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예전에 ‘금형용 CAD/CAM의 최신 기술 동향’이라는 제목으로 5축가공 대응과 머신 시뮬레이션 등 CAD/CAM 시스템의 동향을 소개했다. 이번에는 금형의 품질과 가공의 생산성을 크게 좌우하는 금형용 CAD를 소개한다. 대부분의 기업이 플라스틱 금형 설계의 3차원화에 대응하고 있다. 그러나 3차원 CAD 시스템의 기능이 충분하지 않기 때문에 대부분의 기업에서는 인서트의 설계까지밖에 할 수 없고, 금형 구조는 여전히 2차원 CAD로 설계되고 있는 것이 실상이다. 그렇기 때문에 ‘금형 설계는 3차원으로는 완결할 수 없고, 2차원 병용이 불가결하다’고 하는 의견이 일반적이다. 이에 프랑스에서 제2위의 CAD/CAM 벤더인 Missler Software사는 지금까지의 3차원 CAD 시스템으로는 실현할 수 없었던 기능과 퍼포먼스를 갖는 플라스틱 금형 설계 지원 시스템 TopSolid’ Mold 7을 개발했다. 기존의 3차원 CAD 처리 속도로는 리스폰스 문제로 대응이 어려웠던 용량이 큰 데이터라도 TopSolid’ Mold 7로는 처리 속도를 대폭으로 높여 쾌속으로 설계할 수 있게 됐다. 이번에는 부품
최종 제품의 품질을 좌우하는 금형의 가공에는 지금까지 이상으로 고도의 요구를 받고 있다. 이와 같은 요망에 대해 가공기계, 공구, 소프트웨어, 주변 기술 등 각각에 높은 기술이 요구된다. 이 글에서는 최신 금형을 지원하는 가공 기술에 대해, 각각의 각도에서 해설한다. 금형 제조업에서는 오늘날까지 가공 시간 단축을 명제로 모든 공구와 가공 방법이 시도되고 공정 개선이 이루어져 왔다. 그러나 최근의 절삭가공에서는 공정 개선의 대응은 내용이 변하고 있다. 가공 완료 시에 고정도인 것은 당연하고, 검사 공정에서 다시 되돌아가는 것을 줄이거나 연마 공정의 연마 시간을 단축하는 등 절삭가공의 후공정 개선도 시야에 넣은 대응이 증가하고 있다. 동사는 재작년에 전혀 새로운 컨셉의 고능률 다듬질가공용 이형 공구 시리즈 GALLEA를 제품화했다. 이 제품은 절삭날 형상을 크게 수정한 이형 공구로, 기존 볼 엔드밀이나 코너 래이디어스 엔드밀에 비해 동 공구 지름에서도 픽피드를 크게 설정할 수 있다. 또한 작년에는 20m/min 이상의 테이블 이송 속도로 다듬질가공이 가능한 고능률 다듬질용 6날 볼 엔드밀도 판매를 개시했다. 이 글에서는 픽피드와 테이블 이송 속도를 수정함으로써
동사는 1961년 4월에 시즈오카현 구 키요미즈시에서 창업, 그룹 기업을 포함해 종업원 90명 이상이 근무하는 자동차 조명기구의 수지성형 금형 메이커이다(그림 1). 헤드램프 보디 금형, 리어 콤비네이션 보디 금형, 헤드램프 리플렉터 금형, 하이마운트램프 금형, 포그 보디 금형 등을 중심으로 형체력 100~1,600t까지의 금형을 제조하고 있다. ▲ 그림 1. 동사 외관 그림 2에 동사 금형가공의 대략적인 프로세스를 나타냈다. 이들 공정 외에 그라파이트 전극가공, 와이어 방전가공, 그리고 5축가공을 하고 있다. 이와 같은 가공 프로세스는 동일한 금형을 제조하고 있는 타사와 큰 차이는 없다고 생각한다. ▲ 그림 2. 동사의 금형가공 프로세스 또한 일본 내의 다른 제조업과 동일하게 동사도 오퍼레이터의 스킬에 의존하지 않는, 안정된 품질의 금형 제조를 목표로 하고 있다. 이에 최신 공작기계를 활용해 정도를 구하고, 금형 제조의 능률을 높이고 싶다고 생각한다. 동사의 과제 가급적 사내 가공 비율을 높임으로써 금형가공의 리드타임 단축에 노력하고 있다. 그러나 매달 금형의 생산 수에 편차가 있기 때문에 기계가공에서 설비의 가동률 평준화가 과제이다. 기계가공이 겹쳐서 사
동사는 전자 부품의 종합 메이커로서 정보·통신, 카 일렉트로닉스, 헬스케어, 홈 네트워크 등의 사업에 대응하고 있다. 동사의 금형 내제 부문인 금형 기술부는 순차이송 금형, 성형 금형, 인서트 금형을 소수인체제로 제작하고 있다. 소수인으로 금형을 제작하기 위해 여러 가지 개선을 실천하고 있는데, 금형의 단납기화가 요망되고 있다. 이것에 의해 금형의 베이스가 되는 금형 플레이트의 제작에 걸리는 일정도 마찬가지로 짧아진다. 동 부문에서는 피치 정도 ±2μm 이내를 요구받는 순차이송 금형 플레이트에 관해, 이전에는 포켓, 포스트, 녹 등의 중요 부위의 거친가공은 사내의 와이어 방전가공, 다듬질가공은 협력 회사의 지그 연삭으로 대응하고 있었다. 현재는 단납기화 대응을 위해 미쓰비시전기(주)제의 와이어 방전가공기 ‘MP2400’(그림 1)을 도입, 순차이송 금형 플레이트의 중요 부위를 고정도 와이어 방전가공으로 대체하고 있다. ▲ 그림 1. 와이어 방전가공기 ‘MP2400’의 외관 이 글에서는 와이어 방전가공으로 금형 플레이트를 제작할 때의 플레이트 세팅 정도의 향상, 동사에서 운용하고 있는 비
최근 공업 제품의 저가격화와 제품 개발 사이클의 단기화로 인해 금형의 제조 코스트 절감과 단납기화의 요구는 한층 더 강해지는 추세이다. 또한 동시에 고정밀, 고품질화 요구도 해마다 높아지고 있다. 이와 같은 고객 요구에 대응하기 위해 동사는 와이어 방전가공기의 가동률 향상, 고정도화를 명제로 개발을 해왔다. 특히 자동차 산업에서는 하이브리드화나 EV화가 진행되어 모터의 생산량 증가가 예측된다. 모터코어는 순차이송 금형에 의해 생산되는데, 증산이 되면 금형 생산의 납기 단축·코스트 절감이 과제가 된다. 이것에 주목, 과제를 해결해야 할 와이어 방전가공기의 유효 활용에 대해 소개한다. 금형 제작에 있어 단납기 대응 금형 제작에서 와이어 방전가공기는 반드시 필요해지고 있다. 특히 IC 리드프레임 금형이나 모터코어 금형 등의 순차이송 금형은 와이어 방전가공기 없이는 제작할 수 없다고 해도 과언은 아니다. 2002년쯤부터 동사는 이 순차이송 금형 제작의 시간 단축을 위해 기계의 기본 구조와 그 조립 기술을 연구, 금형용 플레이트의 피치 정도를 고정도로 안정시키는 것에 성공했다. ‘Ultra MM50B’(그림 1)에서는 피치 정도 &p
최근 금형이 보다 복잡화되고 절삭가공이 곤란한 부분이 증가해, 방전가공기의 필요성이 재인식되고 있다. 가공을 할 때에는 지식뿐만 아니라 오랜 경험에 의한 노하우 축적도 필요하고, 작업자의 수준에 따라 가공 결과에 차이가 생기는 경우도 있어 그들을 어시스트하는 기능이 요구되고 있다. 한편으로는 IoT를 활용해 작업 효율이나 기계의 가동률을 높이는 대응에도 주목이 모아지고 있다. 이 글에서는 ‘누구라도 간단히 실수 없이’ 재현성 높은 가공을 할 수 있는 것을 컨셉으로, 유저 인터페이스와 퍼스널컴퓨터나 스마트폰으로 방전가공기의 상태를 모니터링할 수 있는 IoT 관련 소프트웨어 기능을 소개한다. 헤매지 않고 가공 프로그램 작성 가공 프로그램을 작성할 때에는 형조·와이어 방전가공기 모두 가공 조건을 각각의 기계 타입마다 결정할 필요가 있다. 가공 조건을 결정하는 조작에서 지금까지는 방전 면적(판두께), 워크 재질, 전극 재질, 가공 방법, 표면 조도를 가공 조건 일람표에서 판단해 선택하고 있었기 때문에 최적의 가공 조건이 정확하게 선택되고 있는지 알기 어려웠다. 이 문제를 해결하기 위해 제어장치 Hyper-i의 ‘프로젝트&
최근 자동차 분야에서는 CO2 배출량 절감을 위해 PHV나 EV 등의 차세대 자동차의 보급이 추진될 것으로 예상되고 있다. PHV나 EV 등에서는 에너지절감을 고려한 특성을 갖는 모터가 앞으로의 요구인 것은 분명하다. 그 큰 과제의 하나가 모터 특성에 크게 영향을 미치는 모터코어의 개발이다. 이에 모터코어 및 모터코어 금형(프레스 금형)의 과제와 대책에 대해 정리하고, 금형 제조 공정의 하나인 와이어 방전가공의 과제와 동사 대책 사례를 소개한다. 또한 PHV, EV 등의 보급 한편으로, 엔진 자동차의 저연비화로서 엔진의 효율 향상이나 구동계의 효율 향상, 차체의 경량화 등의 개발도 추진되고 있다. 그 중에서 특히 구동계의 효율 향상을 위해 동력 전달 로스를 절감하는 기어 고정도화의 요구가 있다. 이에 보다 높은 정도가 필요한 기어 단조 금형의 형조 방전가공의 과제와 동사 대책 사례를 소개한다. 모터코어 금형에 있어 와이어 방전가공의 과제와 대책 최근 모터코어에 채용되는 전자 강판의 박판화가 추진되고 있다. 박판 재료는 철손이 적고, 모터 특성에 유리한 것이 이유이다. 따라서 최근에는 t0.2~t0.35mm 정도(기존 : t0.5mm 정도)까지의 박판 재료가
전기만 흐르면 재료의 경도에 의존하지 않고 가공할 수 있는 강점을 활용해 담금질강과의 좋은 상성으로 방전가공기가 금형 제작의 최종 공정에 중요시됐던 것은 한참 옛날의 이야기이다. 현재 절삭 툴의 고정도화·고강도화·내마모성 향상과 고속 회전 주축 탑재 머시닝센터의 성능 향상에 의해 금형 제조에서 직조가공이 다용되고 있으며, 최종 공정에 한정하지 않고 방전가공의 활용 패턴이 모색되고 있다. 이 글에서는 공작기계의 각 특징을 이해·습득, 종합력의 최적화와 자사 노하우 구축을 달성함으로써 글로벌 금형 제조의 경쟁력을 향상시킨다는 요구에 대응하기 위해 방전가공의 원리를 다루면서 최신 기술과 그 활용 사례를 소개한다. 방전가공의 우위성 방전가공은 절삭가공에서 공구에 해당하는 전극과 워크의 간극(방전 갭)에 방전 현상을 발상시켜, 방전에 동반하는 역학적 작용(방전 충격 압력)과 열적 작용(증발·용융)에 의해 제거가공을 하는 가공 수단이다. 방전가공의 대표적인 특징을 아래에 든다. • 단위면적당 고밀도 에너지 부가가 용이 • 절삭가공과는 달리 부드러운 것(동)으로 단단한 것(철)을 가공할 수 있다 &bul
용접인의 권익 신장과 기업 매출 증대 위한 행보 이어갈 것 대한용접협회는 고양 킨텍스(KINTEX)에서 열린 ‘금속산업대전 2018’에 주최 기관으로 참여했다. 대한용접협회 민영철 회장은 금속산업대전에 참여한 용접 업체들이 의미 있는 성과를 얻어가기를 바랐다. 인터뷰 중에도 그는 용접기능인 권익 신장과 기업 매출 증대를 언급하며, 협회장으로서 막중한 책임감을 내비쳤다. ▲ 대한용접협회 민영철 회장 Q. 안녕하세요, 먼저 대한용접협회에 대한 소개를 부탁드립니다. A. 대한용접협회는 국내 용접 산업의 중흥과 기업의 번영을 목표로 지난 2010년에 창립했습니다. 다시 말하자면, 용접 기능인의 권익 신장과 복리 증진 그리고 업체의 매출 증대를 모색하기 위해 만들어졌다고 보시면 됩니다. 저희 협회는 용접 산업을 영위하는 기업체와 용접 기능인을 회원으로 모집해 현재 70여개 회원사, 약 4,000명이 등록돼 있습니다. 등록된 사업체는 서로 공조하는 체계를 기반으로 하며, 해외시장 개척과 기술 증진을 위한 활동도 지속하고 있습니다. Q. 협회의 주요 활동에 대해 듣고 싶습니다. A. 주로 국내외 용접이 관련된 전시회 참가, 주최를 기획합니다. 이외에
3D스캐너용 다중위치 감응방식 터치프로브로 세 가지 기능을 한 장비에 실현 모션웍스는 고양 킨텍스(KINTEX)에서 열리는 금속산업 전문 전시회인 ‘금속산업대전 2018’에 참가했다. 이 회사는 3D CNC 조각기와 3D프린터, 3D스캐너 등을 생산하는 제조 회사로서 장비에 대한 지속적인 투자와 연구를 진행해왔다. 모션웍스는 금속산업대전에서 세 가지 전문적 기능을 실현하는 하이브리드조형기를 선보였다. ▲ 모션웍스 김광필 대표 Q. 먼저 회사 소개를 부탁드립니다. A. 저희 모션웍스는 3D CNC 조각기와 3D프린터, 3D스캐너를 개발하고 생산하는 회사입니다. 특히 본 장비의 핵심 기술인 다축 모션제어기와 영상 속 공간좌표 추적 및 분석기술 등을 국산화하고, 국제적인 경쟁력을 갖추기 위해 노력하고 있습니다. 과거에는 설계, 가공 등의 과정을 따로 분류했었다면, 요즘은 작업자 한 사람이 소형화된 공작 기계를 이용해 현물로 가공합니다. 4차 산업혁명 이래 제조 형태의 변화가 찾아온 것입니다. 대형생산설비를 갖추기보다 전문적인 공작 기계를 소형화해 작은 공간에서 활용할 수 있도록 만드는 게 자사의 목표입니다. Q. 금속산업대전에 참가하신 계기가
경쟁력을 갖춘 스트라타시스 3D프린터 보급에 주력할 예정 프로토텍은 고양 킨텍스(KINTEX)에서 열리는 금속산업 전문 전시회인 ‘금속산업대전 2018’에 참가했다. 이 회사는 3D프린팅 전문 기업으로 다양한 분야의 고객과 네트워크를 형성하며, 자체 고객지원팀을 보유해 수준 높은 기술을 지원하고 있다. 프로토텍은 이번 산업대전에서 Desktop Metal 금속 3D프린터와 Stratasys F370 프린터 시연과 FDM, PolyJet, LMF, BMD의 3D프린팅 파트 전시를 진행했다. ▲ 프로토텍 윤경석 과장 Q. 먼저 회사 소개를 부탁드립니다. A. 지난 1996년부터 프로토텍은 미국 스트라타시스 3D프린터를 수입해 국내 공급해왔습니다. 부수적으로 금속 3D프린터도 공급하며, 3D프린터에 관한 전반적인 솔루션을 추구하고 있습니다. 회사 내에 3D프린터를 보유하고 있어서 이용하기 어려운 분들에게 시제품 서비스도 지원하고 있고요. Q. 금속산업대전에 참가하신 계기가 궁금합니다. A. 최근 3D프린팅 분야에서는 금속 재료가 각광받고 있습니다. 이에 적층 방식을 활용해 기존에 없던 몰딩이나 형상을 구현하고 싶은 수요자들이 많아졌기에 홍보
작업 속도와 품질을 최적화한 공정으로 만족도를 높일 것 KTC는 고양 킨텍스(KINTEX)에서 열리는 금속산업 전문 전시회인 ‘금속산업대전 2018’에 참가했다. 이 회사는 아이디어를 상품화하는 과정에서 필요한 3D프린터 판매, 시제품 제작까지 종합적인 솔루션을 제공한다. KTC는 금속산업대전에서 CMET 사, Voxeljet 사 3D프린터 장비로 제작한 제품을 다수 선보였다. ▲ KTC 안형수 차장 Q. 먼저 회사 소개를 부탁드립니다. A. KTC는 3D프린팅과 관련한 종합 솔루션을 제공하는 회사입니다. 현재 두 종류의 3D프린터를 판매하고 있고요. 하나는 일본의 CMET 사에서 개발한 3D프린터입니다. 투명 소재나 반투명 소재를 다루는 정밀한 SLA타입 장비입니다. 국내 위주로 판매를 진행 중입니다. 또 하나는 독일 Voxeljet 사에서 제작한 3D프린터입니다. 샌드 몰드를 다루거나 정밀 주조를 할 때 필요한 왁스 패턴을 만드는 장비입니다. Q. 금속산업대전에 참가하신 계기가 궁금합니다. A. 우선은 기업에 대한 홍보가 필요했습니다. KTC는 자동차, 선박 등 중공업 분야를 주력해왔습니다. 대규모로 진행되는 전시회다 보니 중공업에
방전가공에는 여러 가지 장점이 있으며, 좁은 피치의 미세 커넥터 금형이나 깊은 홈이 많은 다이캐스트 금형 등의 제조에서 적극적으로 사용되어 왔다. 최근에는 진원도를 요구받는 모터코어의 대형 금형이나 자동차 부품의 대형 금형 등 새로운 분야에서도 활용이 추진되고 있다. 이러한 가운데 방전가공의 장점을 잘 활용한 금형을 제조, 제안하는 것이 차별화로 이어진다고 생각할 수 있다. 이 글에서는 새로운 분야 개척의 힌트가 되는 방전가공에 관한 연구 동향과 방전가공기의 최신 기능을 소개한다. 또한 방전가공기를 잘 활용하고 있는 부품 메이커, 금형 메이커의 사례도 소개한다. 01 금형 제작의 경쟁력 향상으로 이어지는 방전가공의 최신 활용 사례 02 에너지절감 자동차용 금형의 최첨단 요구에 대응하는 최신 방전가공 기술 03 방전가공을 활용하는 소프트웨어 기능 - ‘프로젝트’, ‘E 테크 닥터’ - 04 모터코어 금형의 납기 단축을 실현하는 와이어 방전가공기의 유효 활용 05 와이어 방전가공기의 플레이트 가공 세팅 정도 향상 시책 - 기상의 비접촉 평면 상태 확인 기술에 의한 플레이트 평면 상태의 가시화 - 06 방전과 절삭의 적절
“학생과의 신뢰가 최선의 결과를 만듭니다” 새로운 커리큘럼 연구로 트렌드에 맞는 교육 시도할 것 금형산업의 미래가 밝다. 지난 9월, ‘2018년 뿌리기술경기대회 시상식’에서 한국폴리텍대학 금형디자인과 학생들은 당당한 모습으로 상패를 들었다. 학생은 결실을 맺기 위해 열심히 노력했고, 이들을 이끌어준 사람들은 교수진이었다. 금형디자인과 성시명 교수는 끈끈한 신뢰를 바탕으로 제자들과 만족스러운 결과를 이끌어냈다. Q. 금형디자인과 교수로 재작하게 되신 계기가 무엇인지 궁금합니다. A. 한국폴리텍대학 인천캠퍼스는 제 모교입니다. 당시 저희 작은 아버지께서는 금형산업에 종사하셨는데 제게 금형을 추천해주셨어요. 학교에 진학한 뒤, 교수님들께서는 금형에 대한 미래를 제시하면서 진로 설계를 많이 도와주셨습니다. 그러던 중 금형디자인과 현 학과장이신 정상준 교수님께서 제안해주신 시간 강의를 시작하며, 학교와 인연을 맺게 됐습니다. 강의를 시작하고 나니 학생들을 지도하는 일이 즐겁고 적성에 맞더라고요. 이후 교수가 되기 위한 준비를 거쳤고, 작년 12월 1일에 부임했습니다. Q. 학생들이 다수의 대회에서 입상하는 등 학과 위상이
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UPDATE: 2025년 06월 30일 15시 53분
