 두 가지 이유로 이 점이 중요합니다.

1. 면 사이의 위치가 유지됩니다. 측면의 보어와 윗면의 포켓을 같은 셋업에서 가공하므로, 둘의 관계는 누군가 부품을 얼마나 잘 다시 맞췄는지가 아니라 장비에 따라 정해집니다.
2. 전용 지그가 필요 없습니다. 양산 부품에는 맞춤 지그를 만듭니다. 시제품에는 그런 지그가 없고, 3축 장비에서 셋업이 하나 늘 때마다 어떤 형태로든 고정 방법이 필요합니다.

프린터는 면을 전혀 신경 쓰지 않습니다. 언더컷, 내부 유로, 격자 구조도 정육면체만큼 쉽게 출력됩니다. 이것이 프린팅의 가장 큰 장점입니다.

3+2인가, 동시가공인가?

“5축”에는 전혀 다른 두 가지 가공 방식이 포함됩니다.

3+2 인덱싱 가공은 테이블을 한 각도로 기울여 잠근 뒤 3축 밀처럼 가공합니다. 그다음 다음 각도로 기울입니다. 경사 구멍이 있는 하우징, 브래킷, 매니폴드에 잘 맞습니다. 프로그래밍이 빠르고 대개 더 저렴합니다.

5축 동시가공은 공구가 절삭하는 동안 모든 축을 움직여, 공구가 제어된 각도로 곡면을 따라가게 합니다. 임펠러, 터빈 블레이드, 블렌드 포트, 자유 곡면 형상에 필요합니다. 성능 좋은 CAM 시스템과 유사한 부품을 가공해 본 프로그래머가 있어야 합니다.

5축을 내세우는 가공업체 중 상당수는 3+2만 운영합니다. 부품이 각진 형상이라면 문제없습니다. 비틀린 곡면이 있다면 문제가 됩니다. 견적 요청에 어느 쪽이 필요한지 적어 주시거나, 홈페이지의 동시 5축 또는 3+2 확인을 해 보시거나, 비워 두시면 저희가 모델을 보고 판단합니다.

소재: 시험 결과가 의미가 있습니까?

금속 프린팅도 있지만, 그 부품은 압연 봉재와 다르게 거동합니다. 기공률, 조직, 피로 수명이 다릅니다. 프린팅용 플라스틱도 양산에서 사출할 그레이드와 같은 경우는 드뭅니다.

시제품이 실제 합금으로 압력 시험, 피로 사이클, 열 노출, 고객 시연을 견뎌야 한다면 가공하십시오. 판재에서 가공한 7075 브래킷은 7075 브래킷이 어떻게 거동하는지 알려 줍니다. 프린팅으로 만든 근사품은 다른 것을 알려 줍니다.

플라스틱도 마찬가지입니다. 양산 부품이 가공한 PEEK, 아세탈, PTFE라면, 같은 그레이드로 가공한 시제품이 크리프, 마찰, 치수 안정성을 알려 줍니다. 프린팅한 나일론 대용품은 형상만 알려 줍니다.

공차와 표면 품질

참고용 일반적인 범위입니다.

공정	일반적인 공차	가공 직후 표면
FDM 또는 SLA 프린팅	±0.1~±0.3 mm	적층 자국, 서포트 자국
금속 프린팅 (파우더 베드)	±0.1~±0.2 mm	거칠어서 끼워맞춤부는 가공 필요
3축 CNC	셋업당 ±0.01~±0.05 mm	가공면, 윤곽부에 공구 자국
5축 CNC	±0.01~±0.025 mm가 일반적	가공면, 윤곽부도 매끄러움

3축 행의 핵심은 “셋업당”이라는 표현입니다. 한 면 안의 공차는 매우 좋습니다. 서로 다른 셋업에서 가공한 면 사이의 위치에서 틀어짐이 나타납니다.

윤곽면에서는 3축 공구가 패스 사이에 스캘럽을 남겨 수작업 마무리가 필요합니다. 5축 동시가공은 공구를 표면에 대해 더 좋은 각도로 유지하므로 장비에서 꺼낸 상태의 표면이 더 균일합니다.

소재별 일반적인 5축 공차는 홈페이지의 소재 표를 참고하십시오.

수량과 리비전

프린팅은 셋업 비용이 거의 없습니다. 10개는 1개 가격의 대략 10배입니다.

CNC는 주문당 고정비가 큽니다. 프로그래밍, 셋업, 첫 부품 확인입니다. 1개라면 그 고정비가 가격의 대부분을 차지합니다. 10개라면 얇게 분산됩니다. 5축 작업에서는 프로그래밍 비중이 더 높고, 동시가공 공구경로라면 특히 그렇습니다.

여기서 실용적인 규칙이 나옵니다. Rev B가 5개 필요하다는 것을 알고 있다면 한 번에 5개를 주문하십시오. 1개, 또 1개, 그다음 3개를 주문하면 셋업 비용을 세 번 냅니다.

납기

프린터는 작은 플라스틱 부품을 하루나 이틀 만에 만들 수 있습니다. 가공 시제품은 소재, 표면 처리, 가공업체의 바쁜 정도에 따라 보통 1~3주가 걸립니다. Rev A의 프로그램을 이미 가지고 있는 5축 가공업체는 처음부터 새로 견적을 내는 것보다 Rev B를 더 빨리 처리하는 경우가 많습니다.

간단한 판단 표

상황	우선 선택지
플라스틱, 형상과 조립성만 확인, 느슨한 공차	3D 프린팅
금속, 한두 면에 형상	3축 CNC
금속, 네다섯 면에 형상, 엄격한 위치 공차	5축 CNC, 3+2
블레이드, 임펠러, 블렌드면 또는 자유 곡면	5축 CNC, 동시가공
공구가 닿지 않는 내부 유로	3D 프린팅 후 끼워맞춤부 가공

혼합 방식도 흔합니다. 보어와 면을 가공한 프린팅 부품은 자유로운 형상과 정확한 끼워맞춤을 함께 얻을 수 있습니다.

사례: 하우징 하나, 세 가지 방식

이 사례는 설명용이며 견적이 아닙니다. 약 80 x 60 x 40 mm 크기의 6061 알루미늄 센서 하우징을 생각해 보십시오. 윗면에 실링 보어, 양 측면에 M4 나사 구멍 각 2개, 30도 경사 케이블 포트, 그리고 보어에 대해 평탄하고 직각이어야 하는 바닥 장착면이 있습니다. 팀은 실링 및 진동 시험용으로 3개가 필요합니다.

방식	셋업 또는 공정	주요 리스크	일반적인 납기
3D 프린팅 (SLA 또는 FDM)	1회 출력 후 수작업 탭 가공	소재가 다름, 실링면 평탄도 부족, 나사산 손상	1~3일
3축 CNC	셋업 4~5회와 포트용 경사 지그	측면 구멍과 포트가 보어 기준으로 틀어짐	1~3주
5축 CNC, 3+2	셋업 1~2회	첫 부품의 프로그래밍 시간	1~3주

프린팅한 하우징은 인클로저 조립성 확인에 유용합니다. 하지만 실링이 유지되는지, 나사가 진동을 견디는지는 알려 주지 않습니다. 3축 방식은 모든 공차를 맞출 수 있지만, 경사 포트에는 기울인 지그가 필요하고 다시 고정할 때마다 포트, 측면 구멍, 보어 사이에 오차가 더해집니다. 3+2 방식은 거의 모든 형상을 한 번의 고정으로 가공하므로 실링에 중요한 위치가 재정렬이 아니라 장비에서 나옵니다.

이 부품이라면 인클로저 조립 확인용으로 빠르게 프린팅한 뒤, 실제 시험용으로 3+2 5축으로 3개를 가공하는 계획이 합리적입니다.

공정 선택 시 흔한 실수

• 프린팅 부품을 금속처럼 시험하는 것. 프린팅 부품으로 압력 시험을 통과해도 증명되는 것은 거의 없습니다. 실패해도 더 적습니다.
• 각진 형상 부품에 5축 동시가공을 주문하는 것. 모든 형상이 고정 각도의 평면에 있다면 프로그래밍 비용만 늘고 얻는 것은 없습니다.
• 복합 각도가 있는 부품에 3축을 주문하는 것. 셋업 횟수, 지그, 틀어짐으로 인한 불량이 드러나기 전까지만 견적이 낮아 보입니다.
• 리비전마다 1개씩 주문하는 것. 셋업 비용을 매번 냅니다. 시험 계획에 실제로 필요한 수량을 주문하십시오.
• 모든 곳에 엄격한 공차를 적는 것. 외관면에 ±0.01 mm를 표기하면 모든 공정이 느려지고 검사가 늘어납니다. 결합, 실링, 위치 결정 형상에만 표기하십시오.

5축 시제품 도면에 적어야 할 것

STEP 파일은 가공업체에 형상을 알려 줍니다. 도면은 무엇이 중요한지 알려 줍니다. 5축 시제품에서는 다음 지시가 주고받는 문의를 가장 많이 줄여 줍니다.

1. 데이텀. 조립품에서 부품이 위치 결정되는 방식에 맞춰 1차, 2차, 3차 데이텀을 표시하십시오.
2. 면 사이의 위치. 서로 다른 면의 형상에 대해 해당 데이텀 기준 위치도나 경사도를 지시하십시오. 5축이 비용 값을 하는 부분이 바로 여기입니다.
3. 핵심 형상만. 실링면, 베어링 보어, 위치 결정 핀에 공차와 표면 거칠기를 표기하고, 나머지는 일반 공차 주기로 처리하십시오.
4. 자유 곡면의 윤곽 공차. 동시 5축이 필요한 곡면이라면 면의 윤곽도 지시가 윤곽이 모델을 얼마나 가깝게 따라야 하는지 알려 줍니다.
5. 나사와 모따기. 나사 크기, 등급, 깊이. 0.2~0.5 mm x 45도와 같은 기본 모서리 모따기 주기.
6. 검사 요건. 초도품 검사 보고서, 선택 형상의 CMM 보고서, 또는 육안 검사만 필요한지 적어 주십시오.

견적 요청 시 보낼 것

• 부품의 STEP 파일
• 공차, 나사, 표면 처리 지시가 있는 PDF 도면
• 소재와 필요한 성적서
• 리비전당 수량과 추가 리비전 가능성
• 부품을 받아야 하는 날짜

이 정보가 있으면 5축 가공업체는 한 번의 회신으로 동시가공이 필요한지, 셋업이 몇 번 필요한지, 첫 부품 비용이 얼마인지 알려 줄 수 있습니다.

5축 가공업체에서 견적 받기

저희는 가공업체가 아니라 매칭 서비스입니다. 모델과 도면을 담은 견적 요청을 한 번 보내 주시면, 시제품과 리비전당 1개부터 약 200개까지의 소량 생산을 3+2 또는 5축 동시가공으로 처리하는 가공업체 최대 3곳과 매칭해 드립니다. 가공업체가 직접 견적을 드립니다. 매칭은 구매자 무료이며, 요청 시 NDA를 체결할 수 있습니다. 절차는 매칭 방식을 확인하신 뒤 견적 요청을 보내 주십시오. 24영업시간 이내에 회신해 드립니다.

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