성형업체들이 변화하는 방법

인더스트리 4.0과 전기 이동성, 새로운 재료, 시뮬레이션 등이 성형 기술을 급격하게 변화시키고 있다. 최근 오스트리아에서 열린 한 학회에서 이러한 변화에 어떻게 대응해야 하는지, 이에 대한 전망과 지침을 제공하였다.

슈테파네 이타세(Stéphane Itasse)

„오늘날 성형 기술은 시뮬레이션 없이는 더 이상 생각할 수가 없습니다.“ Dr. 토마스 헤를란, Herlanco GmbH 대표

Herlanco GmbH 대표 Dr. 토마스 헤를란은 오스트리아 성 레오벤몬타나 대학교 제 37차 Verformungskundliches 학회에서 다음과 같이 강조하였다. „우리는 이제 새롭게 생각하고 새로이 대응해야 합니다.“ 그 동안 성형업체들이 DIN 882에 따른 강판성형과 매시브 성형분야에서 잘 대응해 왔지만 이제 새로운 프로세스들이 몰려오고 있다.

에어랑엔 대학은 강판 매시브 성형분야, 즉 대형 강판을 성형하기 위한 연구에 매진하고 있다. 유도 시스템에서 블랭크가 260 ~ 280°C로 예열되고 통상적으로 550 ~ 850°C로 정의되는 온간 성형온도에 도달한다. 증분 성형이나 국소 가열과 같은 방법도 중요하다. GMF나 Felss와 같은 업체들은 로터리 스웨이징이나 스웨이징으로 지난 수 십 년 동안 괄목할만한 성장을 기록하였다. 오비탈 성형, 진동 성형, Felss의 Tube+와 같은 공정도 잠재력을 가지고 있다.

적층가공이 가능성을 연다

토마스 헤를란 대표는 다른 사례로 냉간압출을 언급하였다. 성형기술에 미치는 두 가지 다른 요소를 있다. 첫 번째, 적층가공이 매시브 성형을 현저히 바꾸고 있다. Herlanco는 관절 임플란트(재료 가격은 kg당 39유로, 한화 약 5만원)를 이전에는 큰 치수로 단조하여 절삭하는 방법으로 제작하였지만, 이를 치수 이하로 단조하여 레이저 용융을 통해 원래 크기로 적층하는 아이디어를 특허 출원하였다. Herlanco는 현재 적층가공한 컴포넌트를 이용한 냉간 압출다이를 테스트하고 있다.

두 번째는 시뮬레이션이다. „오늘날 성형 기술은 시뮬레이션 없이 상상할 수 없습니다.“(토마스 헤를란) 특히 성형기술에서 충돌 시뮬레이션은 성형기술 어플리케이션 그 자체이다. Herlanco는 재료부문에서 많은 변화가 있을 것이라 하였다. 가공물 재료와 공구 재료에서 노치강도와 항복강도를 높이는 것이 중요하다. „하지만 타협은 항상 존재합니다.“ 즉 하이브리드 재료가 있기 때문이다. 최신기술에서 외부는 알루미늄이고 내부는 스틸로 만들어진 압축공기 수중탱크가 있다. 금속과 플라스틱을 함께 사용한 사례에서 또 다른 가능성도 제시되었다.

성형업체에 대한 메가 트렌드를 따르다

결국 현재의 메가 트렌드는 성형기술에 대해서도 직접적인 영향을 미친다. 토마스 헤를란은 노동 인력의 노령화로 인한 전문인력 부족을 예로 들었다. 학문적 성형기술자를 포함하는 전문인력의 부족과 지능형 생산시스템, 제강에서 성형제품 리사이클링까지 IT의 침투 등이 예상되고 있다.

“성형 업체들이 준비할 수 있는 시간이 아직 20년이나 남았습니다.“ 에케하르트 쾨르너 교수는 전기 이동성과 관련하여 이렇게 예상하였다.

슈투트가르트 대학 성형기술연구소의 에케하르트 쾨르너 교수는 매시브 성형에 대한 메가 트렌드를 정확하게 들여다 보고 있다. 인구증가와 기후보호를 위한 자동차 산업과 자동차 부품업체들 더불어 매시브 성형업체들이 해결해야 할 과제가 쌓여가고 있다. 하이브리드 자동차는 과도기적인 상황이지만, 앞으로 도시통행에서 내연기관 자동차가 금지될 것으로 보인다. „전기 이동성 역시 매시브 성형업체가 가장 우려하는 부분입니다. 하지만 현재의 전기 자동차는 내연기관 자동차를 보완하는 수준에 그치고 있습니다. 2040년은 되어야 전기 이동성이 지배적인 상황이 될 것이기 때문에 성형업체들은 아직 준비할 수 있는 시간이 20년이나 남았습니다.“(에케하르트 쾨르너 교수)

이러한 변화에 대처하기 위해 매시브 성형업체들은 부품 스펙트럼을 분석하고, 임박한 변화에 얼마나 관련이 있는지 추적해야 한다. 사업 분야가 전기 이동성이든 아니든 차량 드라이브 외에 기존의 수익금의 2 ~ 3%를 혁신 이니셔티브에 제공해야 한다. 현실적으로 공정한 의사소통과 정보를 통해 가능한 광범위하게 참여시키고 미래의 변화에 대처해야 한다.