CNC 가공 후 아노다이징이 치수에 미치는 영향

서론：CNC 가공이 끝난 부품은 도면 공차에 들어왔는데, 아노다이징 후 베어링이 들어가지 않거나 커넥터 포켓이 빡빡해지는 일이 있습니다. 가공 업체는 가공 치수만 맞췄고 표면 처리 업체는 요구 피막만 형성했지만, 두 공정 사이의 치수 책임이 정의되지 않아 최종 부품이 불합격한 경우입니다. 이 글은 아노다이징의 일반 원리를 반복하지 않고, 가공 완료 시점부터 표면 처리와 최종 검사까지 엔지니어가 놓치기 쉬운 연결 조건을 다룹니다.

아노다이징 후 치수는 어느 방향으로 달라질까요?

아노다이징 피막은 알루미늄 표면 안쪽으로 침투하는 부분과 바깥쪽으로 성장하는 부분이 함께 생깁니다. 따라서 지정 피막 두께 전체가 그대로 외형에 더해지는 것은 아닙니다. 일반적인 황산 아노다이징에서는 피막의 약 3분의 1이 표면 밖으로 성장하고, 하드 아노다이징에서는 약 절반이 밖으로 성장하는 값을 초기 검토에 자주 사용합니다. 다만 합금, 전처리, 전류 밀도와 처리 조건에 따라 달라지는 일반 대표 참고값입니다.

간단한 계산 예시  하드 아노다이징 피막을 면당 25 μm로 계획하고 바깥쪽 성장 비율을 50%로 가정하면, 한쪽 표면은 약 12.5 μm 성장합니다. 외경은 양쪽 합계 약 25 μm 커지고, 홀 직경은 약 25 μm 작아질 수 있습니다. 이는 공정 협의를 위한 예시이며 실제 보정값은 최종 처리 조건으로 확정해야 합니다.

일반 아노다이징과 하드 아노다이징은 치수 영향이 어떻게 다를까요?

* 표의 두께와 성장 비율은 일반 대표 참고값입니다. 합금, 전처리, 요구 성능과 처리 업체의 공정 능력에 따라 달라지므로 최종 가공 보정값으로 바로 사용하지 않습니다.

피막 두께만큼 공차를 빼면 충분할까요?

충분하지 않습니다. 치수 변화에는 피막 성장뿐 아니라 전처리 에칭, 블라스팅, 합금별 반응과 피막 두께 편차가 함께 작용합니다. 특히 외관을 균일하게 만들기 위한 에칭은 모재를 제거하므로, 성장량만 역산한 값과 최종 치수가 달라질 수 있습니다. 하드 아노다이징은 50 μm를 기준으로 지정하는 사례가 있으며 일반적인 두께 편차를 ±20% 수준으로 보는 지침도 있습니다. 정밀 공차가 이 편차보다 작다면 ‘명목 두께’만 도면에 쓰는 방식으로는 합격을 보장하기 어렵습니다.

가공과 표면 처리 사이에서 자주 생기는 5가지 실수는 무엇일까요?

CNC 단계에서는 치수를 어떻게 보정해야 할까요?

정밀 부위는 먼저 표면 처리 후 완성 치수를 정하고, 목표 피막의 실제 바깥쪽 성장량을 역산해 가공 치수를 정합니다. 외경은 예상 성장량만큼 작게, 홀과 홈은 예상 축소량만큼 크게 가공하는 방식입니다. 첫 로트에서는 한계 치수까지 한 번에 보정하기보다 시험편 또는 여유 있는 시제품으로 처리 전후 값을 측정해 보정량을 고정하는 편이 안전합니다.

· 외경과 홀은 한쪽이 아니라 서로 마주 보는 두 표면의 성장량을 합산합니다.

· 블라스팅·에칭이 포함되면 모재 제거량을 별도로 반영합니다.

· 동일 합금, 동일 피막 조건과 동일 처리 업체에서 얻은 전후 측정값을 양산 기준으로 사용합니다.

· 한 부품에서 마스킹 면과 처리 면이 만나는 곳은 단차와 모서리 치수를 따로 확인합니다.

어떤 공차는 그대로 적용하기 어렵나요?

* 위 공차 구분은 설계 검토를 돕기 위한 일반 예시입니다. 실제 적합성은 부품 크기, 피막 허용 범위, 측정 방식과 조립 기능을 기준으로 판단해야 합니다.

어떤 부위는 마스킹해야 할까요?

끼워맞춤과 밀봉 부위는 어떻게 판단할까요?

베어링 시트, 정밀 핀 홀, O링 씰 면처럼 수십 μm 변화가 기능을 좌우하는 곳은 마스킹을 먼저 검토합니다. 그러나 마스킹 경계에는 단차와 외관 차이가 생길 수 있으므로 단순히 “치수 보호”만 보고 결정하지 않습니다. 내식성과 절연이 필요한 면이라면 피막을 유지한 채 가공 치수를 보정하는 편이 적합할 수 있습니다.

전기 접촉면은 왜 별도로 표시해야 할까요?

아노다이징 피막은 전기적으로 절연성이 있으므로 접지 패드, 차폐 접촉부와 통전 지점은 기능 요구에 따라 마스킹이 필요합니다. 나사 체결만으로 피막이 안정적으로 뚫릴 것이라고 가정하면 접촉 저항이 불안정해질 수 있습니다. 접지 면적, 위치와 허용 외관을 도면에서 분리해 표시하는 것이 좋습니다.

나사산은 마스킹과 후가공 중 무엇이 나을까요?

미세 피치나 반복 조립이 필요한 내부 나사산은 피막 성장으로 유효 지름이 줄어들기 쉽습니다. 마스킹은 치수 유지에 유리하지만 나사산 내부의 내식성과 색상이 달라집니다. 오버사이즈 가공은 전체 피막을 유지할 수 있으나 보정량 검증이 필요하고, 처리 후 탭 재가공은 피막을 제거해 내식성과 외관을 해칠 수 있습니다. 용도에 따라 한 방법을 도면 단계에서 확정해야 합니다.

도면에는 어떤 정보를 함께 적어야 할까요?

처음부터 모든 값을 정확히 알기는 어렵습니다. 다만 아래 정보를 함께 전달하면 가공 업체와 표면 처리 업체가 실제 조립 기능을 기준으로 보정량과 마스킹 범위를 검토하기 쉬워집니다.

· 알루미늄 합금과 열처리 상태, 표면 전처리 조건

· 아노다이징 종류, 색상, 목표 피막 두께와 허용 범위

· 도면 공차가 가공 직후 기준인지 표면 처리 완료 후 기준인지 여부

· 베어링·핀·PCB·씰 등 상대 부품의 실제 치수와 필요한 끼워맞춤

· 마스킹할 홀·나사산·접지면과 마스킹 경계의 외관 허용 기준

· 피막 두께 측정 위치, 최종 치수 검사 온도와 사용할 게이지

도면 표기 예시  “표시 치수는 아노다이징 완료 후 기준”, “하드 아노다이징 25±5 μm”, “Ø10 H7 보어 마스킹”, “접지면 무피막”처럼 최종 상태와 예외 면을 함께 적습니다. 수치는 제품 요구와 실제 처리 능력에 맞춰 협의해야 합니다.

재작업으로 치수를 맞춰도 괜찮을까요?

처리 후 보어를 다시 절삭하거나 나사산을 재가공하면 치수는 복구할 수 있지만 해당 면의 피막은 제거됩니다. 부분 재아노다이징은 색상 차이, 경계 단차와 추가 에칭으로 이어질 수 있어 외관 부품에서는 특히 위험합니다. 조립 불량이 확인된 뒤 수정하기보다 첫 시제품에서 피막 두께, 최종 치수와 조립력을 함께 기록하고 양산 보정값으로 고정하는 편이 안전합니다.

최종 검사에서는 무엇을 확인해야 할까요?

자주 묻는 질문

Q: 아노다이징 두께가 20 μm이면 외경도 40 μm 커지나요?

A: 아니요. 피막 두께가 20μm이면 외경은 보통 8 ~ 10μm 증가하므로,  피막 일부는 모재 안쪽으로 형성되므로 바깥쪽 성장 비율을 적용해야 하며, 외경은 양쪽 표면의 실제 성장량을 합산합니다.

Q: 정밀 홀은 무조건 마스킹해야 하나요?

A: 아닙니다. 내식성과 절연이 필요한 홀은 피막을 유지하고 가공 치수를 보정할 수 있습니다. 공차, 기능과 처리 업체의 재현성을 함께 판단합니다.

Q: 하드 아노다이징은 일반 아노다이징보다 치수 변화가 큰가요?

A: 일반적으로 더 두꺼운 피막을 적용하므로 영향이 커질 가능성이 높습니다. 종류 이름만으로 판단하지 말고 목표 두께와 성장 비율을 확인해야 합니다.

Q: 나사산은 아노다이징 후 다시 탭 가공하면 되나요?

A: 가능하지만 피막이 제거되어 내식성과 외관이 달라집니다. 반복 체결부라면 마스킹이나 사전 보정 가공을 먼저 검토하는 편이 좋습니다.

Q: 첫 시제품에서 무엇을 기록해야 양산 불량을 줄일 수 있나요?

A: 가공 전 치수, 피막 종류와 두께, 처리 후 기능 치수, 마스킹 범위, 실제 조립 결과를 한 세트로 기록해야 다음 로트의 보정값을 재현할 수 있습니다.