대형 부품을 정밀하게 고정도 가공하기

독일 GW-Stahl는 맞춤 단조 피스와 대형 부품을 가공하는 제조사이다. GW-Stahl는 크랭크 샤프트, 커터 스핀들과 같은 대형 부품 가공에 Mazak 공작기계를 이용한다.

 

안드레아스얘거(Andrea Jäger): 프리랜서 저널리스트

 

GW-Stahl (Goldammer Wasserfuhr Stahl GmbH)는 2004년부터 안드레아스바서푸르와 스벤골드아머의 공동 경영 하에 처음부터 최상의 품질을 제작하고 납품하는 것을 전제로 삼고 있는 회사이다. 고객 그룹에는 중소기업뿐만 아니라 대기업이 포함되어 있다. 이 업체의 사업 범위는 단조 피스 제작과 가공, 프로토타입 제작, 소량 시리즈의 절삭 위탁 작업과 기술 시스템, 기계 및 장치의 수리, 유지보수까지 그 폭이 넓다.

이 회사에는 현재 15명이 근무하고 있으며 대부분 숙련공들이다. „우리는 품질에 대한 요건이 까다로운 고객들을 위해 고도의 복잡한 부품을 제작합니다. 우리 회사에는 이러한 요건을 해결할 수 있는 숙련공들이 팀을 이루어 제조 최적화를 지속적으로 연구하고 있습니다. 그렇게 하지 않았으면 일을 진행하지 못했을 것입니다.“

위탁 생산 분야에는 편심기, 강철 제품을 위한 커터 스핀들, 컴프레서용 크랭크 샤프트와 같은 크고 무거운 공작물 가공이 포함되어 있다. 직경이 최대 1,800mm에 길이가 10,000mm인 샤프트, 롤러와 크랭크 샤프트가 기본이다. 대형 크랭크 샤프트 제작은 휘케스바게 지역의 크랭크 샤프트라는 일반적인 용어가 될 만큼 급속도로 발전하였다. 하지만 이런 유형의 가공을 위한 베드형 밀링머신은 이미 한계에 이르렀다.

 

기계를 고객의 필요에 의해 맞추다

두 기계 모두 CNC 컨트롤 시스템 Siemens Sinumerik 840 D sl을 갖추고 있다.

2013년 처음 구입한 Mazak 공작 기계는 고객의 구체적인 주문에 따른 것이다. 대표인 안드레아스바서푸르는 당시를 이렇게 회상했다. “Mazak 기계의 주조 베드의 탁월한 강성과 높은 가공 정확도에 대한 명성을 우리는 이미 알고 있었습니다. Integrexe-670H II는 고객의 필요와 가공 요건에 맞게 조정하였습니다. 우리는 이 공작 기계로 최대 로딩 중량 6t에 팁 너비가 최대 4,000mm인 공작물을 가공하고 있습니다.“ 가공의 한계는 나노미터 범위이며, 대형 공작물 가공 효율성이 확연히 증대되었다.

다기능 기계 Integrex는 하나의 기계에 터닝 가공과 밀링 가공을 하나로 결합하였다. 이 기계는 한 번의 클램핑으로 고도로 복잡한 공작물을 피니싱 가공까지 할 수 있으며, 긴 Y축 이동거리와 우수한 성능의 밀링 스핀들로 다양한 가공과 고정밀 가공이 가능하다. 이 기계는 난삭 재료의 가공 시에도 매우 우수한 것으로 입증되었다. Integrex e-H 시리즈의 수평 머시닝 센터는 오일 및 가스 산업, 항공우주 기술, 재생 에너지 산업, 소량 단위로 다양한 대형 부품을 가공하기에 적합하며, 특히 대형 밸브, 섀시구성품, 크랭크 샤프트를 제작하기에 이상적이라 할 수 있다.

 

긴 샤프트의 다기능 가공

2013년부터 MazakIntegrex e-670H II로 크랭크 샤프트를 고도로 정밀하게 가공하고 있다:

Integrex e-670H II는 최대 중량 6t의 대형 부품과 최대 6,000mm 길이의 샤프트 부품을 다기능 가공하기 위해 고안된 것이며, 최대 회전 직경이 1,050mm에 달한다. 또한 e-670H II는 복잡한 가공 작업에도 매우 이상적이다. 이 기계는 깊은 보어홀을 가공하기 위해 드릴 로드(120 mm × 1500 mm)와 매우 긴 드릴 로드(200 mm × 2000 mm)에 사용할 수 있으며, 중앙에서 벗어난 씰 접촉면과 기타 복잡한 형상 가공에도 사용할 수 있다. 기어 스핀들로 형성된 메인 스핀들은 토크가 13, 700Nm이다. 피드 속도는 X축과 Y축에서는 18m/min, Z축에서는 24m/min이다.

             휘케스바겐 인근에 새로 건축한 공장에는 현재 수직 머시닝 센터 VTC-800/30SR와 함께 두 번째 장비인 Mazak 기계가 배치되어 있다. Mazak의 이 수직 머시닝 쎈터는 다양한 분야의 모든 공작물을 3, 4, 5축 가공하기 위해 개발한 것이다. 축 이동 거리가 X/Y/Z에서 3,000, 800, 720mm인 수직 머시닝 센터 VTC-800/30SR은 긴 공작물을 가공하기에 이상적이다. 선회 헤드가 B축을 중심으로 기계의 움직임 가능성을 확장하여, 셋업 시간도 짧아졌다. CNC 로터리 테이블은 복잡한 특징과 윤곽의 5축 동시 가공이 가능하 생산성이 향상되었다.

             위 두 기계는 CNC Siemens Sinumerik 840D sl를 갖추고 있다. „우리는 이 컨트롤 시스템에 대해 특별히 선호하는 것이 없었습니다. 기계를 짧은 시일 내에 이용할 수 있는 Siemens 컨트롤 시스템이 사용자 친화적이며, 우리는 기계와 컨트롤 시스템의 상호 작용에 익숙해야 했습니다. 당사 마이스터인 외른울렌브로크씨가 이에 많은 노력을 하였습니다. Siemens 컨트롤 시스템을 탑재한 기계는 익숙하고 빠르게 사용할 수 있어 망설이지 않았습니다.“

Mazak은 2013년부터 Siemens 컨트롤 시스템을 조합하여, 자사 기계와 기계의 성능으로 유럽시장에서 잘 대응할 수 있었다. Mazak의 책임 엔지니어들도 Siemens와 긴밀히 협력하여 Siemens 컨트롤 시스템을 채택하였다. Mazatrol과 마찬가지로 Siemens 컨트롤 시스템은 CNC 프리미엄 등급으로 간주되고 있다. Sinumerik 컨트롤 시스템은 터닝, 밀링, 연삭, 레이저, 기어휠 가공 등 모든 기술 스펙트럼을 커버한다. Sinumerik은 간단하고 유연한 조작 컨셉트로 최신 프리미엄 기계 컨셉트의 운전에 맞추어 적용하였으며, Siemens 컨트롤 시스템과 구동 기술이 적합한 방식으로 지원되어 Mazak 기계의 강점이 십분 발휘되었다.

GW-Stahl에게 크고 무거운 대형 부품은 이미 일상적인 일이 되었다.

GW-Stahl은 Integrexe-670H II에 투자하여 단기간에 투자비를 회수할 수 있었다. 이 하이테크 터닝 및 밀링센터는 직경 1m, 길이 4m, 중량 3t인 대형 크랭크샤프트를 전자동으로 제작할 수 있다. 대형 크랭크 샤프트와 편심 샤프트는 이전까지 2개 ~ 3개의 다른 공작기계에서 가공했었지만 새로운 밀링 및 터닝 센터는 하나의 기계에서 일정한 높은 품질로 처리할 수 있다. Mazak Integrex는 최대 80개의 공구를 필요에 따라 자동으로 교체할 수 있으며, Mazatrol을 사용하면 최대 300개의 공구를 자동으로 교체 가능하다.

„이 기계는 이 지역에서 이런 유형의 기계 가운데 가장 큽니다. 이 점이 우리에게는 독점적인 위치를 확보할 수 있는 장점이 되었으며, 다른 공급자들과 차별화할 수 있는 요인입니다.“(안드레아스바서푸르) 대형 크랭크 샤프트는 액화 가스 탱크를 사용하는 컴프레서에 많이 사용되며, 이 컴프레서는 에너지 회수에 사용되고 있다.