{
    "slug": "material-removal-rate",
    "title": "스핀들 출력별 재료 제거율: 10 kW·20 kW",
    "description": "10 kW·20 kW 스핀들에서 여덟 가지 CNC 합금의 출력 제한 재료 제거율. 단위 출력 표, 공개된 벤치마크, 계산 예시를 수록.",
    "lang": "ko",
    "tables": [
        {
            "caption": "스핀들 출력 10 kW·20 kW의 황삭 MRR 용량(출력 제한, 계산값)",
            "columns": [
                "소재 및 상태",
                "사용 K_p(kW / cm³/s)",
                "10 kW 선삭(cm³/min)",
                "10 kW 밀링, 사이클 평균(cm³/min)",
                "20 kW 선삭(cm³/min)",
                "20 kW 밀링, 사이클 평균(cm³/min)"
            ],
            "rows": [
                {
                    "소재 및 상태": "Aluminum 6061-T6 (wrought, ~95 HB)",
                    "사용 K_p(kW / cm³/s)": "0.76–0.90",
                    "10 kW 선삭(cm³/min)": "425–505",
                    "10 kW 밀링, 사이클 평균(cm³/min)": "340–405",
                    "20 kW 선삭(cm³/min)": "850–1,010",
                    "20 kW 밀링, 사이클 평균(cm³/min)": "680–810"
                },
                {
                    "소재 및 상태": "Aluminum 7075-T6 (wrought, ~150 HB)",
                    "사용 K_p(kW / cm³/s)": "0.76–0.90",
                    "10 kW 선삭(cm³/min)": "425–505",
                    "10 kW 밀링, 사이클 평균(cm³/min)": "340–405",
                    "20 kW 선삭(cm³/min)": "850–1,010",
                    "20 kW 밀링, 사이클 평균(cm³/min)": "680–810"
                },
                {
                    "소재 및 상태": "Carbon steel 1045 (190–220 HB)",
                    "사용 K_p(kW / cm³/s)": "1.70–2.32",
                    "10 kW 선삭(cm³/min)": "165–225",
                    "10 kW 밀링, 사이클 평균(cm³/min)": "130–180",
                    "20 kW 선삭(cm³/min)": "330–450",
                    "20 kW 밀링, 사이클 평균(cm³/min)": "260–360"
                },
                {
                    "소재 및 상태": "Alloy steel 4140 (Q&T, 280–320 HB)",
                    "사용 K_p(kW / cm³/s)": "2.18–3.29",
                    "10 kW 선삭(cm³/min)": "115–175",
                    "10 kW 밀링, 사이클 평균(cm³/min)": "90–140",
                    "20 kW 선삭(cm³/min)": "230–350",
                    "20 kW 밀링, 사이클 평균(cm³/min)": "180–280"
                },
                {
                    "소재 및 상태": "Stainless 304 (annealed, 150–180 HB)",
                    "사용 K_p(kW / cm³/s)": "1.64–2.94",
                    "10 kW 선삭(cm³/min)": "130–235",
                    "10 kW 밀링, 사이클 평균(cm³/min)": "105–190",
                    "20 kW 선삭(cm³/min)": "260–470",
                    "20 kW 밀링, 사이클 평균(cm³/min)": "210–380"
                },
                {
                    "소재 및 상태": "Stainless 316 (annealed, 150–180 HB)",
                    "사용 K_p(kW / cm³/s)": "1.64–2.94",
                    "10 kW 선삭(cm³/min)": "130–235",
                    "10 kW 밀링, 사이클 평균(cm³/min)": "105–190",
                    "20 kW 선삭(cm³/min)": "260–470",
                    "20 kW 밀링, 사이클 평균(cm³/min)": "210–380"
                },
                {
                    "소재 및 상태": "Titanium Ti-6Al-4V (annealed, 330–350 HB)",
                    "사용 K_p(kW / cm³/s)": "1.65–1.77",
                    "10 kW 선삭(cm³/min)": "215–230",
                    "10 kW 밀링, 사이클 평균(cm³/min)": "170–185",
                    "20 kW 선삭(cm³/min)": "430–460",
                    "20 kW 밀링, 사이클 평균(cm³/min)": "340–370"
                },
                {
                    "소재 및 상태": "Brass C36000 (free-cutting, 90–120 HB)",
                    "사용 K_p(kW / cm³/s)": "0.82–1.90",
                    "10 kW 선삭(cm³/min)": "200–465",
                    "10 kW 밀링, 사이클 평균(cm³/min)": "160–370",
                    "20 kW 선삭(cm³/min)": "400–930",
                    "20 kW 밀링, 사이클 평균(cm³/min)": "320–740"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "10 kW CNC 장비는 알루미늄에서 어느 정도의 재료 제거율을 낼 수 있나요?",
            "columns": [
                "출처",
                "장비 / 사례",
                "소재",
                "MRR(cm³/min)",
                "비고"
            ],
            "rows": [
                {
                    "출처": "S5",
                    "장비 / 사례": "40-taper VMC, stable roughing",
                    "소재": "Carbon steel",
                    "MRR(cm³/min)": "50–100",
                    "비고": "출처에서는 3–6 in³/min"
                },
                {
                    "출처": "S5",
                    "장비 / 사례": "40-taper VMC, HSM strategy",
                    "소재": "Aluminum",
                    "MRR(cm³/min)": "245–410",
                    "비고": "출처에서는 15–25 in³/min"
                },
                {
                    "출처": "S5",
                    "장비 / 사례": "50-taper / horizontal",
                    "소재": "Steel",
                    "MRR(cm³/min)": "100–200",
                    "비고": "40 테이퍼 값의 약 두 배"
                },
                {
                    "출처": "S6",
                    "장비 / 사례": "120 kW, 27,000 rpm (DST Ecospeed)",
                    "소재": "Aluminum 7050",
                    "MRR(cm³/min)": "5,160",
                    "비고": "경쟁사 PCD 공구, 사례 1"
                },
                {
                    "출처": "S6",
                    "장비 / 사례": "120 kW, 27,000 rpm",
                    "소재": "Aluminum 7050",
                    "MRR(cm³/min)": "7,465",
                    "비고": "RAL90 코팅, 동일 사례"
                },
                {
                    "출처": "S6",
                    "장비 / 사례": "120 kW, 33,000 rpm (Makino MAG 3.W)",
                    "소재": "Aluminum (cutter diameter 50 mm)",
                    "MRR(cm³/min)": "7,000",
                    "비고": "60분에 420,000 cm³ 제거"
                },
                {
                    "출처": "S8",
                    "장비 / 사례": "Bridgeport 2 hp / HAAS 30 hp comparison",
                    "소재": "Aluminum",
                    "MRR(cm³/min)": "165",
                    "비고": "절삭 출력 1.1–3.0 kW에서 10.1 in³/min"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "같은 10 kW 스핀들에서 304 스테인리스는 6061보다 얼마나 느린가요?",
            "columns": [
                "소재",
                "상태",
                "ISO",
                "경도(HB)",
                "K_p(kW / cm³/s)",
                "출처(저값 / 고값)"
            ],
            "rows": [
                {
                    "소재": "Aluminum 6061-T6",
                    "상태": "wrought, T6",
                    "ISO": "N",
                    "경도(HB)": "~95",
                    "K_p(kW / cm³/s)": "0.76–0.90",
                    "출처(저값 / 고값)": "S4 / S3"
                },
                {
                    "소재": "Aluminum 7075-T6",
                    "상태": "wrought, T6",
                    "ISO": "N",
                    "경도(HB)": "~150",
                    "K_p(kW / cm³/s)": "0.76–0.90",
                    "출처(저값 / 고값)": "S4 / S3 — take the upper end for 7075"
                },
                {
                    "소재": "Carbon steel 1045",
                    "상태": "hot-rolled / normalized",
                    "ISO": "P",
                    "경도(HB)": "190–220",
                    "K_p(kW / cm³/s)": "1.70–2.32",
                    "출처(저값 / 고값)": "S2 (190 HB) / S3 (200–220 HB)"
                },
                {
                    "소재": "Alloy steel 4140",
                    "상태": "quenched and tempered, 28–32 HRC",
                    "ISO": "P",
                    "경도(HB)": "280–320",
                    "K_p(kW / cm³/s)": "2.18–3.29",
                    "출처(저값 / 고값)": "S3 (280–320 HB) / S4 (220–420 HB upper bound)"
                },
                {
                    "소재": "Stainless 304",
                    "상태": "annealed",
                    "ISO": "M",
                    "경도(HB)": "150–180",
                    "K_p(kW / cm³/s)": "1.64–2.94",
                    "출처(저값 / 고값)": "S3 (150–175 HB) / S4 (austenitic 150–275 HB)"
                },
                {
                    "소재": "Stainless 316",
                    "상태": "annealed",
                    "ISO": "M",
                    "경도(HB)": "150–180",
                    "K_p(kW / cm³/s)": "1.64–2.94",
                    "출처(저값 / 고값)": "S3 (150–175 HB) / S4 (austenitic 150–275 HB)"
                },
                {
                    "소재": "Titanium Ti-6Al-4V",
                    "상태": "annealed",
                    "ISO": "S",
                    "경도(HB)": "330–350",
                    "K_p(kW / cm³/s)": "1.65–1.77",
                    "출처(저값 / 고값)": "S4 (300–360 HB) / S3 (Ti-150 A, 340 HB)"
                },
                {
                    "소재": "Brass C36000",
                    "상태": "leaded free-machining",
                    "ISO": "N",
                    "경도(HB)": "90–120",
                    "K_p(kW / cm³/s)": "0.82–1.90",
                    "출처(저값 / 고값)": "S3 / S4 — see the conflict register"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "10 kW 장비에서 4140 강을 가공할 때 MRR은 얼마로 계획해야 하나요?",
            "columns": [
                "소재",
                "K_p(kW / cm³/s)",
                "공구 끝의 P_c(kW)",
                "스핀들 입력 P_spindle(kW)",
                "10 kW 스핀들 부하(%)"
            ],
            "rows": [
                {
                    "소재": "Aluminum 6061-T6",
                    "K_p(kW / cm³/s)": "0.90",
                    "공구 끝의 P_c(kW)": "1.29",
                    "스핀들 입력 P_spindle(kW)": "1.5",
                    "10 kW 스핀들 부하(%)": "15"
                },
                {
                    "소재": "Carbon steel 1045",
                    "K_p(kW / cm³/s)": "2.32",
                    "공구 끝의 P_c(kW)": "3.33",
                    "스핀들 입력 P_spindle(kW)": "3.9",
                    "10 kW 스핀들 부하(%)": "39"
                },
                {
                    "소재": "Alloy steel 4140",
                    "K_p(kW / cm³/s)": "3.29",
                    "공구 끝의 P_c(kW)": "4.72",
                    "스핀들 입력 P_spindle(kW)": "5.6",
                    "10 kW 스핀들 부하(%)": "55"
                },
                {
                    "소재": "Stainless 304",
                    "K_p(kW / cm³/s)": "2.94",
                    "공구 끝의 P_c(kW)": "4.21",
                    "스핀들 입력 P_spindle(kW)": "5.0",
                    "10 kW 스핀들 부하(%)": "50"
                },
                {
                    "소재": "Titanium Ti-6Al-4V",
                    "K_p(kW / cm³/s)": "1.77",
                    "공구 끝의 P_c(kW)": "2.54",
                    "스핀들 입력 P_spindle(kW)": "3.0",
                    "10 kW 스핀들 부하(%)": "30"
                },
                {
                    "소재": "Brass C36000",
                    "K_p(kW / cm³/s)": "1.90",
                    "공구 끝의 P_c(kW)": "2.72",
                    "스핀들 입력 P_spindle(kW)": "3.2",
                    "10 kW 스핀들 부하(%)": "32"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "티타늄 황삭은 스핀들 출력에 의해 제한되나요?",
            "columns": [
                "항목",
                "값",
                "읽는 법"
            ],
            "rows": [
                {
                    "항목": "K_p (unit power)",
                    "값": "1.65–1.77 kW per cm³/s",
                    "읽는 법": "4140보다 낮음 — 스핀들은 병목이 아님"
                },
                {
                    "항목": "10 kW turning ceiling",
                    "값": "215–230 cm³/min",
                    "읽는 법": "출력상으로는 일반 현장의 실제 운전보다 큼"
                },
                {
                    "항목": "10 kW milling ceiling, cycle avg",
                    "값": "170–185 cm³/min",
                    "읽는 법": "절삭 관여율 80%에서의 사이클 평균"
                },
                {
                    "항목": "20 kW turning ceiling",
                    "값": "430–460 cm³/min",
                    "읽는 법": "상한이 두 배가 될 뿐, 허용 절삭량은 변하지 않음"
                },
                {
                    "항목": "Actual limiter",
                    "값": "Heat and tool life",
                    "읽는 법": "절삭 조건표의 속도로 고압 절삭유를 사용해 운전할 것 — 절삭유는 전제 조건이지 선택 사항이 아님"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "20 kW 스핀들이면 제거율이 두 배가 되나요?",
            "columns": [
                "파라미터",
                "Ø12 공구(계산 예시)",
                "Ø20 공구(참고 예시)"
            ],
            "rows": [
                {
                    "파라미터": "Tool",
                    "Ø12 공구(계산 예시)": "Ø12 mm, 3-flute carbide end mill",
                    "Ø20 공구(참고 예시)": "Ø20 mm — an example, not a recommendation"
                },
                {
                    "파라미터": "Radial width a_e (mm)",
                    "Ø12 공구(계산 예시)": "6",
                    "Ø20 공구(참고 예시)": "10"
                },
                {
                    "파라미터": "Axial depth a_p (mm)",
                    "Ø12 공구(계산 예시)": "6",
                    "Ø20 공구(참고 예시)": "10"
                },
                {
                    "파라미터": "Feed speed V_f (mm/min)",
                    "Ø12 공구(계산 예시)": "2,388",
                    "Ø20 공구(참고 예시)": "2,000"
                },
                {
                    "파라미터": "MRR (cm³/min)",
                    "Ø12 공구(계산 예시)": "86",
                    "Ø20 공구(참고 예시)": "200"
                },
                {
                    "파라미터": "Cutting time for 25 cm³",
                    "Ø12 공구(계산 예시)": "17.5 s",
                    "Ø20 공구(참고 예시)": "7.5 s"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "같은 장비에서 밀링 MRR이 선삭보다 낮은 이유는 무엇인가요?",
            "columns": [
                "단계",
                "규칙",
                "6061-T6, 10 kW"
            ],
            "rows": [
                {
                    "단계": "1",
                    "규칙": "Turning ceiling: Q_max = 60 × 10 × 0.6375 / K_p, rounded to 5 cm³/min",
                    "6061-T6, 10 kW": "425–505"
                },
                {
                    "단계": "2",
                    "규칙": "Milling column = 0.8 × the rounded turning column, rounded to 5 cm³/min",
                    "6061-T6, 10 kW": "340–405"
                },
                {
                    "단계": "3",
                    "규칙": "20 kW columns = 2 × the 10 kW columns (exact doubling)",
                    "6061-T6, 10 kW": "850–1,010 turning / 680–810 milling"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "황삭 시 스핀들 부하는 몇 %를 목표로 해야 하나요?",
            "columns": [
                "파라미터",
                "값",
                "근거"
            ],
            "rows": [
                {
                    "파라미터": "Rated spindle power P_rated",
                    "값": "10 / 20 kW",
                    "근거": "일반적인 VMC의 두 출력 클래스"
                },
                {
                    "파라미터": "Drive efficiency η",
                    "값": "0.85",
                    "근거": "계획 가정이며 실측값이 아님 — 공작기계 제조사 데이터로 확인할 것"
                },
                {
                    "파라미터": "Roughing load factor L",
                    "값": "0.75",
                    "근거": "목표 대역 70–85%의 중간값(S5)"
                },
                {
                    "파라미터": "Usable cutting-power factor",
                    "값": "0.85 × 0.75 = 0.6375 ≈ 0.64",
                    "근거": "정격 출력의 각 kW당 칩에 도달하는 것은 0.64 kW뿐"
                },
                {
                    "파라미터": "Tool condition",
                    "값": "Sharp carbide",
                    "근거": "K_p 표는 예리한 절삭 공구를 전제로 정리한 것"
                },
                {
                    "파라미터": "Milling in-cut factor",
                    "값": "0.80",
                    "근거": "S5 계산 예시: 사이클의 80%가 절삭"
                },
                {
                    "파라미터": "Coolant and setup",
                    "값": "Stable, no chatter",
                    "근거": "강·스테인리스는 플러드 유화유, 티타늄은 고압 절삭유, 알루미늄은 플러드 또는 MQL"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "밀링과 선삭의 MRR 공식은 무엇인가요?",
            "columns": [
                "단계",
                "수량",
                "값"
            ],
            "rows": [
                {
                    "단계": "1",
                    "수량": "Removal volume V",
                    "값": "50 × 50 × 10 mm pocket = 25 cm³"
                },
                {
                    "단계": "2",
                    "수량": "Tool and engagement",
                    "값": "Ø12 mm, 3-flute carbide end mill; V_c 300 m/min; f_z 0.10 mm/tooth; a_e = a_p = 6 mm"
                },
                {
                    "단계": "3",
                    "수량": "Spindle speed n = 1,000 × V_c / (π × D)",
                    "값": "7,958 → take 7,960 rpm"
                },
                {
                    "단계": "4",
                    "수량": "Feed speed V_f = n × z × f_z",
                    "값": "7,960 × 3 × 0.10 = 2,388 mm/min"
                },
                {
                    "단계": "5",
                    "수량": "MRR Q = a_e × a_p × V_f / 1,000",
                    "값": "6 × 6 × 2,388 / 1,000 = 85.97 → 86 cm³/min"
                },
                {
                    "단계": "6",
                    "수량": "Cutting time T = V / Q",
                    "값": "25 / 86 = 0.291 min = 17.5 s (21.8 s with 20% non-cutting)"
                },
                {
                    "단계": "7",
                    "수량": "Power check P_c = K_p × Q, spindle input P_c / 0.85",
                    "값": "0.90 × 1.433 = 1.29 kW → 1.52 kW → 15.2% of 10 kW"
                },
                {
                    "단계": "8",
                    "수량": "Reading",
                    "값": "Spindle only 15% loaded — the Ø12 cutter in a 50 mm pocket is tool-limited; the 425 cm³/min ceiling would need V_f 11,806 mm/min, five times beyond this cutter"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "MRR을 가공 시간으로 어떻게 환산하나요?",
            "columns": [
                "레이트 사례",
                "Q(cm³/min)",
                "25 cm³의 소요 시간(초)"
            ],
            "rows": [
                {
                    "레이트 사례": "Worked example toolpath (Ø12 in 6061)",
                    "Q(cm³/min)": "86",
                    "25 cm³의 소요 시간(초)": "17.5"
                },
                {
                    "레이트 사례": "Ø20 cutter example",
                    "Q(cm³/min)": "200",
                    "25 cm³의 소요 시간(초)": "7.5"
                },
                {
                    "레이트 사례": "6061 10 kW turning ceiling",
                    "Q(cm³/min)": "425",
                    "25 cm³의 소요 시간(초)": "3.5"
                },
                {
                    "레이트 사례": "304 planning low end",
                    "Q(cm³/min)": "130",
                    "25 cm³의 소요 시간(초)": "11.5"
                },
                {
                    "레이트 사례": "4140 milling planning low end",
                    "Q(cm³/min)": "90",
                    "25 cm³의 소요 시간(초)": "16.7"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "이 MRR 수치는 견적에 얼마나 신뢰할 수 있나요?",
            "columns": [
                "쟁점",
                "출처 A",
                "출처 B",
                "이 페이지에서의 처리"
            ],
            "rows": [
                {
                    "쟁점": "304 / 316 unit power",
                    "출처 A": "S3 handbook band 1.64–1.97 (150–200 HB, sharp tools)",
                    "출처 B": "S4 energy-study value 2.94 (austenitic 150–275 HB)",
                    "이 페이지에서의 처리": "1.64–2.94 전체 대역을 표에 유지한다. 경도와 공구가 유리한 쪽으로 확인되지 않는 한 130 cm³/min 저값에서 견적할 것"
                },
                {
                    "쟁점": "C36000 unit power",
                    "출처 A": "S3 leaded brass 0.82",
                    "출처 B": "S4 leaded brass 1.90",
                    "이 페이지에서의 처리": "0.82는 황동의 물리(K_p ≈ k_c / 1,000, k_c ≈ 800 N/mm²)와 맞으므로 0.82 쪽을 우선한다. 200–465 대역은 등록된 포락선으로 유지"
                },
                {
                    "쟁점": "1045 / 4140 ranges",
                    "출처 A": "S3 by 20 HB steps",
                    "출처 B": "S4 220–420 HB envelope",
                    "이 페이지에서의 처리": "쟁점이 아니다 — 범위는 경도를 따라가며, 출처 불일치로 서술하지 말 것"
                }
            ]
        }
    ]
}