CNC

  • 다른 C&C를 찾는다면 해당 항목 참고.
  • 관련항목 야금술

컴퓨터 수치제어
Computerized Numerical Control

컴퓨터 마이크로 프로세서를 내장한 수치제어 공작기계[1] 및 이를 응용한 공작 전반을 일컫는다. 특히 CNC 밀링에 공구를 자동으로 교체 해주는 장비인 ATC(Automatic Tool Changer)까지 포함되면 머시닝센터라 불리운다. 보통 ATC없는 CNC밀링은 NC밀링이라 부른다. 이름과 실제가 다른 것

범용기계는 사람의 손으로 공작물을 가공하기 때문에 정밀부품을 대량생산하는 것이 불가능하다. 그러나 CNC는 컴퓨터에 의해서 정확한 수치로 절삭구의 움직임을 자동제어하기 때문에 정밀부품의 대량생산을 가능케 한다. 또한 절삭공구가 입체적인 경로로 이송이 되면서 극미세 오차범위 안에서 매끄럽게 곡면 부품을 가공해주기 때문에 기존방식과는 가공물의 수준이 전혀 다르다. 거의 예술품이라고 불러도 무방할 정도. 최초의 CNC 머신이 개발된 것은 1952년 미국 MIT에서이며, 이후 수십 년 가까이 미국이 기술을 독점적으로 가지고 있었다. 이를테면 일본은 1967년, 한국은 1987년이 되어서야 개발에 성공했다.

CNC는 군사 분야와도 밀접한 관계를 가지는데, 이런 정밀한 가공능력이 특히 유체역학적 부품을 제조하는데에는 필수적이기 때문. 냉전시절에 CNC는 대(對)공산권 수출통제위원회협정(COCOM)에 의해 수출이 금지된 품목 중 하나이기도 했다. 그런데 당시 일본의 대기업인 도시바가 무슨 생각을 하였는지 무려 8년간이나 은밀하게 CNC 공작기계들을 적성국가인 소련에 수출한 적이 있었다. 소련은 이렇게 획득한 장비를 이용해 소음을 크게 개선한 잠수함 스크류를 개발하고, 당시 소나 음파탐지로 소련 잠수함을 추적하던 미국은 어느 순간부터 갑자기 소음이 확 줄어들어서 추적이 어려워지자 크게 놀라고 한바탕 난리가 나기도 했다. 이 사건 때문에 도시바 제품들의 미국 내 수입이 하마터면 전면 금지될 뻔 했다.

이토록 공산권에 대해서는 철저히 수출이 엄금된 물건이었지만, 자유시장경제권에서는 신속하게 널리 퍼졌다. 우리나라도 70년 중반대부터 미국과 일본 등으로부터 도입하였으며, 현재는 관련기술을 얻어서 국내에서 자체 생산하고 있다.[2] 다만 이런 정밀기계류가 다 그렇지만 아직까지도 점유율 자체는 독일, 일본 쪽이 지배적이다.(독일의 지멘스, 하이덴하인이라든지, 일본의 화낙이라든지...)

국내에서 생산하는 CNC공작기계들도 국내에서 자체 개발한 CNC컨트롤러[3] 보다는 주로 일본 쪽의 CNC컨트롤러(예를 들면 Fanuc)를 장착하는 경우가 많다. 그런데 예전이야 다들 자체적인 컨트롤러들을 만들어서 썼으나. 지금은 일본이나 독일, 미국 공작기계 메이커들도 화낙과 지멘스, 하이덴하인 이외에 자체적 아니면 다른 컨트롤러를 쓰는 회사는 적다. 왜냐면 컨트롤러가 날이 갈수록 다축(多軸)과 고정밀화가 되면서 개발비용이 점점 많이 들어가니 차라리 컨트롤러 개발비용을 외주로 싸게 쓰고, 그 비용을 다른 개발이나 홍보비에 더 투자하는게 더 낫기 때문이다.[4] 그런데 우리는 70년대에 말에야 자체적인 컨트롤러를 만들었으니 성능이 안 좋은 건 맞다.

냉전은 끝났지만 CNC기술은 여전히 몇몇 미국의 말을 듣지 않는 국가에 대한 수출 제한 품목으로 지정되어 있다. 득템하면 대박인 유니크 기술 특히 북한이나 이란 등이 그 대상이다.

그런데 북한은 2009년경 C&C, 본격 적색경보CNC를 자체 개발하는 데 성공하였다. 북한에서는 이 때문에 감격의 도가니... 김정일이 유공자들을 불러서 몇 번이고 치하하는 등 북한 내에서는 분위기가 장난이 아니었다고 한다. 거기에 노래까지 만들었다!![5] 지들도 이게 진짜 만들어질줄은 몰랐거든 무엇이든 마음만 먹으면 푸로구람에 따라 만드는 마침 후계를 준비하던 시기여서 CNC 개발은 44년만에 이룬 월드컵 본선 진출과 함께 김정은의 공으로 선전되었고, 온갖 문구에다 'CNC화'라는 말을 갖다붙이고 있는 모양이다. 가령 "CNC화 된 현대적인 식료공장을 일으켜 세우고 생산을 높은 수준에서 정상화 함으로써 인민들의 식생활 향상에 크게 기여하고 있습니다."라고 선전하는 식. 정상화가 필요하다는 건 알고 있구나. 아니 근데 식료품을 CNC로 생산한다고?[6] 그럼 피자 대신 Fe자를 주나?! 북한에선 CNC가 당신을 먹습니다! 다만 북한 CNC의 실체는 전혀 공개된 바가 없는 상황이기에, 그 성능이 어느정도인지는 모른다. 일단 독일이나 일본같은 전통적인 정밀기계 강국의 그것과 비교하면 품질이 조악하다는 건 뻔할 테고...
실제로 개발은 했으나 전력공급 문제로 운용에 상당한 차질을 빚는 모양. 관련기사

애시당초 CNC 자체의 공구경로 생성부분의 기술적 난이도는 오늘날에 와서는 그다지 높지 않다. 사실 CNC는 그 자체만으로는 정밀함과 상관이 없다. 정밀한 볼 스크류와 백래시 제거 장치 및 인덱스 유닛등이 뒷받침이 되어야 비로소 정밀함을 가진다. 이런 것이 적용되지 않은 저가 물건들은 심지어 중국산 제품들도 비집고 들어와 있는 상황이고, 예를 들어 DIY CNC 같은 것은 위 영상처럼 금속을 정밀하게 가공하는건 무리라도 나무 정도는 조각할 수 있다.[7] 심지어 북한의 CNC 기술이 그들이 주장하는 자체 개발이 아니라, 중국과 협력해 개발했거나 또는 중국의 기술을 도입해온 것을 왜곡해 선전하고 있는 것 아니냐는 의심도 받고 있는 상황이다.

수작업 생산에 비하면 비용이 훨씬 저렴하지만[8], 당연히 주조에 비해서는 훨씬 비싸다.[9]

국내의 관련자격증으로는 컴퓨터응용선반기능사, 컴퓨터응용밀링기능사, 컴퓨터응용가공산업기사, 사출금형산업기사, 프레스금형산업기사, 기계가공기능장 등이 있다. CNC가 프로그래밍을 통한 기계가공이라고 하지만 결국 기계를 조작해야 하므로 자격취득을 목적으로 한다면 독학은 무리이고 전문계고등학교나 대학교에서 배우거나 직업학교에서 배우는게 가장 빠른 방법이다. 경우에 따라서는 근무중인 회사에서도 배울 수도 있다. 다만, 회사에서 배우는 경우는 상당히 시간이 많이 걸린다.

정밀성을 포기한다면, 기성품 등을 이용해 개인도 충분히 만들 수 있다. 그 예 중 하나 일반적으로 개인이 제작하는 DIY CNC기기는 기성품으로 나와 있는 컨트롤러 및 소프트웨어를 사용한다. 다시 말해서, 이런 것까지 완전히 처음부터 만드는 것은 어려운 일인 것이다. 또, 기기의 규모나 종류, 신뢰성 등을 따져봐야 하는 측면도 있다. 하지만 북한의 CNC장비 신뢰성은… 부품을 모아서 자작하는건 아무나 할 수 있지만 그 부품들을 전부 제작하는 것은 상당히 어려운 일이다. 따라서 북한이 홍보한 것은 그들 나름의 성과를 거두었다고 볼 수 있다.정말 그들 나름이다

5축 CNC를 이용해서 엔진블록을 통째로 가공하는 모습으로, 일반적인 생산모습은 아니다.

3D 프린터 + CNC

여담으로, 애플이 좋아한다.

애플이 맥북 프로를 시작으로 자사 제품군에 CNC 가공을 대대적으로 도입하였다. 당연히 관계자들은 충격과 공포를 안겨주었다. 그도 그럴게 CNC 시장의 수요가 폭증하면서 품귀 현상이 생겼다! 엄청난 판매량을 자랑하는 맥북 제품군에 CNC 생산을 도입하기 위해 억소리나는 CNC 장비를 만 단위로 사들였기 때문. # 가격은 둘째치더라도 한 기업이 대량으로 구매해주면 공급처는 아쉬울게 없는 상황이라 다른 기업들은 웃돈을 주더라도 CNC 기기를 구하기 힘들어지게 되는 것이다. 애플의 저력을 다시한번 과시한 사례. 그리고 2014년에 또 산다.

즉 도입되는 기술의 레벨이 외계인 고문 수준인 것은 아니지만 하여간 그 규모가 말도 안되게 거대하다는 것. 그래서 맥북이 비싼가?

미국에 신설된 공장[10]에서 생산되는 맥 프로. 대량생산에서조차 CNC는 여기까지 발전했다.
  1. ↑ 크게 선반 및 밀링으로 나뉜다.
  2. ↑ 국산 주요 메이커는 두산인프라코어, 화천, 현대 WIA
  3. ↑ (주)큐리어스에서 생산하는 SENTROL, CSCAM의 HX 시리즈 등
  4. ↑ CNC 공작기계 회사에서 자기 컨트롤러의 홍보를 안하거나, 기계 사양표에 컨트롤러가 안 써있다면. 열이면 열 타 회사의 컨트롤러를 쓰고 있다.
  5. ↑ 영상은 아이폰 5 제조영상
  6. ↑ 공장 자동화 같은 개념까지 "CNC"라는 용어에 묻어가는 것으로 보인다.
  7. ↑ 인터넷으로 500만원이면 소형 3축 CNC를 살 수 있다. 물론 가공정밀도가 떨어지고 속도도 떨어지며 알루미늄을 가공하는 것 정도가 한계.
  8. ↑ 대량생산일 경우. 소량생산에는 그냥 수작업으로 하는게 더 싸게 먹힌다.
  9. ↑ 일단 기계값이 기본 몇억으로 시작하며, 움직일 수 있는 축(Axis)이 늘어날수록 값이 천정부지로 뛴다. 거기에 가공에 사용하는 엔드밀은 몇백~몇천 개 정도 가공하고 나면 바꿔줘야 하는 소모품이다. 엔드밀은 정말 싼게 몇 만원으로 시작한다.
  10. ↑ 주로 하청을 통해 생산하던 애플이 미국에서 생산하는 두번째(아이맥의 일부를 미국에서 시험생산했던 경력이 있기는 하니 2번째) 애플 제품이라 고용을 창출한다고 생색내는 것이다. 모토로라의 모토 X도 그렇고, 미국의 경기가 어렵다보니 자국의 제조 산업을 재부흥시키자는 여론이 강해져서 미국 기업들이 이런 정책을 펴고 있다. 보여주기? 참고로 애플은 미국 회사 중에서도 싼 인건비의 개도국 위탁생산을 아주 극초기부터 했던 회사로, 아직 미국의 소비재 제조업이 살아있었고 당시로는 최첨단인 IT분야에서 메이드인 USA가 당연했었던 1980년대 극초반에도 애플 컴퓨터는 싱가포르에서 생산했었다.