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[TECH] 인디애나 작업장의 진화

절단 공구 기술 해마다 눈부신 성장

[산업일보]
미국 중서부 인디애나 주의 한 작업장은 인서트 비용을 절반으로 줄이고 Kennametal의 Beyond Evolution™ 홈가공 및 절단 공구를 사용해 사용공구의 수명을 세 배로 늘렸다. 다양한 애플리케이션별 칩브레이커와 함께 절삭이 이루어지는 부분에 직접 절삭유를 공급함으로써 Beyond Evolution™ 홈가공 및 절단 시스템에 강력한 칩 컨트롤을 제공하고 동시에 공구 수명을 늘릴 수 있었다.

일부 창의적인 가공 공구 엔지니어가 처음으로 엔진 선반에 금속 튜브를 장착한 이래로 작업자들은 더 나은 부품 절단 방법을 모색중이다.

수동 연마 비트에서 고속도강 블레이드, 인덱서블 초경 인서트까지 절단 공구 기술 해마다 향상돼, 금속가공 효율성은 높이고 작업 비용을 낮추고 있다.

최근 몇 년간 홈가공, 선삭, 프로파일링 공구로도 사용할 수 있는 다목적 절단 공구의 개발로 진화 과정에서 큰 진전을 이룸으로써, 제조업체들은 셋업을 간소화하고 생산 주기를 단축하며 거의 모든 공구를 활용할 수 있게 됐다.
[TECH] 인디애나 작업장의 진화

단순성의 추구
이러한 업체들 가운데 오하이오 주 일리리아에 본사를 두고 가족이 소유하고 운영하는 정밀 가공 업체인 EMC Precision이 있다. 1925년 이후, EMC는 생산 가공업체에게 프로토타입을 제공하고 유체 관리, 유압유 및 유압력, 자동차, 레크리에이션 및 기타 OEM 등 다양한 업계에 부가가치가 높은 서비스를 제공해왔다.

EMC의 인디애나 주 셰리든 공장에 근무하는 제조 엔지니어 Ian Dotson은 기존 절단 솔루션의 공구 수명과 성능에 만족하고 있다. 그가 이 지역 Kennametal 대리점인 CCA Inc.에 전화를 했을 때만 해도 툴링 비용만 줄이려는 생각이었다. 해당 지역 영업사원이 그에게 소개한 Kennametal의 Beyond Evolution™ 제품은 양방향 선삭 기능, 내부 쿨런트, 고유한 칩 컨트롤, "트리플 V"의 견고한 시팅 형상을 갖춘 단면 홈가공 및 절단 시스템이다.

Dotson은 공구가 이미 사용하고 있는 것만큼의 성능을 발휘한다면 부가 기능은 그리 중요하지 않다고 했다. 그는 결과에 만족했다.

"직경 0.75in.(19mm)의 4140 강 유압 액츄에이터를 절단하는 데 폭 0.118in.(3mm)의 PVD 코팅 인서트를 사용하고 있었다"는 그는 이전 공구를 Kennametal Beyond Evolution 절단 공구로 교체했고 이송과 속도를 동일하게 유지했다. 몇 번의 사용 후, 적어도 이 작업에서는 기본적으로 공구 수명이 동일하고 성능 면에서 큰 차이가 없음을 알게 됐다. 그러나 Beyond Evolution 인서트는 이전 공구에 비해 약 40%에 불과할 정도로 저렴했고 큰 이득이었다고 말했다.

공구 수명 세 배 증가
EMC의 Daewoo Lynx 220 CNC 선반 작업, 1-1/4 in.(32 mm) 8620 강으로 제조된 변속 기어 샤프트, 너비 0.236 in.(6mm)의 공구를 사용해 절단하기 전 부품 왼쪽 면의 저널을 백 선삭하는 작업에서 나타났다. 이 애플리케이션에서 인서트 비용은 여전히 우려되는 부분이었지만 Dotson의 주 관심사는 공구 수명 향상이었다.

"Daewoo에는 고압 절삭유 공급 장치가 없고, 표준 펌프는 기존 절단 시스템의 내부 공구 쿨런트를 활용할 수 있을 만큼 충분한 압력을 제공하지 못했다"며 "이 때문에 우리는 외부 쿨런트를 사용해왔으며, 그 결과 일부 칩 컨트롤 문제가 항상 있었다. 즉, 칩이 말리게 되면서 절삭날에 충분한 쿨런트가 공급되지 않았다"고 말했다.

완벽한 가공 조건이 아님에도 불구하고 Beyond Evolution은 기대 이상의 성능을 발휘했다.


"매우 우수한 결과를 달성했다"라고 하면서, "이번에 우리는 가공 속도를 350sfm에서 400sfm까지 다소 향상시켰고, 이송도 약 30% 정도 높였다. 그렇게 해도 인서트당 2600개 이상의 부품을 가공해 공구 수명은 세 배로 증가했다. 특히 내부 쿨런트 공급을 위해 공구에 배관을 설치할 필요가 없기 때문에 이송과 속도를 더욱 높일 수 있을 것으로 확신한다. 이 작업은 또 다른 장비가 필요하며 이 장비도 이미 최대 속도로 가동 중이다. 이점은 공구 교체 사이 기간 동안 더 많은 부품을 가공하는 것인데, Beyond Evolution이 이 작업을 훌륭히 수행했다"
홍보영 기자 papersong@kidd.co.kr

산업1부 홍보영 기자입니다. 국내외 무역과 로봇, IoT, 기계·금형산업에 대한 참 소리를 전합니다.^^

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