Peiseler 적층가공을 위한 2축 회전 유닛

적층가공을 위해서는 공작물을 기계에 정확하게 배치해야 한다. 한 기계 제조사는 적층가공을 위한 용접 어플리케이션에 2축 회전 유닛을 적용하였다.

크리스티안 마니겔(Christian Mannigel): 프리랜서 저널리스트.

Rolf Lenk Werkzeug- und Maschinenbau에서 적층가공을 책임지고 있는 마티아스 오테는 다음과 같이 언급하면서 만족감을 표시했다. „Gefertec 덕분에 부피가 큰 부품을 기존의 분말 베이스 방법에 비해 최대 80%까지 생산 비용을 절약하고 있습니다.“ 그는 새로운 3D 메탈 프린트인 3DMP 사용에 대해 설명하였다.

2015년에 베를린에서 설립한 Gefertec은 현재 전세계에서 유일무이한 3DMP 공급자이다. 3D 프린팅은 인더스트리 4.0의 의미에서 디지털 방식 생산의 핵심기술 가운데 하나로 간주되고 있으며, 요즘 들어 금속 부품과 관련하여 깊은 논의가 진행되고 있다. Gefertec은 여러 가지 장점을 지닌 혁신적인 방법으로 3DMP를 개발하여 완전히 새로운 가능성으로 시장에 접근하였다. 지금까지 사용하던 분말 베이스 방법과 달리 3DMP는 와이어와 아크 용접으로 이루어지는데, 용융된 용접 첨가재가 금속 분말을 층층이 쌓아 부품을 형성하는 방식이다.

여기에서 공작물 배치는 결정적인 의미가 있다. Gefertec은 이동 축이 5개인 모든 3DMP 기계에 Peiseler의 2축 회전 유닛을 탑재한다. Gefertec은 용접 버너가 X, Y, Z 방향으로 움직이는 3축 기계도 제조하지만, 대부분의 어플리케이션은 5축 가공이 필요하다. Peiseler 회전 유닛은 이를 위해 시스템에 2개의 회전 축을 보완하고, Gefertec의 다소 작은 기계 arc 405에는 ZATC 300을 사용하고, 이보다 큰 버전인 arc 605에는 ZAS 320을 사용한다. 결정적인 장점은 사용하는 조형 공간이다.

„적층가공은 기존의 전통적인 절삭가공과는 완전히 다른 새로운 영역입니다. 우리는 이에 막중한 책임을 가지고 있으며 고객의 혁신적인 제조 프로세스는 큰 잠재력이 있다고 생각하고 있습니다.“ (Dr. 베네딕트 코리솀, Peiseler 매니징 파트너) 금속 부품의 적층가공에 대한 적용 분야는 매우 다양하다. Gefertec은 공구, 철도, 조선 등 다양한 분야에 납품을 하고 있다.

Peiseler의 2축 회전 유닛 ZATC 300이 임펠러의 적층가공을 위해 초 단위로 빠르게 작동한다.

새로운 프로세스는 밀링에 비해 최대 60%의 비용을 절감할 수 있다.

새로운 유형인 3DMP 프로세스의 장점은 매우 인상적이다. 밀링과 같은 기존의 제조방법에 비해 최대 60%까지 비용을 절감할 수 있다. 밀링 가공 중에 칩과 재료의 손실이 상당한 데 비해, 와이어를 이용하여 용접하는 3DMP 가공은 재료 이용률이 비교적 높다. 최종 단계에서 밀링 가공을 하긴 하지만 재료 소모량이 현저히 줄어든다. 제작 단계가 적고 공구가 적게 마모되는 것도 수익성에 긍정적으로 작용한다. 여기에 적층가공은 창고와 물류 비용도 상당히 낮춘다. „당사 기계는 밀링 가공보다 훨씬 빠르게 생산할 수 있으며, 필요한 부품을 당일 또는 그 다음 날까지 제작할 수 있어 저스트 인 타임(재고 없이 필요한 만큼 생산하는 방식) 납기가 가능합니다.“(마르쿠스 오르트로프, Gefertec 판매 엔지니어) 이러한 장점은 난삭재인 스테인리스스틸과 티타늄의 경우에 크게 비용을 줄일 수 있다.

여러 적층가공은 그들만의 특성이 있지만, 3DMP는 직접적인 경쟁 상대가 없고, 기존의 적층가공에 비해서도 많은 장점을 가지고 있다. 예를 들어, 매우 섬세한 부품은 기존의 분말 베이스법이 적합하지만 3DMP는 보다 부피가 큰 부품을 제작하는데 유리하다. 여기엔 직접 비교할 가치가 있는 절삭량이 있다. „당사 프로세스는 10배 정도 빠른 조형 속도와 재료 이용률이 우수합니다.“(오르트로프) 분말 기반 적층가공은 일반적으로 오버스프레이 되는 경우가 많아 재료의 60% 이상의 손실되는 반면, 3DMP는 재료 손실이 비교적 적고, 재료가 고가인 경우 비용 면에서 확실한 장점이 갖는다.

적층가공이 하나의 산업 표준이 되다

3DMP법으로 적층가공한 스크류 프로펠러. 뒤쪽 날개가 아직 최종 가공되지 않았지만 용융된 와이어로 만들어진 층들이 뚜렷하게 보인다.

Gefertec의 적층가공 기술은 서비스 업체에게도 매우 흥미로운 기술이다. „우리는 이 시장에 제품 포트폴리오를 확대하여 고객의 요구에 더욱 유연하게 대처할 수 있는 가능성을 제공하고 있습니다.“(오르트로프) 서비스 업체들은 기본적으로 모든 적층가공을 제공해야 하는데, Gefertec은 3DMP로 새로운 산업 표준을 만들었다.

Gefertec은 이러한 제조기술로 확실한 도약을 하였다. 이 적층기술은 와이어 아크 적층 제조법을 응용하여 사용자 친화적인 CAM 소프트웨어와 Gefertec 기계 자체에 녹아있다. 이를 기반으로 3DMP 프로세스는 CAD 모델을 Gefertec 시스템 사용자에게 납품하는 것에서 시작한다. Gefertec 시스템은 CAD 모델에서 최종 형태에 가까운 블랭크를 프린트할 수 있다. 여기에서 나온 3D 스캔은 기계 프로그래밍에 이용하고, 이 기계에서 아크 용접과 와이어로 층별 조형 프로세스가 이루어진다.

Peiseler의 2축 회전 유닛 ZATC 300을 탑재한 Gefertec의 3DMP 기계 arc 405를 설정하고 있다.

부품 배치를 위한 유연한 파트너

성공적인 적층가공을 위해서는 정확한 부품 배치가 기본이다. 그런 점에서 훌륭한 기술 파트너를 고르는 것이 중요하다. Gefertec은 Peiseler를 선택하였고 현재도 이 업체와 협력하고 있다. Peiseler와 협업하는 데에는 일련의 이유가 있다. „우리는 제품의 모든 구성 요소와 마찬가지로 뛰어난 품질에 초점을 맞추고 있습니다.“(마틴 랑에, Gefertec 제품 개발 프로젝트 엔지니어) Gefertec의 뛰어난 유연성과 요건에 대응하는 능력 역시 탁월하고, Peiseler는 고객 지향성과 훌륭한 서비스로 큰 역할을 하고 있다. „우리가 구체적인 요건을 제시하면 Peiseler는 이를 실현하였습니다.“(마틴 랑에)

Peiseler는 기술적 요구사항을 개발과 설계과정에서 참여하였고, Gefertec에 맞춘 개별적인 솔루션과 조정 사항들이 탄생하였다. „Gefertec의 대형기계 acr 605에 사용하는 2축 회전 유닛 ZAS 320의 특수 설계는 유일한 부품입니다. 이 유닛에 웜기어, 베어링, 클램핑 등 ZAS 시리즈의 검증된 구성 요소를 사용하지만, 이 외 제품은 모두 Gefertec을 위해 완전히 새로 제작한 부품입니다.“ (마크 그로나우, Peiseler의 Gefertec 담당 직원)

Peiseler는 로터리 테이블의 상부판과 하부판 사이에 냉각을 위한 채널을 통합하였다. 이 냉각 채널은 용접 과정에서 Gefertec에게 반드시 필요한 것이다. 이를 위한 회전 분배기와 유압액과 같은 다른 매체와 공압 장치 역시 Peiseler의 프로그램에 속하지만, 이번 경우에는 이러한 요소들은 특별히 Gefertec을 위해 공동 개발하여 구현하였다. 또한 트러니언과 카운터 베어링 사이의 넓은 간격을 실현하고 평균보다 큰 페이스 플레이트를 사용하였다. 이 페이스 플레이트는 요구되는 크기로 제작하였다. 또한 건조 챔버에서 사용할 때에 용접 분진으로부터 테이블을 보호하기 위해 테이블에 특수한 씰을 장착하였다.

눈이 높은 시장을 위한 이미지 전달

Peiseler의 ATC 시리즈를 기반으로 하는 2축 회전 유닛 ZATC300는 다소 작은 Gefertec 기계 arc 405에서 정밀한 부품 배치를 담당하는데, 이는 특별히 Gefertec의 필요에 맞추어 조정하였다. 여기서 관건은 이 표준 장치에 큰 페이스 플레이트를 장착하는 것이다. 이 페이스 플레이트는 수직형 트러니언의 회전 축과 넓은 거리를 유지하여 냉각 장치를 통합하였다.

„Peiseler은 기술적 퍼포먼스, 서비스, 탁월한 컨설팅으로 구성 요소 제조사와 협업하는 것이 얼마나 중요한 것인지 확인시켜 주었습니다.“(오르트로프, Gefertec 판매 엔지니어) Gefertec은 현재 Peiseler사 외에 컨트롤 시스템 영역에서 Siemens 그리고 용접 기술 분야에서는 Fronius와 협력하고 있다. 이 브랜드 업체들은 프로세스 오류를 감수하지 않도록 안전을 제공하고 있으며, 브랜드 가치와도 연결되어 있다. „Peiseler 브랜드는 당사 기계의 품질을 보증하는 차별 요소가 되고 있습니다.“(오르트로프) 결과적으로 Gefertec도 기계 공학 분야에서 명성을 얻게 되었다. Gefertec은 기술 팜플렛뿐만 아니라 박람회, 영업, 프레젠테이션을 통해 외부와 지속적으로 소통하면서 고객들에게 긍정적인 영향을 주고 있다.

판매 엔지니어 마르쿠스 오르트로프는 3DMP 기술에 대한 시장 전망을 전반적으로 긍정적으로 보고 있다. Gefertec은 올해 판매량을 두 배로 늘릴 계획이다. 종래의 제작법을 보완하는 방식으로, 다른 한편으로는 적층가공의 마무리 가공을 위해, 밀링기계 옆에 Gefertec의 기계가 있을 수 있다고 낙관하고 있다. 이는 Peiseler의 높은 잠재력과도 연결된다. „Peiseler의 기술은 견고하게 통합하고 어떤 시스템에도 적용되고 있어 Peiseler의 신뢰할 수 있는 파트너십은 우리에게 긍정적으로 작용하고 있습니다.“

MM 구동 기술 스케치

나노 공장 개관

독일 하르에 위치한 Attocube Systems의 새 본사가 기공식 이후 2년 만인 2018년 10월 11일 국제적인 손님, 고객, 동반자들과 우아한 만찬 행사와 함께 공식적으로 개관하였다. 뮌헨의 나노 기술 회사인 Attocube Systems와 그 자회사인 neaspec은 첨단 나노 팩토리를 갖추고 모회사인 Wittenstein과 함께 미래로 향한 길에 들어섰다.

창고 물류 부문 수상

Schaeffler와 SSI Schäfer가 공동으로 실현한 컨셉트 „Maintenance 4.0 for Intralogistics“으로 물류 저널에서 „창고 관리 및 피킹“ 카테고리의 수상자가 되었다. 전체적인 개념은 고정적인 정비 주기의 예방 정비에서 상태에 기반한 유지보수와 부분 자동화된 정비로의 변혁을 만드는 것이다. 이 솔루션은 키칭엔에 위치한 Schaeffler의 새로운 유럽 유통 센터를 위해 개발되었다.

구름 베어링 측정

Findling Wälzlager은 ± 1 μm의 해상도로 광학 2D 측정과 3D 측정이 가능한 새로운 디지털 현미경에 투자하였다. 이 현미경은 구름 베어링 표면을 3D로 시각화하여 2,000배 확대가 가능하다. 품질 보증, 피해 분석, 불만 관리 프로세스를 최적화하고 가속화할 수 있다.