메릴랜드 CNC 숍, 자동화로 부품 단가 70% 절감

경제 여러 분야가 인력난과 씨름 중이다. CNC 머신 숍엔 인력 부족이 지속적 골칫거리다. 특히 베니토 칼데론(Benito Calderon)처럼 8인 숍을 운영하는 창업자에겐 더욱 그렇다.

칼데론의 가공 여정은 1998년 칠레에서 미국 이민 후 공작물 셋업과 고정구 작업으로 시작해 점차 가공, 프로그래밍, 품질 관리 등 기술적 역할로 확대됐다.

역할과 숍 환경은 변했지만 한 가지 변함없는 걸 발견했다: 자격 있는 인력 부족이 성장을 가로막는다. 인력은 숍에서 가장 가치 있는 자산 중 하나며, 칼데론은 인력 최대 활용이 제조사 성공과 성장의 열쇠임을 깨달았다.

이 마인드셋으로 2015년 CAV 매뉴팩처링(CAV Manufacturing)을 창업했다. 메릴랜드주 솔즈베리(Salisbury) 소재 이 잡숍은 방위, 스포츠 용품, 의료, 화장품, 항공우주 등 다양한 산업 부품을 생산한다.

2021년 말 스포츠 용품 부품 2건 계약을 수주했다. 칼데론은 생산 능력 확장이 필요했고 최소 감독으로 장시간 가동 가능한 장비를 원했다.

25년 가까이 함께 일한 공작기계 딜러 스티브 노르시오(Steve Norcio, MTA 컴퍼니 사장)와 연결했다.

칼데론의 바닥 공간 최대 활용과 장시간 무인 운전을 위해 노르시오는 6팔레트 자동 팔레트 체인저(PC6) 장착 KIWA KH-4500kai 수평 머시닝 센터 2대를 추천했다.

"이 기본 요건을 충족하는 유일한 기계가 멀티 팔레트 KIWA였다"며 칼데론은 말했다. "21시간 가동 커버가 필요했고, 6팔레트 이 기계가 우리가 원하던 자동화 수준을 제공했다."

하지만 많은 잡숍 매니저가 알듯, 일은 예기치 않게 틀어지기도 한다. 칼데론 경우 예비 고객이 계약을 철회했다.

하지만 한 일이 나가자마자 다른 일이 들어왔다. 곧 칼데론은 두 대 KIWA에 새 작업을 셋업하게 됐다.

작업 완수

첫 번째 기계는 경화강 부품 가공에 투입됐다. 기계의 공구 수명 관리 시스템과 래피드 컨투어 프로그래밍 기능으로 CAV는 공구 비용과 부품 품질을 지능적으로 관리했다. 칼데론은 라이트아웃 가공 덕분에 비용을 대폭 낮추며 안전하게 부품을 생산했다.

두 번째 KIWA KH-4500k는 레이저 커팅과 프레스 브레이크 공정으로 제작되던 얇은 알루미늄 부품에 투입됐다. MTA가 메소드 머신 툴즈(Methods Machine Tools) 엔지니어들과 협력해 KIWA의 고속 기능을 활용하되 금속 변형 없이 가공하는 새 공정을 설계했다.

그 결과, 칼데론에 따르면 제3자가 수행하던 2차 가공 공정 2개가 불필요해졌다.

"KIWA와 PC6가 제공하는 라이트아웃 제조와 결합돼 진정한 윈윈이었다."

초기 칼데론은 5/8인치 엔드밀로 분당 약 400입방인치(ipm)로 가공했다. KIWA에서 그 조건 유지가 어려워 약 20 ipm으로 낮췄다. 메소드 전문가들 도움으로 다시 400 ipm으로 올렸다.

"메소드 채널 세일즈 디렉터 켄 코클린(Ken Corklin)과 기술 지원 디렉터 버니 오토(Bernie Otto)가 최적점을 찾아줬다. 배움의 경험이 즉각 좋은 결과를 냈고, 그렇지 않았으면 하청을 줬을 것이다."

하루 일과 끝, KIWA는 프레스 브레이크와 레이저 커팅 제조 방식 대비 칼데론 생산 비용을 70% 절감했다.

옵션이 더 많은 용량 열다

KH-4500kai의 즉각적 자동화가 칼데론 관심을 끌었지만, 기계 다른 측면도 기대를 뛰어넘었다.

"기술적으로 이 기계들은 적정 공구 수와 우수한 스핀들 속도로 다양한 소재 고속 가공을 효율적으로 지원한다."

기계 옵션 구현으로 칼데론은 라이트아웃 가공 용량을 늘렸다. 메소드와 MTA가 한 대 KH-4500kai에 미스트 컬렉터와 쿨런트 스루 스핀들(CTS) 기능을 장착했다. 칼데론은 이 추가 사항이 알루미늄과 열처리강에서 탁월한 정밀도 유지에 도움이 된다고 말했다.

여유 공구(Redundant tooling)를 쓰기에 기계 데이터 수집으로 공구가 마모되기 전 교체한다.

"여유 공구 데이터가 엄청난 공구 수명을 제공한다. 스핀들에서 마모되거나 부러진 공구 확인에 더 이상 시간 쓰지 않는다."

성장과 품질에 전념

CAV 매뉴팩처링은 다른 투자도 단행했다. 회사와 칼데론의 현대적 제조 방식과 모범 사례 수용이 지속적 성장을 견인했다.

2021년 11월, 미국 중소기업청(SBA) 8(a) 인증 중소기업이 됐다. 이 프로그램은 사회적·경제적으로 불리한 중소기업 오너를 위해 경쟁 입찰과 단독 수주 정부 계약 기회를 평등하게 하고, 사업 개발을 돕고, 각종 규정 탐색을 지원한다.

프로그램 합격 후 9년간 지원을 받는다. 자격 요건엔 선한 인품과 성공 잠재력 입증(최소 2년 이상 사업 영위 등)이 포함된다.

이 지위 조기 획득이 다른 목표 달성과 지속 성장을 뒷받침했다.

칼데론은 식스 시그마 블랙벨트 인증과 PMI 프로젝트 관리 인증을 취득했다. 2021년 CAV는 ISO 9001:2015 인증도 획득했다.

최근 M4/M16, M240/M249, MK19 등 각종 총기 부품 작업도 시작했다. CAV는 연방 총기 면허(FFL)를 보유하고 주류·담배·화기·폭발물 단속국(ATF) 관리 부품을 제조해 더 복잡하고 집중적인 작업을 수주할 수 있게 됐다.

"이 인증들은 신생 소기업에 가장 힘든 시기에 획득했다."

팬데믹 속에서도 일상 운영 유지하며 이 목표들을 추구한 그의 집념은 복잡한 프로젝트 완수 의지를 보여준다.

그는 CAV의 성장, 우수성, 고객 서비스 헌신을 숍의 품질 보증 방식에 비유한다.

"캘리퍼스로 치수 재고 품질 보증이라 부르지 않는다. 우리가 하는 건 최적 장비와 최적 엔지니어링으로 공정이 건전하고 안정적이며 신뢰할 수 있게 만드는 것이다."

MTA 노르시오는 칼데론이 초급 오퍼레이터에서 최신 기술로 라이트아웃 가공을 구사하는 소기업 오너로 성장한 과정을 지켜본 게 보람찼다고 말했다.

"베니토는 과거 직장에서 확실한 슈퍼스타이자 밝은 빛이었다. 칠레에서 와서 기회를 잡았고, 이제 자기 아메리칸 드림을 살고 있다."

메소드 머신 툴즈 정보: 978-443-5388 또는 methodsmachine.com.