Vortex tube 냉각 툴, 목공 CNC

Vortex tube (볼텍스 튜브) 이라는 툴을 활용하면 CNC 가공을 보다 더 효율적으로 할 수 있습니다.

Vortex 시스템은 냉각이 필요로 한 많은 산업분야에서 사용됩니다. 

오늘은 CNC 가공 시에 필요한 부분만 알아보겠습니다. 

 

Vortex tube 원리

 

간단히 설명하면, 압축 공기를 튜브 쪽으로 옮기면서 차가운 공기는 vortex tube 하부로 토출되고 

뜨거운 공기는 vortex tube 상부로 배출됩니다.

 

 

Vortex tube는 반영구적으로 사용할 수 있는 장치이며, 콤프레샤만 있으면 바로 사용 가능합니다.

콤프레샤 3마력 짜리에서도 영하 10 - 15 정도로 냉각시켜줍니다. 물론, 성능이 더 좋은 제품은 

영하 20 - 40 도 냉각도 가능합니다. 콤프레샤 80-100 psi 정도면 볼텍스 튜브가 작동하는데 문제없습니다.

 

Vortex 쿨링의 장점 

 

• 공구 수명 연장 (가공 시 열 때문에 발생하는 엔드밀의 크랙 & 칼날 끝부분의 타는 현상 방지)
• 보다 빠른 스핀들 스피드 & 피드 스피드 설정 가능
• 깨끗한 가공 (열 때문에 가공물이 타는 현상 & 칩이 공구에 달라붙는 현상 방지)

 

볼텍스 튜브의 냉각 효과

 

응용 분야

 

CNC 밀링, CNC 드릴링, CNC 커팅

드릴링                                                                                                                             

 

 

목공 CNC 조각기 사용 시

 

CNC 돌 가공 시에는 물을 사용하여 열을 식혀주면서 가공하지만, 나무 가공 시에는 물을 사용할 수 없습니다.

통상 나무 가공 시 공구 끝부분의 온도는 800도가 넘습니다. 이 열은 공구로 전달됩니다.

열을 식힐 수 있는 방법은 "공기 냉각" 밖에는 없는 것 같습니다.

 

Vortex tube 쿨링 방법은 안정적이고 저렴한 방법으로 목공 CNC 가공 시 "열"을 잡을 수

있는 방법인 것 같습니다.

 

미국 Purdue University 임학과 연구진이 vortex tube를 사용하여 목공 가공 테스트한 시험이 있습니다.

MDF 커팅을 일반적인 방법과 vortex tube 사용한 경우로 나누어서 시험한 결과입니다.

실험 결과는 예상대로 공구 수명이 훨씬 길어졌고 또한 공구 칼끝의 변형도 적다고 합니다.

 

가공 시 발생하는 열은 엔드밀의 변형(칼끝이 조금씩 크랙), 툴홀더 수명, 스핀들 베어링 수명에 

영향을 준다고 합니다. 

실험 결과를 보니 목공 CNC 가공 시에도 쿨링을 꼭 해야할 것 같습니다.

 

 

                                             일반 CNC 조각기에 vortex tube 장착 가능

 

 

아크릴 가공

 

아크릴 가공 시 vortex tube 사용에 대한 정보는 없습니다. 하지만 개인적인 생각으로는 아크릴 가공에도 좋을 것 같습니다. 

CNC 가공 시, 제일 큰 문제점은 칩이 눌러 붙는 현상이라고 합니다. 어떤 분은 CNC 가공 전에 가공물을 냉동실에 보관하고

2-3 시간 후에 꺼내서 가공 한다고 합니다. 

아마 vortex 쿨링 장치를 사용하면 보다 쉽게 가공할 수 있다고 생각합니다. ( 그냥 개인적인 생각입니다)

 

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