유압 펌프 업그레이드로 압출 프레스 효율 대폭 개선

압출 프레스 업계의 당면 과제 중 하나는 노후화된 유압 기술입니다. 많은 프레스가 비효율적이고 신뢰성이 낮은 유압 펌프를 여전히 사용하고 있습니다.

슈페리어 익스트루전의 과제

슈페리어 익스트루전(Superior Extrusion)은 1996년 중고 1,650톤 파렐(Farrel) 프레스를 구입했습니다. 1971년부터 가동된 이 7인치 프레스는 미시간 소재 제조사에서 2억 파운드 이상의 알루미늄 압출재를 생산해왔습니다. 현재 하루 10시간 1교대 운영 중이며 향후 2교대로 확대할 계획입니다.

노후 펌프로 인한 다운타임 및 유지보수 부담

이 규모의 알루미늄 압출 프레스에서 유압 부품은 지속적인 마모에 시달립니다. 수십 년간 다양한 부품을 생산하면서 유압 펌프 유지보수 빈도가 높아져 가동률과 생산성이 떨어졌습니다. 유사 모델 펌프 사용 고객들처럼 부품 조달이 거의 불가능해졌고 숙련 기술자 구하기도 어려웠습니다. 펌프 노후화로 유압유 누유가 증가해 연간 65~70시간의 다운타임이 발생했으며, 수리비와 배관·부품 자체 제작 비용도 부담이었습니다.

드롭인(Drop-in) 유압 펌프 업그레이드 솔루션

슈페리어는 과거 여러 유압 프로젝트 협력 경험이 있는 보쉬 렉스로스(Bosch Rexroth)에 해결책을 의뢰했습니다. 슈페리어 CEO 브래들리 쿠투어(Bradley Couture)는 "압출 업계에서 부품 고장 시 철물점에서 바로 살 수 없기에 품질과 서비스 평판이 중요했다"고 말했습니다.

기존 시스템과의 호환성 확보

보쉬 렉스로스 프레스 애플리케이션 엔지니어 마이클 크레이머(Michael Kramer)에 따르면 기존 펌프는 탱크 위에 앉아 오일을 끌어올려 두 개의 공급 포트로 시스템에 공급했습니다. 최신 펌프는 단일 공급 포트 방식이라 신규 설치 시 시스템 재구성이 필요했습니다. 양사는 비교적 간단한 업그레이드 설계를 목표로 했습니다.

사전 검증된 드롭인 컨셉 적용

보쉬 렉스로스 베들레헴(Bethlehem) 엔지니어링팀은 독일 동료들과 협력해 펌프/매니폴드/제어장치 교체 솔루션을 개발했습니다. 베들레헴 시설에서 150시간, 고객사 2,400톤 압출 프레스에서 2,000시간 이상 테스트를 거쳐 성능과 신뢰성 기준을 충족함을 검증했습니다. 슈페리어 프로젝트가 이 검증된 드롭인 컨셉의 첫 적용 사례였습니다.

핵심 기술: 렉스로스 A4VSO 500 축 피스톤 펌프

크레이머는 "흡입 파이프 하부에 체크 밸브를 추가하고 부분 충전량을 주입해 시동 시나 최소 유량 조건에서도 파이프 입구가 가득 차도록 했다"고 설명했습니다. 맞춤형 매니폴드 회로는 기존 2포트 기능을 동일 위치의 두 압력 포트로 복제했으며, 2방향 카트리지 밸브가 오일을 올바른 포트로 유도해 기존 배관 대부분을 보존하고 설치가 용이했습니다.

디지털 전자 제어로 기존 아날로그 신호 활용

HACD 디지털 전자 제어장치를 구성해 기존 펌프를 제어하던 아날로그 신호를 받아 신형 A4VSO 펌프와 제어 밸브를 동시에 제어하도록 했습니다. 이로써 차세대 유압 시스템을 기존 시스템에 설치할 때의 제어 과제를 단순화했습니다.

측정 가능한 성과: 다운타임 감소 넘어선 생산성 향상

유압 펌프 개조 즉시 가시적 성과가 나타났습니다. 쿠투어 CEO에 따르면 "업그레이드 전 시간당 2,000파운드 생산이 2,400파운드로 약 14% 증가"했습니다. 프레스 속도가 빨라져 특정 다이(die) 가동 시 2,800파운드/시간 생산 시 오븐이 따라가지 못할 정도였습니다. 효율 향상으로 200마력 모터를 150마력 고효율 모터로 교체했고, 유온 하강으로 환경·냉각 비용도 절감되었습니다.

쿠투어 CEO는 "지속적인 생산성·운영 효율 저해 문제를 손쉽게 설치 가능한 스마트 솔루션으로 해결했다"며 "사전 설계된 렉스로스 교체품으로 프레스 수명을 연장하고 비용 효율적 투자 수익을 빠르게 실현했다"고 평가했습니다.