하이브리드 강철-CF 밀링 커터, 가공 시간 78% 단축

컴포테크 플러스(CompoTech Plus spol. s r.o., 체코 수시체)는 1월 20일, 호프마이스터 이노베이션(Hofmeister Innovation, 체코 필젠)과 협력하여 새로운 차세대 하이브리드 강철 및 탄소섬유(CF) 복합재 밀링 커팅 디스크를 개발했다고 발표했다. 기존 강철 2-디스크 커터 대비 동일 밀링 센터에서 전체 기계 시간을 78% 단축하여 작동할 수 있다고 보고된다.

툴 설계는 개별 밀링 디스크 내측에 초고탄성률 탄소섬유로 강화된 경량 에폭시 복합재를 사용한다. 컴포테크가 개발한 독자적 연속 섬유 제조 공정으로 16개 금속 절삭 인서트 외측 밴드가 통합된 완전 일체형 하이브리드 밀링 디스크 생산이 가능했으며, 총 64개 인서트가 장착된다. CF 섹션은 인터로킹 형상 설계와 강철 볼트 조합으로 강철 허브 및 링과 통합된다.

하이브리드 디스크용 반제품 CF 복합재 컴포넌트는 컴포테크에서 생산·조립되었으며, 호프마이스터가 공급한 반제품 강철 컴포넌트를 사용했다. 호프마이스터가 각 하이브리드 커팅 디스크의 최종 가공과 완전한 하이브리드 밀링 툴 조립을 수행했다. 4-디스크 하이브리드 밀링 커터 전체 중량은 단 16.25kg에 불과하다.

컴포테크에 따르면 주요 생산 이점으로는 관성 모멘트 감소로 에너지 소비 절감, 밀링 머신의 열기계적 부하 감소, 진동 감쇠 특성 개선으로 슬롯 홀 가공 정밀도 향상, 부드러운 머신 작동으로 고품질 표면 마감, 출력 속도와 생산성 대폭 향상 및 생산 비용 절감 등이 있다. 비즈니스 이점으로는 병목 해소, 수익성 개선, 성장 목표 달성을 위한 추가 자본 투자 지연 또는 회피 등이 있다.

테스트 밀링은 두산 메카텍 HM63H 머시닝 센터에서 단조 고강도 강철 커넥팅 링크를 대상으로 수행되었다. 신형 하이브리드 밀링 커터로 단조 링크의 측면과 바닥면을 공차 내 정확하게 가공하는 데 10초 소요되어 기존 2-디스크 금속 툴 대비 35초 단축되었다.

두 밀링 툴 유형(4-디스크 하이브리드, 2-디스크 금속)의 V_c와 V_f 비율 측정 결과 하이브리드 CF 4-디스크 밀링 커터가 50% 더 빠른 절삭 속도와 54% 더 높은 이송 속도를 보였다. 툴 수명 내구성 데이터도 수집되었는데, 2-디스크 밀링 커터는 툴 교체 전 약 250개 가공, 하이브리드 4-디스크 툴로는 1,200개 이상(4.8배 이상) 가공이 기록되었다.

프로젝트 동안 수행된 비교 테스트(표는 여기 참조)는 하이브리드 4-디스크 밀링 툴이 기존 전금속 2-디스크 밀링 커터와 정확히 같은 방식으로 가공에 사용될 수 있으면서 추가 가공 속도와 내구성을 제공함을 결정적으로 입증했다. 이러한 이점은 호프마이스터가 추정한 고량 생산자의 경우 약 3개월 투자 회수 기간으로 신형 하이브리드 커터의 초기 높은 비용을 정당화한다고 한다.