Lane4 Precision, Microconic 콜렛으로 스위스 선반 백워킹 향상

Microconic 콜렛으로 Lane4 Precision은 복잡한 부품 가공을 위해 콜렛 텐션을 미세 조정할 수 있습니다. 사실 이 콜렛들로 이전에는 완료할 수 없던 작업들도 가능해졌습니다. 사진 제공: Lane4 Precision

워크홀딩, 특히 백워킹 작업 시 CNC 스위스형 선반에서 매우 작은 부품을 가공할 때 까다로울 수 있습니다. 설계에 따라 픽오프 콜렛은 동심도와 런아웃 불량, 클램핑 힘 제어 불량으로 부품 손상 등 다양한 문제를 일으킬 수 있습니다. Dan Fifer Lane4 Precision(캘리포니아 산타로사) 소유주가 자신의 적용 분야에 잘 맞는 콜렛을 발견했을 때, 그는 해당 제조사의 전담 고객이 되었고 가장 섬세하고 복잡한 부품에 이 회사의 워크홀딩 시스템을 신뢰하게 되었습니다.

얇은 벽과 짧은 픽오프 랜드가 필요한 초소형 의료 공작물들이 Fifer의 5대 스위스형 선반에서 자주 가공됩니다. 이 복잡한 작업은 서브 스핀들 밀링과 콜렛 근처 백워킹을 요구합니다. 기존 연장 노즈 콜렛을 처음 적용하려 했을 때 연장부가 너무 길고 콜렛 간극이 너무 커 고객 부품을 효과적으로 생산할 수 없었습니다. 그때 Masa Tool의 Microconic 워크홀딩 시스템을 알게 되었는데, 직경 클리어런스가 시스템에 이미 내장되어 있어 연장 노즈가 필요 없는 콜렛을 포함합니다.

또한 Fifer는 Microconic 콜렛으로 복잡한 부품의 콜렛 텐션을 미세 조정할 수 있다고 말합니다. 이 콜렛들로 이전 다른 콜렛으로는 만들 수 없던 부품을 가공할 수 있게 되었으며, 백워킹 작업을 자주 효과적으로 수행할 수 있게 되었습니다.

디자이너에서 잡샵으로, 한 달 만에

비록 자신의 고객 부품을 가장 효율적으로 가공하는 데 필요한 워크홀딩을 빠르게 배웠지만, Fifer는 처음에 CNC 스위스형 가공 경험이 없었습니다. 사실 2017년 Lane4 Precision 창업 때 CNC 기계 제어판 앞, 나아가 CNC 스위스형 선반 앞에 서본 적도 없었습니다. 그의 배경은 의료 기기 산업의 설계/제품 개발에 뿌리를 두고 있습니다. 여러 스타트업에서 20년 이상 일한 후, 설계하는 대신 부품을 직접 만드는 사람이 되고 싶어 불안해했습니다.

Lane4 Precision 이름은 올림픽과 수영/트랙 예선 레인에서 영감받았습니다. 이름은 빠르게 움직임을 의미한다고 창업자 Dan Fifer는 말합니다.

그래서 혁신에 대한 열정을 가지고 창고 공간을 임대해 모든 가공 공정을 사내에서 수행하기로 했습니다. 누군가 그가 원하는 작업을 위해 나사 가공기가 필요하다고 말했습니다. 타이밍 좋게 IMTS 2016에 참석해 공작기계를 둘러보았고, 거기서 Marubeni Citizen-Cincom 스위스형을 판매하는 Spinetti Machinery를 만났습니다. 기계들의 예측 가능성에 감명받았고, Spinetti 팀이 지원하고 첫 스위스형 Citizen L20 운용 학습을 도울 것이라 확신했습니다.

이 정교한 기계가 셋업되자 업계 동료가 이미 설계된 부품을 만들 수 있는지 물었습니다. 동료는 12주 대기 싫어서 아무도 못 만들게 했다고 했습니다(불가능해서가 아니라).

"글쎄, 할 일 없으니 내가 해보지 뭐." Fifer는 말했습니다. "기본적으로 한 달 만에 약 6명 엔지니어 팀이 내게 맡긴 부품들로 완전히 바빠졌습니다."

Spinetti 도움으로 이후 작업 영역과 라이브 B축, 자동 툴 체인저, 기계 제조사의 저주파 진동 기술(작고 배출 쉬운 칩 생성) 등 다양한 능력을 가진 Citizen 스위스 선반 4대를 추가 선정했습니다. 디스트리뷰터는 Fifer를 Microconic 워크홀딩 시스템에도 소개했습니다. L12에서 아주 작은 부품이 이 워크홀딩 시스템으로 처음 수행한 작업이었습니다.

연장 없는 연장 노즈

Lane4 Precision 가공의 4분의 3은 대부분 프로토타입 숍으로 의료 산업용이며, 나머지는 반도체, 방산, 항공우주, 소비재용 프리미엄 부품이라고 Fifer는 말합니다. 부품 크기는 쌀알 한 알 작업 영역(길이 또는 직경 0.5mm 정도)부터 2피트(약 60cm) 넘는 가늘고 긴 부품까지 다양합니다.

디자이너에서 잡샵으로 빠르게 전환했지만, Fifer는 디자인에 대한 안목을 내려놓지 않았습니다. 적절할 때 고객 설계 지원하는 것을 틈새로 삼습니다. 예를 들어 더 효율적인 가공법을 알면 자발적으로 전문성을 제공합니다. "그들의 설계 의도를 알면 '이 모서리 챔퍼해도 비용 추가 안 돼요, 이미 툴 있으니까'라고 말할 수 있습니다." 그는 설명합니다. "그들이 용접하던 두 부품을 하나로 만들 수 있을지도 모릅니다."

일부 부품이 얇은 벽과 짧은 픽오프 랜드를 가지므로, 허용 가능한 툴 클리어런스와 서브 스핀들 백워킹을 위한 미세 조정성을 제공하는 워크홀딩 시스템이 필수적이었습니다. 가장 복잡한 적용 분야를 위한 콤팩트하고 신뢰할 수 있는 오버그립 콜렛도 필요했습니다(나중에 자세히). Fifer는 Microconic 워크홀딩 시스템 설치 후 기대를 충족하고 그 이상을 얻었습니다. 사실 너무 만족하여 결국 5대 모든 스위스형에 추가했습니다.

서브 스핀들 콜렛 워크홀딩만 전문으로 하는 Masa Tool은 Microconic 워크홀딩 시스템을 설계했습니다. 이 시스템은 표준 콜렛처럼 기계에 장착되는 카트리지로 구성됩니다. 카트리지는 0.0002인치 TIR을 제공하며 기계 스핀들 정밀도 검증용 게이지로도 사용 가능합니다. 조정 다이얼 렌치로 클램핑 힘을 정밀하고 반복 가능하게 제어할 수 있다고 회사는 설명합니다. 카트리지에 연장 노즈가 내장되어 연장 노즈 콜렛이 불필요하므로, 대부분 적용 분야에서 연장 노즈 픽오프 콜렛이 필요한 Lane4 Precision에 적합합니다. Fifer는 Masa 콜렛 클로저 메커니즘이 콜렛 노즈 바로 앞까지 이동되어 표준 연장 노즈 콜렛 대비 강성이 향상되었다고 설명합니다.

모든 Masa 콜렛은 기계 카트리지나 회사 어댑터 슬리브에 장착되어 Fifer가 모든 선반에서 콜렛 스타일을 빠르게 교체할 수 있습니다.

Fifer는 창고에 Citizen L20 스위스형 1대로 시작했습니다. 이후 동일 기종 4대 추가 구매하고 모든 기계에 Masa Microconic 콜렛 시스템을 통합했습니다.

콜렛 텐션을 쉽게 미세 조정할 수 있어 Lane4는 극도로 얇은 벽 부품도 파손이나 변형 걱정 없이 자신 있게 가공합니다. Microconic 시스템 설치 전에는 전통적 콜렛이 부품을 너무 세게 잡아 으스러뜨려 망가뜨리곤 했습니다. 하지만 제공된 Masa 툴로 콜렛 노즈에서 제어되고 예측 가능한 방식으로 미세 조정하면(서브 스핀들 커버를 벗겨 텐션 조정 칼라에 접근하는 대신), 셋업 머시니스트가 쉽고 정밀하게 텐션을 제어할 수 있습니다.

그는 또한 Microconic 콜렛 사용 시 '큰' 부품(Lane4 기준 직경 0.5인치 이상) 가공에서 작은 부품 가공으로 선반 전환에 보통 5분만 걸린다고 지적합니다. Masa에 따르면 16C에서 5C 콜렛 전환은 보통 공차 누적이 발생하고 15분 이상 걸리기도 하지만, Masa 시스템에서는 카트리지 장착 후 콜렛을 빠르게 장착하고 스핀들 노즈에서 바로 클램핑 압력 설정하여 공차 누적 없이 1분 미만으로 가능합니다.

콤팩트 오버그립

Fifer는 오버그립 콜렛이 필요한 부품에 Masa 오버그립 콜렛도 높이 평가합니다. 그는 이 콜렛들이 콤팩트하면서도 큰 개구부와 강성 있는 홀딩을 제공한다고 설명합니다. 과거 시도한 어떤 대안보다 뛰어나다며 "사이클 타임, 강성, 툴링, 모든 게 좋아졌습니다. 오버그립 부품에 대한 두려움을 없앴습니다."라고 말합니다.

Lane4 Precision은 스위스형 선반 어떤 작업에도 대응하는 방대한 Microconic 워크홀딩 콜렛 컬렉션을 보유합니다.

오버그립 콜렛에서는 부품의 더 큰 직경을 클리어하기 위해 콜렛을 충분히 벌리려면 추가 스프레드가 필요합니다. 전통적 픽오프 콜렛은 콜렛 보어 앞부분만 차지하는 짧은 길이만 잡아주므로 필요한 공차를 유지하지 못합니다. 모든 클램핑 힘이 콜렛 각도에 가해지는데, 이는 잡아주는 부품에서 상당한 거리 떨어져 있어 콜렛이 각도 아래로 붕괴될 수 있습니다.

그러나 Masa 오버그립 콜렛은 홀딩 직경보다 0.156인치 더 크게 열립니다. Masa에 따르면 여전히 0.0002인치 TIR이 가능합니다. 이런 신뢰할 수 있는 그립으로 Lane4 Precision은 역방향 가공 같은 복잡한 부품도 가공 가능해졌고, 더 높은 품질, 적은 결함, 낮은 불량률로 중단 없는 운전이 가능해졌습니다.

이 부품은 Lane4 Precision Citizen L20 스위스형에서 Masa Tool Microconic 오버그립 콜렛으로 제작되었습니다. 오버그립 콜렛이 부품 헤드를 클램핑하여 기계에서 밀링과 나사 가공 공정을 훨씬 쉽게 만들었습니다.

중단 없는 운전이 무인 가공을 가능하게 하는데, 오버그립 콜렛으로 Ti 6Al-4V 티타늄과 316 스테인리스에서 여러 작업을 무인 가동합니다. 툴 파손이나 치핑이 단 한 번도 없었다고 합니다. "오버그립 콜렛은 생산 환경에서 정말 예측 가능하고 일관된 런입니다."

몇 가지 놀라움

Microconic 시스템을 익히는 동안 Fifer는 이 워크홀딩 시스템 설계가 고객을 위한 고품질 초소형 부품 완성에 얼마나 큰 자신감을 주는지 깨달았습니다.

예를 들어 콜렛 노즈가 챔퍼되지 않은 점을 높이 평가합니다. 이 설계가 픽오프 공간을 더 확보해준다고 설명합니다. "예전엔 콜렛을 페이싱한 후에야 사용했는데, 그래야 내가 뭘 다루는지 알 수 있었으니까요. 하지만 그러면 콜렛 길이가 변경됩니다."

워크홀딩 시스템의 탁월한 런아웃 이점도 사용 후 깨달은 점입니다. 부품 뒷면에 아주 미세한 형상을 넣으면서 동심도 유지하고 '예쁜' 부품을 만들 수 있습니다. "0.005인치 벽에 0.001인치 에지 브레이크를 넣으려 하는데 0.001인치 런아웃이 있으면 결과는 정말 못생긴 부품입니다." Fifer는 설명합니다. "Masa Microconic 콜렛을 쓰는 건 서브 스핀들에서 확고한 발판을 얻는 것과 같습니다. 적어도 가장 중요한 적용 분야에서 좋은 출발점에 있다는 걸 알 수 있으니까요."

Masa Tool | masatool.com

Lane4 Precision LLC | 707-843-7780

Marubeni Citizen-Cincom Inc. | marucit.com