포드, 핫포밍 라인 디지털 전환으로 안전 최우선 실현

Manufacturing Global이 포드 스탬핑 슈퍼바이저 토르스텐 할펠트(Torsten Hallfeldt)와 독일 자를루이스 공장 핫포밍 라인 통합으로 안전 최우선을 실현한 방법을 인터뷰했습니다.

새롭고 혁신적인 제품을 시장에 출시하는 것의 중요성은 과소평가될 수 없습니다. 그러나 포드는 한때 기사들을 경쟁자들의 치명적 공격으로부터 보호했던 역사적 기술을 활용해 성공을 거두었습니다. 자동차 거인은 최근 자동차 부품용 세계 최초 완전 자동화 핫포밍 공정을 공개했는데, 이는 완전히 새로운 포드 포커스 자동차를 그 어느 때보다 안전하게 만들 것이라고 말합니다.

독일 자를루이스 차량 조립 공장에서 6억 유로(6.9억 달러) 투자의 일환으로 구축된 이 공정에 대해 포드 스탬핑 슈퍼바이저 토르스텐 할펠트가 핫포밍 공정 작동 방식을 설명합니다. "핫포밍 공정은 새로운 기술이 아닙니다. 거의 모든 차체에 핫포밍 부품이 있으며 특수 소재가 필요합니다."라고 할펠트가 설명합니다. "이 소재는 블랭크 시트이며 용광로를 통과합니다. 약 40m 길이로 시트를 약 930°C까지 가열해 미세 구조를 변경하고 소재를 약하게 만듭니다."

이처럼 고온으로 가열된 핫포밍 강철 블랭크는 로봇에 의해 하역되어 최대 1,150톤 클로징 포스의 유압 프레스에 투입됩니다. 이후 약 3초 만에 성형 및 냉각됩니다. 할펠트는 회사가 라인을 완전 자동화하는 방식을 설명합니다. "컨베이어 시작 부분에 블랭크 시트가 있고 이 금속 시트가 로봇에 의해 픽업됩니다."라고 할펠트가 말합니다. "그때부터 모든 것이 시작부터 끝까지 완전 자동화됩니다. 블랭크 시트는 용광로를 통과하고 금속 시트가 금형에 배치되면서 자동으로 올바른 위치에 놓입니다."

첨단 기술

2001년 선진 소재 및 판금 성형 기술 전문가로 포드에 입사한 할펠트는 스탬핑 슈퍼바이저, 차체 라인 론치 리더 등을 거쳐 2015년 핫포밍 론치 리더가 되었습니다. 포드에서의 이러한 경험은 할펠트가 핫포밍 분야에서 매우 경험이 풍부해졌음을 의미합니다. 새로운 기술을 구현한 할펠트는 자동화 활용으로 포드가 성공을 달성했다고 믿습니다. "큰 장점은 우리가 부품을 금형 뒤 컨베이어에 자동으로 놓는다는 것입니다. 대다수 자동차 업계는 랙을 통해 이를 수행하고 많은 사람들이 프레스 라인 뒤에서 부품을 픽업합니다."라고 그는 설명합니다. "우리는 프레스 하단 유압 시스템을 활용하는 압력 제어 경화(PCH)라는 새로운 기술을 구현하고 있습니다. 우리 부품을 금형에 가하는 압력을 증가시켜 매우 빠른 핫포밍 시간을 이끌어냅니다. 우리 공장에 도입한 기술들은 세계 최초이자 완전히 새로운 것입니다. 북미에 핫포밍 공정과 연결된 3개 추가 라인이 있으며 그것들도 프레스 라인의 PCH 기술로 가동 중입니다."

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그러나 할펠트는 핫포밍 기술 개발 시 포드가 직면한 도전을 회고하며 새로운 혁신 도입의 타이밍이 적절하다고 믿습니다. "라인을 주어진 공간에 구축하는 것이 라인 생성 시 가장 큰 도전이었습니다. 자동차 차체에 대한 기술을 더 신중하게 고려해 안전성을 높이고 자동차 산업이 직면한 과제에 더 잘 집중해야 한다고 믿습니다."라고 할펠트가 설명합니다. "시장에 나오는 다양한 차량, 전기차 등을 보면 여전히 승객과 차체가 있으므로 견고한 차체를 지속적으로 만드는 것이 중요합니다. 이 기술은 회사에 도입하기 적절하며 전 세계적으로 계속할 계획입니다."

안전 보장

차량을 최대한 안전하게 만들기 위해 포드는 붕소강을 사용해 운전자와 승객을 최대한 보호합니다. 자동차 업계에서 가장 강한 강철로 여겨지는 붕소강은 회사가 새로운 포드 포커스에서 최대 5성 유로 NCAP 안전 등급을 달성하게 했습니다. 할펠트는 포드가 안전을 매우 진지하게 받아들이며 핵심 우선순위로 유지한다고 단언합니다. "안전은 우리에게 큰 장점입니다. 완전 자동 생산 라인을 운영하므로 라인 전체가 캡슐화되어 있습니다. 안전 측면에서 사람들이 다칠 문제는 없다고 봅니다. 누군가 케이지 문을 열거나 라인에 들어가면 라인 전체가 정지되고 아무 일도 일어나지 않습니다. 안전은 우리 라인의 1순위입니다."

새 모델은 정면 충돌 견디는 능력을 40% 개선하는 데도 도움이 될 것입니다. 할펠트는 그러한 증가가 회사 목표 달성을 위해 필수적이라고 단언합니다. "핫포밍 공정에 사용되는 소재 강도 수준은 콜드포밍에 일반적으로 사용되는 소재보다 최대 3배 높습니다."라고 할펠트가 말합니다. "이 기술은 매우 높은 강도의 고품질 부품을 얻는 데 도움이 됩니다. 차체 중량 감소를 가능하게 해 배출가스 감소와 충돌 안전성 안정성 및 잠재력 증대에 도움이 됩니다. 이 소재가 우리 목표 달성에 기여한다고 믿습니다."

"우리는 프로젝트에서 기술을 명확히 이해하고 많은 기술적 논의도 했습니다."라고 그가 말합니다. "전문가 회의를 설정해 기술의 장단점을 논의했고 핫포밍을 수용하는 최초의 회사 중 하나가 되기 위해 이 기술에 의존해야 한다는 결론에 도달했습니다. 이 기술이 우리를 매우 좋은 위치에 놓을 만큼 견고하다고 생각합니다.

미래를 내다보며 할펠트는 포드가 성공의 올바른 궤도에 있다고 믿습니다. "이 기술이 첫 단계일 뿐이라고 생각합니다. 완전 자동 운영 능력은 매우 중요하며 부품을 효율적으로 생산할 수 있게 합니다. 우리는 확실히 올바른 궤도에 있습니다."라고 할펠트가 말합니다. "다음으로 레이저 영역을 생각하고 있습니다. 이미 이 단계들을 자동으로 로드할 수 있도록 트리밍하고 옵션을 평가하기 시작했습니다. 우리는 매우 좋은 상태이며 업계를 선도하고 있습니다."