사내 가공으로 부품 스펙트럼을 확장하자

이탈리아의 많은 기업들이 팬데믹으로 인한 봉쇄령으로 절망에 빠져 있을 때, 롬바르디아의 한 주물 공장이 기계 생산을 위한 새로운 시설을 구축했다. 이제 주조 부품이 가공을 위해 하청 공장으로 나가지 않아도 되고, 2대의 Heckert 머시닝 센터에서 마지막 연삭 작업을 직접 할 수 있게 되었다.

니콜라스 페히트(Nikolaus Fecht): 자유 기고가

핵심 내용

  • 전통적인 주물공장 Industria Metalli는 새로운 생산 시설을 구축하여 시스템 공급자가 되었다.
  • 2대의 Heckert 머시닝 센터로 표면 거칠기 Ra20µm을 달성하고 후가공도 필요 없다.
  • 이제 부품 10개 가운데 하나를 새로운 생산 셀에서 절삭 생산하고, 계속 증가 추세이다.

Industria Metalli와 같은 주물 주조 업체는 자동차 산업의 까다로운 고객에 대응할 수 있는 예견 능력이 있어야 한다. 이 회사는 지지대와 브래킷에서 모든 유형의 하우징까지의 차체 구성 요소를 전문으로 제작한다. Industria Metalli는 높은 수준의 수직 통합을 통해, 매년 8,000톤의 2차 알루미늄을 사용하고, 전 세계 160개 고객을 위해 500만 개 이상의 주조 알루미늄 부품을 공급한다. 이탈리아 북부 롬바르디아에 위치한 이 중소기업은 매출의 40%를 자동차 산업에서, 나머지 60%를 상용차 부문과 농업 분야에서 창출한다.

Industria Metalli의 공동 오너인 파우스토 베체티는 넓은 면적의 공장을 둘러보면서, ABB 관리자로서 근무했던 경험과 그들의 프로세스 지향적인 사고방식으로부터 많은 것을 배웠다고 설명하였다. 세 개의 생산 동으로 나누어진 공장은 자동차 업계와 유사한 원칙을 따르고 있으며, 모든 생산 영역은 전체 제조 프로세스를 실시간으로 제어하는 생산 관리 시스템(Manufacturing Execution System)을 통해 디지털로 연결되고, 모든 생산 단계는 오류를 감지하고 예방하는 도요타의 포카요케 원리를 따라 이루어진다. IATF 16949 (International Automotive Task Force)의 엄격한 규정을 지향하는 품질 보증 시스템이 생산 현장 가까이에서 빈틈없이 이루어진다.

알루미늄이 용융되고 탈기되고 운반된다

파우스토 베체티는 공장의 첫 번째 생산 동에서 가스 구동되는 네 개의 용융로 가운데 하나를 자랑스럽게 가리켰다. “저기에서 알루미늄이 이상적인 후속 가공 온도인 700°C에 도달합니다. 알루미늄은 그 온도에서 액화됩니다.”(파우스토 베체티) 이후 탈기와 운송이 이어진다. 생산 관리 시스템은 전자동으로 Just-in-time(필요한 시점에 필요한 부품을 공급받아 재고를 줄이는 생산 방식) 전송을 조직화하고, 디지털 네트워크를 통해 운전자에게 알려준다. 바로 옆에 지게차가 있으며, 태블릿은 운전자에게 어떤 용융로에서 용광로를 가져와야 하는지 그리고 총 16개의 로봇 지원 고압 주조 프레스 가운데 어느 것이 두 번째 생산 셀에서 이미 액상 알루미늄을 기다리고 있는지 알려준다.

로봇과 긴밀히 협력하는 총 16대의 고압 주조 프레스

이 회사도 지금까지 업계의 다른 업체들과 마찬가지로 주로 아웃소싱에 의존했다. 다이캐스팅 후 부품은 니어 네트 셰이프(near net shape) 품질을 유지하기 위해 인접한 작업장에서 마무리 연삭을 해야 했다. 아웃소싱은 물류비용과 번거로움이 증가하고, 반면에 품질은 떨어진다. 또한 주조 부품에는 작은 공기 혼입되는 이른바 블로우홀이 X레이에서 발견되지 않고, 최종 절삭 과정에서 발견되는 경우가 많았다. 외주 업체에서 뒤늦게 블로우홀을 발견하면 일정이 지연되고 생산 공정이 엄청나게 증가하였다. 고압 주조 후 즉각적인 품질을 검사하는 절차가 없었기 때문에 공정 체인이 느려지고, 부품을 다시 용융한 후 다시 주조할 수밖에 없었다. 일연의 이런 과정은 파우스토 베체티에게 불합리하게 보였다.

이러한 상황을 바꾼 것은 새로운 프로젝트 매니저이자, 자동차 산업의 절삭 전문가인 파우스토 베체티였다. 그는 기계 생산을 시작하기 위해 5축 Heckert X40과 4축 Heckert H40 구매를 추천하였다. “2019년 가을에 2대의 머시닝 센터를 주문했습니다. 코로나 봉쇄령에도 불구하고 기게 생산을 직접 하기로 결단을 내렸습니다. 2020년에는 우리 제품을 판매할 시장이 없었지만, 이는 미래를 위한 투자였습니다.”(파우스토 베체티)

이 과정에서 공학박사 토마스 캐스너가 처음부터 활약하였다. Heckert의 세일즈 매니저인 그는 유창하게 이탈리아어도 구사할 줄 알았고, 봉쇄령 와중에도 시운전을 위해 헴니츠의 Starrag 공장에서 직접 방문하여 지연되지 않게 시운전을 마무리하였다.

Industria Metalli는 안정적인 구조와 결부된 높은 칩 제거율, 정밀도 그리고 기술적 성능 버퍼 때문에 2대의 머시닝 센터를 선택하였다. 머시닝센터는 머신 베드, 스탠드, 테이블에서 선반 유닛, 스위블링 유닛까지 모든 프레임 어셈블리를 견고하게 설계되어 있었다. “다이아몬드공구로 주조 부품을 정삭하기 때문에, 높은 기계 강성이 마음에 들었습니다. 20,000min-1에서 블로우홀을 만나도 다이아몬드가 파손되지 않았습니다.”라며 파우스토 베체티가 머시닝 센터를 만족하였다.

알루미늄 부품 가공은 대체적으로 윤활이나 건식 가공이 부적합하다. Industria Metalli는 전자 제어식 절삭유 공급 장치를 통해 공작물과 공구의 온도를 유지한다. “효과적인 습식 공정이 없으면 최적의 칩 배출이 불가능합니다.”(파우스토 베체티)

깔끔하고 신속한 가공은 칩 제거에 달려 있다고 해도 과언이 아니다. 칩을 제거하지 않으면 알루미늄 칩이 다이아몬드에 달라붙어 주조 부품에 흠집을 내거나 손상을 초래하기 때문이다. “부품에 접근하기 어려운 구멍이나 포켓 같은 부위가 있지만, 외주업체에 비해 가공 시간이 줄었으며, 훨씬 빠른 절삭 속도를 실행할 수 있습니다. 동시에 우리는 최고의 품질을 달성하였습니다”(파우스토 베체티) 2대의 Heckert의 머시닝 센터로 표면 거칠기 Ra 20µm이 달성되어 후처리도 필요하지 않게 되었다.

Industria Metalli는 5축 heckert X40(앞쪽)과 4축 Heckert H40으로 기계 생산을 시작하여 생산의 빈틈을 메웠다.

다음 단계는 자동화

이러한 수고가 보상을 받았다. Industria Metalli는 오일 필터를 위한 간단한 하우징 가공을 시작할 수 있었다. 이 업체는 새로운 생산 동에서 이미 부품 10개 가운데 하나를 절삭한다. “우리는 Heckert 머시닝 센터로 더 많은 제품을 가공할 것이며, 사내 생산을 통해 새로운 주문도 들어올 것이라고 낙관하고 있습니다. 그다음 단계는 자동화입니다.”(파우스토 베체티) 하지만 아직 자동화를 통합하지 않았어도 결과를 예견할 수 있다. Industria Metalli는 부품의 부가가치를 크게 올렸고 이익도 커졌다.

파우스토 베체티는 전략적으로 내다보며 무엇을 목표로 할까? “생산 시스템에 기계 생산을 구축하고 통합함으로써 일차 시스템 공급자로 발전할 가능성이 훨씬 높아졌습니다. 우리는 자사에 머시닝센터가 없는 경쟁업체에 비해 제품을 훨씬 경쟁력 있게 제공할 수 있습니다.”(파우스토 베체티)