밀턴 전문성으로 마이크로 기어 정밀 가공 역량 강화

나사(NASA) 스핀오프 기업인 아모폴로지(Amorphology)는 로봇 공학 및 기타 산업용 애플리케이션을 위한 비윤활 마이크로 기어의 개선을 위해 벌크 금속 유리와 같은 '비정질' 금속을 활용하는 첨단 소재 및 제조 기술 적용의 선두주자입니다.

이 소재들은 강철, 티타늄, 알루미늄 등과 비교해 향상된 특성을 가지며, 회사의 여러 금속 합금 특허는 우주 및 기타 극저온 애플리케이션용 기어 개발을 기반으로 합니다.

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스타라그 부모텍(Starrag Bumotec)의 s191H는 복잡한 부품을 단일 셋업으로 정밀 가공하기 위해 설계된 밀턴 가공 센터 제품군의 하나입니다. 출처: 스타라그

비정질 금속은 다른 소재와 달리 절삭 및 칩 배출 방식이 다르다고 회사는 설명합니다. 비교적 알려지지 않은 합금을 절삭할 때 기계의 정밀도, 사이클 타임, 전반적인 역량을 평가하기 위해 아모폴로지는 스타라그를 포함한 여러 공작기계 공급업체와 테스트를 수행했습니다.

"우리는 신속한 프로토타이핑, 금형 인서트 절삭, 후처리 요구사항을 충족할 최적의 기계를 찾는 데 집중했습니다."라고 아모폴로지의 COO 제이슨 라일리(Jason Riley)는 말합니다. 결국 회사는 스타라그의 부모텍 s191H 밀턴을 선택했습니다.

원형 마이크로 기어의 CAD 파일을 받아 스타라그에서 개발한 절삭 공구로 스위스와 미국의 공작기계 제작사 현장에서 가공 테스트를 수행한 후, 여러 샘플 배치가 생산되었습니다.

"우리는 특정 치수에서 종종 5미크론 공차를 목표로 하는 고정밀 부품을 타겟으로 합니다." 라일리가 설명합니다. "우리의 작업 대부분은 신속한 프로토타이핑과 월 수백 개 규모의 비교적 소량 배치 생산에 집중되어 있습니다.

"부모텍은 우리가 현재 보유하지 못한 밀턴 역량과 더 높은 생산 능력을 제공합니다."라고 그는 덧붙입니다. "이 기계는 우리의 현재 능력을 보완하며 우리가 가지지 못한 역량을 제공합니다."

이 밀턴에서 생산된 마이크로 기어의 예시들입니다. 출처: 스타라그

아모폴로지는 부모텍 s191H가 "독특한 가치 제안"을 제공한다고 지적합니다. 단일 부품 가공부터 무인 조명 조건에서 수백 개의 부품 생산까지 가능합니다.

항공우주용 기어 제작 외에도 아모폴로지의 기어는 협동로봇, 로봇, 의료기기에 사용됩니다. 예를 들어, 대부분의 협동로봇은 변형파 기어를 사용하는데, 주요 구성 요소인 플렉스스플라인은 복잡한 박벽 부품입니다.

s191H는 복잡한 부품을 단일 셋업으로 정밀 가공하기 위해 설계된 부모텍 밀턴 가공 센터 제품군의 하나입니다. 65mm 바 용량, 바 피더, 고압(3마력) 쿨런트 공급을 갖춘 s191H는 X, Y, Z 축 범위 410×200×400mm 내에서 선형 드라이브와 높은 열 안정성 덕분에 ±2.5미크론의 가공 정밀도를 달성할 수 있습니다.

스타라그의 부모텍 s191 밀턴에서 진화한 191neo 버전은 공구 교환 시간 15% 단축, 백워킹 이동 12% 고속화, 더 높은 토크(175Nm)의 밀링 스핀들 등 추가 성능 역량을 제공합니다. 자동 공구 교환 시스템에 최대 90개 공구 수납이 가능한 이 멀티태스킹 기계 플랫폼은 B축 스핀들을 갖추고 있습니다. 여기에 전시된 모델은 IMTS 2022에서 척추 케이지를 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 폴리머로 완전 가공하는 시연을 보였습니다. 출처: PM

또한 주 스핀들은 수평 및 수직 평면에서 모두 회전 가능한 보조 스핀들과 결합되어 멀티태스킹 루틴을 가능하게 합니다. 공구 매거진 옵션은 최대 90포켓까지 확장되며, 50m/min의 급이송 속도와 30,000rpm(40,000rpm 옵션)의 스핀들 속도도 빠른 사이클 타임에 기여합니다.

아모폴로지의 많은 협동로봇, 로봇, 의료기기 부품은 주조나 사출 성형이 가능하지만, 때로는 이러한 마이크로 부품을 더 높은 공차로 후처리해야 합니다. 스타라그 부모텍은 스위스 시계 산업용 기계 설계로 "이를 갈았으며", 그 결과 마이크로 크기의 고부가가치 기어 생산에 능숙합니다. 아모폴로지는 부모텍 s191H가 윤활 없이 마이크로 기어박스를 가공할 것으로 전망합니다.

회사는 또한 결과에 만족하여 스타라그와 양사가 어떻게 협력할 수 있을지 논의한 끝에, 아모폴로지가 캘리포니아 파사데나 시설에 부모텍 기계를 전시하여 양사 고객이 볼 수 있도록 하기로 합의했습니다.

데모 센터에서 이 기계는 기어, 금형 인서트, 벌크 금속 유리, 전통적인 금속 생산 부품 등 다양한 부품을 생산하는 것을 볼 수 있습니다.

스타라그 부모텍의 정밀 엔지니어링 부사장 그렉 덩클리(Greg Dunkley)는 "부모텍 s191H의 정밀도, 품질, 역량을 보여주는 실험실 환경을 구축함으로써 항공우주 및 방위 엔지니어들이 자사의 제조 작업에 활용할 수 있는 실시간 가공을 경험할 수 있게 될 것입니다."라고 말했습니다.