주문에서 제조까지 지원하는 Autoform 판금 가공 소프트웨어

금형 설계는 신속하게 최고의 품질로 이루어져야 한다. 이제 판금 가공 소프트웨어를 통해 주문에서 제조까지 시간을 아끼고 품질을 높일 수 있다.

테오 드렉셀(Theo Drechsel): 자유 기고가

핵심 내용

  • 금형 제조사 Heru는 입찰 단계에서 금형 설계와 시뮬레이션 그리고 제조까지 전 공정을 Autoform을 통해 지원받는다.
  • 입찰을 위해 사용한 데이터가 설계와 시뮬레이션에도 반영되며, 이로 인해 가공이 가속화되고, 금형 설계도 동시에 시작할 수 있다.
  • 연속적인 프로세스는 안정적으로 진행되고 수정 회로가 훨씬 단축되며 시뮬레이션과 입찰서 작성이 5배 빨라졌다.

금형 제조사들이 입찰 단계의 타임 윈도우와 계약 체결에서 시험 및 샘플링까지의 시간이 점점 짧아지고 있다. 동시에 공정 품질에 대한 요건도 까다로워지고 있다. 판금 전문 업체 Heru Werkzeubau는 이러한 문제를 해결하기 위해 예비 계산에서 최종 유효 표면 및 방법에 이르기까지 전체 워크 플로우를 Autoform으로 매핑하고 있다.

Heru는 판금 성형을 위한 금형 기술을 주로 취급하고 있으며, 금형 설계에서 구성품 최적화 그리고 연속 생산에 이르기까지 전체 공정 체인을 지원한다. 8명으로 구성된 엔지니어링 팀의 설계 리더이자 Heru에서 프로젝트 매니지먼트를 담당하는 필립 뉘셴의 설명이다. “우리에게 Autoform이 없었다면 판금 성형 분야에서 우리가 지금 하는 있는 모든 것이 불가능했을 겁니다. 우리는 모듈러 시스템인 Autoform으로 입찰 단계에서 계획과 계산, 유효 표면에 이르기까지 프로세스의 중요한 모든 스테이션을 매핑합니다.” 필립 뉘셴의 설명은 그동안 전통적인 CAD 시스템으로는 고객 요청을 신뢰할 만한 개략적 금형 제작으로 신속하게 이행하는 것에 제한이 많았다는 것을 의미한다(Heru는 설계에 Autodesk Inventor를 사용하고 유효 표면 Catia V5를 사용한다). 부품 및 공정의 실행 가능성 증명, 시뮬레이션으로 트리밍된 윤곽, 드로우비드 산출, 치수 정확도 확인, 스프링 백 보정 등 다른 단계에서도 Autoform과 같은 도구가 사용되고 있다.

소프트웨어는 예비 계산의 기초이다

Heru는 개별 모듈의 연속성 외에 Autoform의 세심한 기능에 매료되었다. 이러한 기능으로 인해 일상적인 금형 제작이 훨씬 수월해졌다. 따라서 Heru는 입찰 단계부터 Autoform Planning & Bidding Solution을 사용하면서 새로운 시대가 시작되었다. “예전에는 경험치 또는 어림 짐작으로 예비 계산을 하였습니다만, 지금은 Autoform이 예비 계산을 위한 기초를 제공합니다. 따라서 우리는 입찰을 위해 라이센스만 사용합니다. 고객이 요청 범위 내에서 데이터 세트, 즉 CAD 모델과 도면을 이메일로 보내면, 오퍼를 작성하기 전에 먼저 두 가지를 확인할 수 있습니다.”(토마스 타이펠, Heru 기술영업 책임자)

워크 스테이션에서 Autoform으로 시트 쉘 홀더의 프로세스를 설계하고 있는 필립 뉘셴

작업은 제조 가능성 평가와 경우에 따라 필요한 대안으로 시작한다. 도면의 80%가 형태와 위치 면에서 정확하지 않기 때문이며, 여기에는 공차 평가도 포함된다. 공차를 평가함으로써 구성품 제조가 가능하지만, 요구되는 공차로는 제작할 수 없다는 결론에 도달한다. 바로 이 단계, 예비 계산의 기초가 되는 대략적인 방법을 수립할 경우 Autoform이 큰 역할을 한다. 이는 주로 설계 부서에서 이루어진다. 마우스를 몇 번 클릭하면 부품이 Autoform Stamping Adviser에서 먼저 처리되고, 제조 가능성에서 문제가 없는지 점검한다. 그런 다음 재료 투입을 위한 첫 번째 추정이 이루어진다. Heru는 이와 관련하여 개별 스테이션을 결정하고, 구성품 제조가 가능한지 확인할 수 있다. 다음 단계에서는 반자동으로 생성된 개념을 준비하거나 보완하여, 재료 요건과 제조 가이드라인에 맞추어 조정한다. 이때 어딘가 찢어질 수 있는 문제가 없는지, 어딘가 재료가 두꺼워지는지를 Autoform으로 확인할 수 있다.

버튼을 눌러 예비 계산을 생성한다

또한 이 데이터를 이용하여 Autoform Cost Estimator로 사전 계산을 하며, 기본적으로 영업과 기술 분야에서 두 개의 계획 워크스테이션을 사용한다. 따라서 오퍼 단계 중에 동일한 데이터로 연계하여 함께 작업하는 회로가 형성된다. 이로 인해 기술적으로 필요한 방법 변경을 직접 비용에 반영할 수 있다. Heru는 저장해둔 다양한 비용 표준으로 작업을 진행하고, 이러한 비용 표준으로 모든 설계 단계와 제조 단계를 포함하여 직원들의 경험도 통합된다. 이런 방식으로 사용하는 자재, 프로세스 진행 방식 또는 밀링을 해야 하는지 방전 가공을 해야 하는지 등 다양한 구성품 카테고리를 지원한다. “계산 도식이 있습니다. 이 도식에서 버튼만 눌러서 필요한 시간을 포함해 현실적인 예비 계산을 수행할 수 있습니다. 물론 이것은 순수한 제조 비용입니다. 여기에 자재 간접비, 이자, 사전 자금 조달 그리고 경우에 따라 제조해야 하는 부품 등 기타 비용이 추가됩니다.”(토마스 타이펠)

Autoform Cost Estimator로 프로세스의 자재 수요를 산출한다.

다음 단계에서도 Autoform은 핵심적인 역할을 한다. 영업부서와 고객이 “예스”라고 답을 했다면, 설계 부서가 수립된 개략적 방법을 바탕으로 다음 작업을 수행한다. 이 지점에서 더 이상 처음부터 다시 시작할 필요가 없이 이미 생성된 오퍼 데이터를 기반으로 진행할 수 있다. Autoform Die Designer가 모든 작업에 필요한 파라메트릭 컨셉트 면을 생성한다. 즉 초기 단계에서 빈번하게 변경해야 하는 면이다. 이 모듈은 기본적인 CAD 면에 비해 훨씬 빠르게 컨셉트 지오메트리를 생성할 수 있다. Heru는 이 컨셉트 지오메트리를 전체 성형 프로세스 시뮬레이션과 첫 번째 스프링 백 분석을 위해 Autoform Forming Solver에서 사용한다.

금형과 가공을 동시에 준비한다

“이렇게 획득한 데이터를 바탕으로 Autoform Process Designer에서 모든 딥드로핑 작업과 모든 후속 작업을 위해 Catia에 대한 파라메트릭 CAD 유효면 최종 생성과 완전하게 세부적인 방법 계획이 이루어집니다. 여기에서 우리는 구상 단계에서 얻은 데이터를 계속 사용합니다. 대략적인 방법의 데이터를 Autoform Quick Link for Catia를 이용하여 정보 손실을 가능한 최소화하고 CAD 환경으로 옮깁니다. 이후 Autoform Process Designer for Catia로 직접 Catia 환경에서 작업합니다.”(필립 뉘셴) 필립 뉘셴은 Autoform Process Designer for Catia가 생성한 매우 높은 품질의 (자유 형태) 면과 계획한 방법을 구현하는 속도에 매료되었다.

이러한 면 데이터로부터 CAM 소프트웨어를 이용하여 유효 표면을 밀링하는 NC 데이터를 추출할 수 있다. Autoform-Process Designer for Catia에서 최종 유효 표면을 다듬는 동안, Heru는 금형 설계를 시작한다. 금형 설계는 증분 시뮬레이션이 Dei-Designer 면을 바탕으로 구성품을 제조를 시작하고 이런 방식으로 시간을 줄일 수 있다. Autoform Process Designer for Catia에서 유효 표면을 사용하면, 스프링 백 보정을 포함하여 ‘밸리데이션’ 시뮬레이션을 위해 유효 표면은 다시 Autoform으로 전달된다. Autoform Process Designer for Catia를 통한 또 다른 루프를 통해 최종 밀링 데이터가 생성된다.

Heru는 Autoform으로 5m 길이의 프로그레시브 금형, 딥드로핑 금형, 트랜스퍼 금형을 제작한다.

Heru는 Autoform을 사용하기 전에 시뮬레이션을 실시한다. 하지만 성형 시뮬레이션은 유효 표면을 먼저 Catia에서 생성한 이후 시작할 수 있다. 이는 Heru의 경험치에서 형성되는 것으로, 오늘날에 비해 시간이 10배나 많이 걸린다. 또한 도출된 방법에는 오류가 없지 않아, 제작 단계에서 재차 변경해야 한다. 이는 5 ~ 6번을 다시 밀링해야 하기 때문에 수익 면에서 이는 적자로 이어질 수 있다.

그에 반해 Heru는 Autoform을 이용하여 신뢰할 수 있는 검증된 데이터를 획득한다. “오퍼가 훨씬 정밀하고 산술적으로 더 안전해졌으며 이는 우리에게 매우 중요한 요소입니다. 전체 프로세스도 훨씬 안정적으로 진행되고 있습니다. 지금은 기한을 어기지 않고 고객에게 고품질 부품을 기한 내에 제공할 수 있습니다. 또한 부품 품질도 개선되었으며, 동시에 처리 시간의 40%를 차지했던 수정 회로도 줄었습니다. 시뮬레이션과 견적서를 작성하는 데 걸리는 시간이 최대 5배나 빨라졌습니다.”(토마스 타이펠)