초고속 레이저 용접

독일 아헨에서 고안하고, 네덜란드에서 시험을 거친 후 중국에서 생산한다. 이런 간단한 공식으로 프라운호퍼 레이저 기술 연구소 ILT에서 개발한 초고속 레이저 용접(EHLA)의 성공 스토리를 요약할 수 있다.

니콜라우스 페히트(Nikolaus Fecht): 프리랜서 저널리스트

최근 프라운호퍼 ILT의 스핀오프(자회사)인 Acunity GmbH가 중국 하이테크 회사 Hebei Jingye Additive Manufacturing Technology에 코팅에 사용할 대형 EHLA 시스템에 납품하였다. 이 회사는 „Technology Transformation Center of China Academy of Machinery Science and Technology Group Co., Ltd.“로 알려져 있다.

아헨 공과대학 캠퍼스의 포토닉스 클러스터에 Acunity GmbH와 이 회사의 중국 자회사인 레이저 물질 생산과 관련 서비스를 제공하는 Acunity Tianjin이 자리하고 있다. „우리는 최신 레이저 생산 공정 도입 과정에서 중국 회사들을 지원하고 있습니다.“ ILT 학자인 첸 홍 대표의 설명이다. „EHLA에 대한 수요가 많습니다. 중국은 앞으로 2년 이내에 유럽 모델에 따른 경질 크롬 도금을 규제하려고 합니다.“ 이에 이 회사는 2017년에 베이징의 China Academy of Machinery Science and Technology Group과 전략적 협약을 맺고, 프라운호퍼 ILT가 조정한 EHLA 노즐 기술을 장착한 5축 시스템을 납품하였다.

 

매우 얇고 빠른 레이저 코팅

Acunity는 EHLA 시스템 기술의 뛰어난 정확도, 신뢰할 만한 프로세스, 넓은 범위의 금속 분말 선택 가능성으로 중국 산업의 요구와 유압 실린더 제조업체들의 요건을 충족하고 있다. EHLA는 레이저 분말 입자가 직접 레이저 빔에서 용융되기 때문에, 레이저 용접 과정에서 공정 속도가 지금까지의 0.5 내지 2.0 m/min에서 최대 500m/min으로 빨라지며, 재료가 현저히 적게 소모된다는 것도 장점이다. 따라서 지금까지 500μm을 넘던 층 두께를 25 ~ 250 μm로 줄일 수 있다.

모든 일이 계획대로 진행되었다. 베이징에서 CAM을 처음으로 사용한 이후, Hebei Jingye Additive Manufacturing Technology가 길이 최대 5m, 직경 최대 1m의 근해용 유압 실린더 외부 코팅용 시스템 2대와 내부 코팅용 시스템 1대를 주문하였다. 4월 말에 네덜란드에 있는 Acunity의 기술 파트너인 Hornet Laser Cladding BV가 고객이 인수한 생산 시스템 3대를 중국에 납품하였다.

중국에서의 EHLA 성공 후에 첸 홍대표는 다양한 산업 분야에서 5개 ~ 10개의 시스템 주문이 이어질 것으로 확신하였다. 이어지는 주문과 함께 생산 방식도 변경될 것이다. 지금까지는 일차적으로 규격에 맞게 재단한 특수기계가 관건이었으나, 현재는 중소형 시스템에서 매우 큰 시스템을 위한 모듈러 디자인을 형성하였다.

 

Acunity가 EHLA 레이저 용접 시스템 3대를 중국에 납품하였고 추가적인 납품이 이어질 예정이다.

공정 안전과 품질에 초점을 맞추다

새로운 방법의 성공은 시스템 기술뿐만 아니라 프로세스 노하우 그리고 서비스에 있었다. „중국 기업은 당사가 개발한 공정 안전성 가공에 긍정적인 평가를 하였습니다. 고객의 구성품을 EHLA로 코팅하면서, 마모와 부식으로부터 보호 측면에서 프로세스 품질을 제어합니다.“ 여기에는 적합한 금속 분말의 개발과 선택, EHLA 노즐 조정, 프로세스 매개변수가 포함됩니다.“ 이에 더해 중국 고객들에게는 현장 서비스도 매우 중요하다. 이를 위해 지역 서비스와 EHLA의 개발을 위해 Acunity Tianjin Co. Ltd.가 2017년 말에 중국 텐진 빈하이에 설립되었다.