R&D 플라스틱, 오리건에서 '세미-스마트' 자동화 선도

오리건주 힐스보로에 위치한 맞춤형 사출 성형업체 R&D 플라스틱(R&D Plastics)은 북미 성형 업체들이 받아들이고 있는 진화하는 자동화 환경을 잘 보여줍니다. 1996년 설립 이래, 이 회사는 전통적인 디몰딩 작업에서 다중 로봇 유형을 조합해 인서트 공급, 방향 결정, 배치를 수행하는 고량산·고유연성 시설로 변모했습니다.

28,000평방피트 캠퍼스에 60명의 숙련 직원과 40~720톤 범위의 19대 프레스를 보유한 R&D 플라스틱은 800만 달러 매출 기록에 근접하고 있습니다. 창업자이자 CEO인 로드 로스(Rod Roth)와 COO 살 곤잘레스(Sal Gonzalez)는 사내 툴링과 공정 혁신에 강한 강조점을 둔 지속적 개선 문화를 조성했습니다.

진화하는 자동화

"우리는 훨씬 더 큰 회사의 직원과 도구를 갖춘 중견 성형 회사입니다."라고 론 놀튼(Ron Knowlton) 사업 개발 부사장은 말합니다. R&D 플라스틱은 사내 엔지니어링, 엘라스토머 성형, 오버몰딩, 인서트 몰딩, 구조 폼 등을 제공합니다. 비즈니스 대부분은 여전히 '몰드-앤-십(mold-and-ship)'이지만, 초음파 용접, 핫 스탬핑, 디지털 프린팅, 조립, 접착 본딩, 패스너 삽입 등 2차 작업을 확장하여 증가하는 고객 수요를 충족하고 있습니다.

맞춤 성형은 빠른 금형 교체를 요구합니다. R&D 플라스틱은 98% 양품률과 80% 가동률을 유지하면서 24시간 동안 8개 금형을 정기적으로 교체합니다. "우리가 하는 모든 것이 매주 바뀝니다."라고 유지보수 관리자이자 자동화 엔지니어인 돈 알토퍼(Don Altorfer)는 말합니다.

자동화는 속도를 따라잡기 위해 필수적이 되었습니다. 대부분의 프레스는 이제 서보 로봇을 갖추고 있으며(일부 셀은 두 대), 자동 인서트 피더와 컨베이어와 함께 작동합니다. 2015년부터 비트만 바텐펠트 로봇 구매를 시작해 W818 두 대, W843프로 두 대, 듀얼 암 W818S 한 대 등 5대를 추가했습니다. 매튜 바넷(Matthew Barnett) 총괄 매니저는 추가 구매를 예상합니다: "그들의 서비스와 지원에 깊은 인상을 받았습니다. 우리가 협력한 최고의 서비스 지향 기업 중 하나입니다."

알토퍼는 최근 캘리포니아 플라센티아에 있는 비트만의 서해안 테크 센터에서 3일 집중 교육 프로그램을 이수하고 돌아와 직원들을 교육했습니다. 비트만 서해안 지역 매니저 제이슨 코넬(Jason Cornell)이 몇 달마다 공장을 방문해 고급 교육과 신기능 시연을 진행합니다. R&D 플라스틱은 기존 도시바, 스미토모(SHI), 데마그 기계에 더해 첫 비트만 바텐펠트 사출 프레스도 구입했습니다.

트래버스 빔을 따라 5인치마다 미리 드릴링되고 탭 처리된 비트만 로봇의 유연성은 빠른 조정을 가능하게 하여 맞춤 금형 환경에 완벽하게 부합합니다.

"오늘날은 부품을 상자에 넣는 것보다는 제가 '세미-스마트(semi-smart)' 자동화라고 부르는 것이 더 중요합니다."라고 바넷은 설명합니다. 예시로, 인하우스 제작된 진동 피더가 금속 인서트를 컨베이어로 공급하면 고속 스카라(SCARA) 로봇이 인서트를 정밀하게 위치시키고, 비트만 리니어 로봇이 이를 금형에 배치하고 완성품을 디몰딩하는 인서트 몰딩 셀이 있습니다.

또 다른 예는 경질/연질 오버몰딩 셀로, 두 프레스를 나란히 배치해 하나는 경질 기판용, 다른 하나는 TPE 또는 TPU 오버몰딩용으로 사용하며 로봇이 두 프레스 간 부품을 이송합니다.

R&D 플라스틱의 DIY 문화는 창업자 메릴 로스(Merrill Roth)가 원래 설계한 사내 CNC 초음파 용접기와 맞춤형 암단 툴링(EOAT)에서 드러납니다. 한 EOAT 툴은 리빙 힌지를 금형에서 직접 구부려 수동 공정을 없앴습니다. 이 툴은 레이즈3D(Raise3D Technologies) 듀얼 익스트루더 프로2 프린터로 3D 프린팅되어, 회사의 신속한 프로토타이핑 의지를 보여줍니다.

현재 2차 작업이 매출의 10%만 차지하지만, 회사는 초음파 용접 및 기타 부가가치 작업을 위해 코봇 도입을 검토 중입니다. "초음파 용접 같은 작업에 코봇을 고려하기 시작했습니다."라고 바넷은 말합니다.

"자동화는 직원 사기를 높이고 인재를 유치합니다."라고 바넷은 덧붙입니다. "일상적인 작업을 자동화함으로써 인력을 검사, 포장, 지속적 개선 등 더 매력적이고 커리어 개발에 도움이 되는 역할에 집중시킬 수 있습니다. 그런 '멋진' 요소는 평생 커리어에 도움이 될 자동화를 배우고 싶어하는 젊은 근로자들에게 특히 어필합니다."

데이터 자동화도 성장 중

현대 성형 업체들은 실시간 데이터 흐름 자동화가 물리적 공정 자동화만큼 중요함을 인식합니다. R&D 플라스틱의 ERP 시스템인 IQMS는 금형 현장 활동, 부가가치 작업, 금형 및 기계 조정, 예방 유지보수 일정에 대한 즉각적인 가시성을 제공합니다.

회사가 최근 인수한 비트만 바텐펠트 스마트파워 300 서보유압 사출 프레스(‘스마트 워크 셀’ 포트폴리오의 일부)는 디지털 통합을 더욱 강화합니다. 이 시스템은 성형기, 로봇, 호퍼 로더, 첨가제 피더, 금형 온도 제어 장치(TCU)의 작업 설정을 저장하고 검색합니다. 비트만의 4.0 플랫폼은 작업 교체 속도를 높이고 설정 시간을 단축해 회사의 고량산·고유연성 전략을 지원합니다.

이러한 이니셔티브를 통해 R&D 플라스틱은 중견 성형 업체가 세미-스마트 자동화와 고급 데이터 통합을 활용해 생산성, 품질, 인력 개발을 주도할 수 있음을 보여줍니다.

"오늘날은 부품을 상자에 넣는 것보다는 제가 '세미-스마트' 자동화라고 부르는 것이 더 중요합니다."라고 R&D 플라스틱의 총괄 매니저 매튜 바넷은 말합니다.