세계에서 가장 큰 스카이빙 기계

스테인리스 스틸 생산자들은 단조된 원통 봉에서 산화 스케일과 밀 스케일 그리고 가능한 표면 손상을 제거하기 위해 스카이빙을 선택한다. 거대한 스카이빙 기계로 직경 600mm의 스틸 봉을 효율적으로 스카이빙할 수 있다.

노베르트 슈타틀러(Norbert Stattler): Cutting Solutions by Ceratizit PR 매니저

BGH Edelstahl은 까다로운 요건에 부합하는 스테인리스 강과 특수 합금을 생산하고 있다. 스틸 봉의 표면 품질, 치수 정확도 그리고 진원도를 보장하기 위해 납품 전에 스카이빙한다. 그 결과 선반 공정에 이어 가공하는 반제품이 된다. 따라서 이 봉은 기계 제작, 오일 가스 산업 또는 화학 산업에서 사용하는 일차 재료로 사용된다. 많은 부하를 받는 풍력 발전소 기어도 BGH사의 일차 재료에서 형성된다. „우리는 고객에게 거친 단조 표면이 아닌 기계적으로 가공된 스틸 바를 제공합니다.“(요스트 크레처, BGH 작업 관리자)

SMS 그룹의 스카이빙 기계 PMH 600으로 직경이 큰 단조된 봉을 종래의 터닝가공보다 효율적으로 가공할 수 있다. 완성 직경 최대 600mm로, BGH Edelstahl은 스카이빙 분야에서 완전히 새로운 시장 세그먼트에 대응할 수 있다.

빠른 피드를 통해 터닝작업이 16배 빠름

직경 공차와 표면 거칠기를 유지하기 위해, 먼저 단조된 봉의 산화 스케일과 밀 스케일을 벗겨 낸다. „스카이빙의 주요 장점 중 하나는 다수의 공구를 동시에 사용할 수 있습니다. 이로 인해 터닝 작업보다 높은 피드가 가능합니다. 직경 600mm, 길이 8m의 공구 강 재질의 봉을 가공하기 위해, 터닝가공으로는 약 8시간이 필요하지만 스카이빙은 30분이면 완성됩니다. 이것이 강력한 차이입니다.“(요스트 크레처) 이때 직경 공차는 0.5mm이고, 표면 정확도는 Ra =0.5 μm이 표준이지만 더욱 정교하고 정확하다. „IT 11의 공차 한계까지 가능합니다. 이후 가공된 스틸 봉을 자동 초음파 검사시스템으로 이동하고, 이 검사 시스템에서 내부 상태와 표면에 결함이 있는지 점검합니다. 우리는 이렇게 고객에게 100%의 제품 품질을 제공합니다.“(요스트 크레처)

큰 직경 가공도 까다로운 시험 요건을 통과해야 납품된다

BGH는 세계에서 가장 큰 스카이빙 시스템에 투자하여 변화하는 시장 상황에 대응하고자 하였다. 이제 뛰어난 품질의 제품이 직경이 커도 가공된 표면과 까다로운 시험 요건을 갖추어야 납품할 수 있다. „증가하는 판매량을 기존의 기계로는 더 이상 감당할 수 없었습니다. 우리는 새로운 선반을 대여섯 개 구매할 지 스카이빙 기계 하나를 구매할지 결정해야 했습니다.“(요스트 크레처) BGH의 생산량 절반이 기존의 하나의 스카이빙 기계를 통해 처리되었고, 고장 났을 경우 대체할 기계가 없었기 때문에, 스카이빙 기계를 한 대를 추가로 구매하기로 하였다. 또 이 새로운 기계에는 특수한 특성을 구비해야 했다고, 기계를 이용하여 총 무게 25t, 직경 최대 600mm의 스틸 봉을 가공할 수 있어야 했다. „우리는 이 수치와 계획을 가지고 스카이빙 기계 제조사에 찾아 갔습니다. 당시에 그런 크기의 기계가 시장에 없었기 때문에, SMS 그룹과 함께 2년의 프로젝트 기간을 거쳐 우리가 원하는 대로 기계를 고안했습니다.“(요스트 크레처)

SMS 그룹은 BGH의 요건에 맞추어 완전히 새로운 가공 컨셉트를 개발하였고, 이 컨셉트는 단조된 봉 반제품 제조에 새로운 혁명을 일으켰다. 새로운 타입의 PMH 600 스카이빙 기계는 종래의 터닝 기술을 대체하고, 직경 630mm, 길이 18mm의 봉 재료를 스카이빙할 수 있다. 최대 60mm 직경 범위에서는 처음으로 스카이빙이 관철된 것이고 완전히 새로운 시장 세그먼트를 열었다. 이제 BGH는 대형 구동 샤프트, 터빈 블레이드, 풍력 발전소의 플랜지를 위해 일차 재료를 효율적으로 빠르게 고품질로 납품할 수 있게 되었다.

난삭 재료는 해결해야 할 과제이다

블랭크 봉 제조에서 특히 해결해야 할 과제는 스테인리스 스틸과 니켈 베이스 합금과 같이 절삭 기술 상 어려운 재료를 가공하는 데에 있다. PMH 시리즈의 기계들은 이를 위해 이전 모델이나 종래의 터닝 기술보다 뛰어난 예비 성능을 제공한다. 새로운 PMH 시리즈는 고객 요건에 따라 종래의 원리대로 고정 가이드로 작동할 수 있을 뿐만 아니라, 필요 시 봉의 굴곡에 적응하고 최소한의 강만 제거한다.

또 다른 핵심 포인트는 PMH 600에 대해 구현된 스카이빙 기술이 혁신과 연결하여 전체 기계수명 동안 최적화된 운영 비용 컨셉트를 실현하는 것이다. PMH 600에서 정비 비용과 공구 교체는 이전 세대의 대형 스카이빙 기계에 비해 현저히 줄어들었다. 마모가 적은 피드 롤러를 사용함으로써 인피드 롤러를 정기적으로 교체할 필요 없다. 인피드 장치의 마모된 롤러를 교체하면 수천 유로의 재료 비용이 들 뿐만 아니라, 교대조 작업 시간의 절반이 필요하고, 그 시간 동안 기계는 생산을 할 수 없다.

새로운 마켓 세그먼트로 진입하다

탠덤 카세트 시스템은 새로운 육각 황삭 인서트와 정삭 인서트를 구비하고 있으며, 최대 12mm의 절삭 깊이를 달성한다.

나아가 SMS 그룹의 PHM에서는 공구 교체가 공구 카세트로 교체되어 공구교체 시간이 줄어들었다. 기존의 기계에서는 전체 슬라이드 유닛을 교체해야 했다. 또한 기계의 전체 조정범위를 하나의 공구로 커버할 수 있다. 이 새로운 방법은 터닝 작업보다 최대 6배 빠르고, 재료를 덜 제거하고, 단조 봉의 굴곡을 잘 다룰 뿐만 아니라, 새로운 시장 세그먼트로의 진입을 가능하게 하였다. BGH 입장에서 이러한 기계에 투자하는 것이 리스크가 없는 것이 아니었다. 지금까지 그런 크기의 스카이빙 기계가 없었고 높은 절삭 값을 실현하는 공구도 없었다. BGH는 Cutting Solutions by Ceratizit의 전문가를 찾아야 했고, Ceratizit의 전문가들은 이 분야에 대한 기본적인 지식을 통해 스카이빙 영역에서 다양한 적용 사례를 위해 광범위한 스카이빙 인덱서블 인서트 프로그램을 제공하였다. BGH의 특수 사양과 전세계에서 가장 큰 스카이빙 기계 가운데 하나가 공구에 제시하는 요건은 Ceratizit에게도 완전히 새로운 스카이빙 인덱서블 인서트를 개발을 부추겼다. 제품 매니저인 로날드 후버는 당시를 잘 기억하고 있었다. „우리의 기존 로터리 인서트는 위치 결정 측면에서 결정적인 단점이 있었습니다. 인서트 시트에서 정확한 인덱싱 외에 절삭 특성을 개선하기 위해, 황삭 인서트를 멀티 에지를 갖는 외부 형태로 변경해야 했습니다.“

세계에서 가장 큰 스카이빙 기계를 위한 스카이빙 인덱서블 인서트

로터리 헤드 드라이브는 1000kW로 구동되며 공구에 대한 까다로운 요건을 충족한다. Ceratizit의 스카이빙 인덱서블 인서트는 최상의 칩을 형성하면서 극도로 높은 절삭 값을 견딘다.

Ceratizit 로날드 후버에 따르면 안전하게 스카이빙하기 위해서는 우수한 칩 파쇄가 결정적으로 중요했다고 한다. 스카이빙 공정에서 시간 당 5t의 칩이 발생하기 때문에, 롱 칩의 형성을 반드시 막아야 했다. „새로운 육각 황삭 인서트는 최상의 칩을 보장하고, 회전 당 최대 24mm의 극도로 높은 피드를 견딥니다.“ BGH는 가공되는 엔지니어링 강의 경우, Ceratizit의 육각 인서트로 매우 우수한 결과를 보였다. 앞으로 수퍼 합금 재료도 이 타입의 스카이빙 인덱서블 인서트로 가공하고자 한다. 결과를 최적화하기 위해 스카이빙 기계에서 테스트를 거듭해서 실시했다. „우리는 BGH로 인해 당사 스카이빙 인서트를 기계에서 테스트할 수 있는 기회를 얻게 된 것을 대단히 감사하게 생각합니다. 이로써 당사 공구가 계속해서 발전하고 개선할 수 있었습니다. 새로운 육각 황삭 인서트 개발은 일종의 선구적인 작업이었습니다. 이번 프로젝트에서 BGH와 SMS 그룹이 함께 스카이빙 분야에서 오늘날까지 아무도 가보디 않은 곳으로 과감하게 전진하였습니다.“ (안드레아스 섀츨, Ceratizit 엔지니어링 책임자)

요스트 크레처에게도 기계 제조사인 SMS 그룹과 공구 납품업체인 Cutting Solutions by Ceratizit와의 믿을만한 협업이 성공의 열쇠였다. „모든 관련자들이 동일한 목표를 추구하지 않았다면, 이러한 결과는 불가능했을 것입니다. 우리는 계속해서 터놓고 진실되게 장점과 단점을 이야기했습니다. 공구 납품업체와 기계 제조사가 이러한 관심사에 열린 귀를 갖고 있는 한, 결과는 더욱 개선될 수 있습니다. 이를 통해 모든 당사자가 좋은 결과를 얻었습니다.“

공구 컨셉트가 하이엔드 영역에서 절삭 값을 실현한다

BGH, SMS 그룹 그리고 Ceratizit의 성공적인 협력 결과물은 뒤셀도르프에서 열리는 Tube & Wire에서 선보일 수 있었다. Ceratizit의 박람회 부스에서 직경 600mm의 인상적인 전시물인 스카이빙된 샤프트가 눈길을 끌었다. 이 전시물은 BGH에서 SMS 그룹의 스카이빙 기계와 Ceratizit의 새로운 육각 황삭 인서트로 제작되었으며, 방문객들에게 대화 거리를 제공하였다. „이 기계와 당사 공구컨셉트로 절대적인 하이엔드 영역에서 절삭 값을 실현합니다 BGH와 계속 작업할 수 있고 당사 벤치마크를 계속해서 확장하게 된 것을 대단히 기쁘게 생각합니다.“(로날드 후버)

사용자와 기계 제조사의 상호 신뢰와 공구 납품업체 간의 활발한 경험 값 교환을 통해 목적을 향해 가는 길에 아무 것도 거칠 것이 없다.