대형 공작물의 5면 가공

12 ~ 15t 크기의 대형 공작물을 취급하는 절삭 업체들은 견고하고 정밀하면서 다양하게 사용할 수 있는 기계가 필요하다. 이는 원리상 스테인리스 스틸이나 티타늄 합금과 같은 난삭 재료의 공작물 5면 가공에도 사용할 수 있는 내구성 있는 기계를 의미한다.

클라우스 폴라트(Klaus Vollrath): 자유 기고가

핵심 내용

  • Geilenberg Zerspanungstechnik은 MTE 베드형 밀링 머신에 대한 긍정적인 경험을 가지고 있어 다시 이 업체를 선택하였다.
  • 리니어 가이드 베드형 밀링 머신 KT 4700은 클램핑 테이블 길이와 4,500mm에 달하는 X축 이동 거리와 관련하여 특수한 요건이 실현되었다.
  • 이로 인해 측면 로터리 테이블을 500mm 넘어갈 수 있고 최대 2,300mm 길이의 공작물을 가공할 수 있다.

Geilenberg Zerspanungstechnik GmbH의 대표이며 공학 박사인 베른트 가일렌베르크가 설명하였다. “우리 회사는 기계 엔지니어링, 오폐수 기술, 포장기 제조 그리고 항공 우주 분야의 매우 까다로운 고객들을 위한 위탁제조 서비스 업체입니다.” ISO 9001:2015 인증 기업인 Geilenberg Zerspanungstechnik의 고객 가운데는 항공우주 산업에서 중요한 납품업체가 하나 있다. 이 업체는 납기 측면에서 유연성에 큰 가치를 두고 있었다. 예컨대, 고객으로 주문이 들어오면 이틀 후에 공작물을 클램핑할 수 있어야 한다. 이를 위해 유연한 기계가 전제되어야 했다. Geilenberg Zerspanungstechnik은 작업 챔버 치수 최대 4500mm x 1500mm x 1500mm의 대형 5축 CNC 밀링 머신 4대와 3축 대형 포맷 CNC 밀링 머신 그리고 작업 챔버 크기 최대 2000mm x 1200mm x 1100mm의 CNC 제어 수평 드릴링 유닛 2대를 보유하고 있다.

고객이 늘 부품 범위를 정하기 때문에, 가능한 다양한 작업을 처리할 수 있는 기계를 최대한 보편적으로 설계해야 한다. 이는 치수와 형태적 특이 사항뿐만 아니라 재료도 해당된다. 따라서 GG 주철과 GGG 주철, 스테인리스 스틸, 알루미늄 합금 그리고 티타늄 합금 재질의 일련의 다양한 부품들을 시스템에 고정해야 한다.

인클로저가 열려 있을 경우, 작은 슬라이드 도어를 통해 조작 콘솔 박스를 뒷면으로 보낼 수 있어, 가공 상황을 육안으로 점검할 수 있다.

오랜 기간의 경험을 통해 놀랍도록 많은 비용을 절감하다

“당사 고객은 부품 설계부터 협력적인 파트너쉽을 이용할 수 있습니다.”(베른트 가일렌베르크) 그는 절삭 가공에 대한 오랜 경험을 통해 설계자에게 원하는 형상을 낮은 비용으로 가공하는 설계 방법을 조언할 수 있다. 이를 통해 놀라울 만큼 큰 비용을 절감할 수 있다. 여기에는 가공 절차에 필요한 안전하고 간단하게 클램핑할 수 있는 클램핑 스트랩뿐만 아니라 점의 배치와 설계에 대한 유익한 조언이 필요하다. 또한 필요한 클램핑 장치의 설계와 구현도 관리한다.

또 다른 관점은 가공 후 측정에 관한 것이다. 베른트 가일렌베르크는 상담 후 모든 요건을 고려하여 적합한 측정 프로토콜을 만든다. 고객을 위한 이 서비스 패키지는 NC 프로그램에서 클램핑과 공구 흐름에 이르기까지 모든 과정을 세심하게 문서화할 수 있다. 베른트 가일렌베르크는 이러한 올 라운드 서비스를 통해 정기적으로 부품 가공을 위탁하는 많은 단골 고객들을 확보하였다. 또한 항공 우주 분야의 한 고객은 매년 공급업체 평가하는 과정에서 Geilenberg Zerspanungstechnik를 항상 A급 공급자로 분류하였다.

“2013년, Geilenberg Zerspanungstechnik은 작업 공간이 휠씬 넓은 새로운 밀링 머신이 필요하였고, MTE 사의 시스템을 선택했습니다.”(만프레드 가일렌베르크, 베른트 가일렌베르크의 부친) 만프레드 가일렌베르크는 망치 세공인으로 시작하여 1969년 작은 작업장에서 금속 가공 회사로 성장하였고, 만족하는 고객들 덕분에 성장을 거듭하였다. 2009년과 2018년에는 근처 엘젠로트 찌겔라이 산업 단지에 새로운 공장을 증축하였다. 새로운 시스템을 찾는 과정에서 MTE로 결정하는 것은 그렇게 쉽지 않았다. 이 분야의 경쟁이 매우 치열하여 MTE도 이 경쟁에 참여해야 했다. 특히 기계적 안정성과 기계 장치 헤드의 내구성과 수명을 집중 검토하였다. 그리고 MTE 고객서비스 센터를 방문하면서 확신을 갖게 되었고, 얼마 전 출시된 베드형 밀링 머신 BF 3200 시스템을 선택하게 되었다. 그는 지금 생각해도 행운을 잡은 것이라고 생각하고 있다. 이 기계는 성능과 안정성 측면에서 설득력이 있었다. MTE는 컨설팅과 교육, 프로그래밍 문제 등 초창기 발생하는 문제들을 핫라인을 통한 지원이 신속하고 능숙하게 제공되었다. 이후 8년 동안 서비스를 요청할 필요가 거의 없었다.

맞춤 디자인의 두 번째 MTE 시스템

최대 40개의 공구를 장착할 수 있는 체인 매거진

“2019년에 Geilenberg Zerspanungstechnik은 MTE 밀링 머신을 다시 선택하였고, 2020년 10월에 설치하였습니다.”(베른트 가일렌베르크) 이 기계는 Heidenhain 제어 시스템 TNC 640과 4200mm 길이의 클램핑 테이블 그리고 측면에 1400mm x 1600mm 로터리 테이블에 통합된 리니어 가이드 베드형 밀링 머신 KT 4700 이었다. 로터리 테이블의 부하 용량은 8t이며, 양쪽 클램핑 범위는 합해서 13t이다. 이 시스템에는 40kW 메인 스핀들 모터가 있고, 토크는 1940Nm이다. MAS-BT-50-마운트를 적용한 진정한 5면 가공을 위한 무단 대각선 밀링 헤드의 최대 스핀들 속도는 6,000 rpm이다.

중요한 점은 클램핑 테이블 길이와 X축 이동 거리에 관련한 주문 사항이 포괄적으로 구현된다는 점이다. 이 기계에서 X축 이동 거리는 4,500mm이며, 이를 통해 측면 라운드 테이블 위로 500mm 정도 넘어갈 수 있고, 이러한 방식으로 최대 2,300mm 길이의 큰 공작물을 가공할 수 있다. 스핀들과 클램핑 테이블 사이의 거리도 조정할 수 있어, 짧은 공구로 가공할 경우 공작물 뒤로 수평 방향으로 이동할 수 있고, 수직 스핀들 위치에서 1,400mm의 전체 테이블 너비를 넘어갈 수 있다. 이는 1,500mm의 밀링 슬라이드에서 횡 방향(Y) 이동이 가능하고, 수직 축(Z)에서 1,500mm의 이동 거리가 달성된다. 추가 조정으로 테이블의 T 슬롯을 원하는 치수로 조정하고, 고정 클램핑 영역과 로터리 테이블 전면에는 추가 클램핑 장치를 부착하기 위해 나사산이 있는 블라인드 홀이 있다. 특수 사양에는 소형 로터리 테이블용 조절기와 수동 작동이 가능한 클램핑 장치용 유압 장치가 포함되어 있다. 그리고 소형 로터리 테이블을 위해 연결 박스를 설치하고 제어 시스템을 조정하였다.

고객 요청으로 고정 테이블 전면과 로터리 테이블 전면에 클램핑 수단을 추가 고정하기 위한 나사산이 있는 블라인드 홀이 있다.

대형 공작물의 수평 가공이 가능하다

이 기계에는 2개의 흡진 시스템을 적용한 풀 인클로저와 X축을 따라가는 2대의 칩 컨베이어 보관 공간 그리고 40개의 공구 매거진, 뒷면에 슬라이드 도어가 있다. 이 도어를 통과하여 제어 시스템 조작 콘솔을 기계 뒷면으로 회전시키면 대형 공작물의 수평 가공을 육안으로 확인하면서 가공할 수 있다.

“두 번째 주문에서 독일에 기반을 둔 제조업체의 이점을 알게 되었습니다.”(베른트 가일렌베르크) 외국 제조사의 대리점을 통해 많은 조정 작업과 특수 사양을 이런 범위에서 이런 가격에 구입하기 쉽지 않았다. 두 번째 시스템도 시운전을 통해 안정적이고 내구성이 있다는 점이 입증되었다.

컨설팅과 핫라인 그리고 서비스도 짧은 경로와 언어와 문화적 동질감 덕분에 외국 기업의 지사가 중간에 있을 때보다 훨씬 빠르고 효율적으로 이루어졌다. “기계에 이상이 발생한 경우 부품이나 인력이 1시간 정도 거리이거나 가까운 행정 구역 안에 있다는 점이 큰 차이가 있었습니다. 이런 점은 2년간 코로나를 겪으면서 더욱 뚜렷하게 목격했습니다.”(베른트 가일렌베르크)