전통 금속가공: 현대 제조업에서 입증된 탁월함

제공: 제이미 괴틀러, MSC Industrial Supply Co. 고객 참여 디렉터

요즘 부품 생산 이야기에서 적층 제조가 스포트라이트를 독차지하는 듯합니다. 제조업체들은 산업 전시회에 몰려 이 신기술이 얼마나 발전했는지, 자사 운영에 어떻게 혁신과 이익을 줄지 배웁니다.

그럴 만한 이유가 있습니다. 적층 제조는 소비자의 맞춤형 수요 충족에 새 길을 열 수 있습니다. 신제품을 먼저 출시하려는 제품 설계자들에게도 유망합니다. 시제품 제작이나 독특한 제품의 단일 생산에는 적층 기술이 귀중한 도구입니다.

하지만 이 기술에도 한계는 있으며, 산업 제조 분야의 유일한 혁신자는 아닙니다. 전통 금속가공이야말로 진정한 록스타입니다.

전통 금속가공 작업과 애플리케이션의 기술 공급업체들은 달성 가능한 한계를 끊임없이 넓히고 있습니다. 공작기계 제조사들은 점점 더 정교한 설계를 개발합니다. 소프트웨어 발전으로 기계 제어가 향상돼 더 빠른 절삭 속도, 더 엄격한 공차, 복잡한 형상 생성의 새로운 방식이 가능해졌습니다.

동시에 워크홀더, 툴홀더, 절삭 공구 제조사들은 기술을 다듬고 생산성과 수익성을 높이는 새 솔루션을 개발합니다. 원자재조차 더 강하고 가볍고 내구성 있게 변화해, 이들 제조사가 새 공구나 제품을 개발해야 할 필요성을 더합니다.

예측 가능한 미래에도 세상은 대량 가공 작업으로 생산된 부품으로 조립된 제품 위주로 돌아갈 것입니다.

전통 금속가공은 제조업체가 그런 부품을 더 짧은 시간에 더 많이 생산하게 합니다. 수천 개의 의료용 부품(뼈 나사, 유압 피팅 등) 생산 같은 작업에서는 적층 제조가 전통 금속가공의 규모의 경제를 따라올 수 없습니다.

또한 많은 부품은 적층 제조로 만들기엔 너무 큽니다. 다른 부품들은 적층 공정에서 현재 사용 불가능한 소재를 필요로 합니다. 예를 들어 기관차 부품용 주철이나 강철 같은 고하중 지지 소재는 기존 가공 방식이 필요합니다.

적층 제조 기술로는 최종 완제품을 만들 수 없는 경우도 많습니다. 적층 기술로 만든 니어넷 형상(near-net shape)은 거의 항상 마무리 가공이 필요합니다. 적층으로 니어넷 형상을 만드는 데 들인 시간과 자재 비용 때문에 마무리 가공의 정밀도가 더욱 중요해집니다. 스크랩 부품이 더 비싸지기 때문입니다.

금속가공은 여러 중요한 경제적 이점도 제공합니다. 비용은 여전히 많은 제조 임원이 부품 생산 방식을 결정할 때 지배적 요소입니다.

제조업체들은 작업 현장의 기계, 공구, 기술에 막대한 투자를 해왔습니다. 많은 기업이 CNC 작업에 적층 기능을 보완하지만, 기존 CNC 장비에 대한 막대한 투자를 대체하기엔 아직 멀었습니다.

단일 부품 맞춤 제작이나 시제품 시나리오 외에는 적층 제조가 비용 면에서 감당하기 어렵습니다. 장비가 비싸고 적층 공정은 더 비싼 원자재와 부품 설계 및 기계 조작 숙련 노동을 요구합니다.

한편 미국 제조업체들은 비용 경쟁력이 더 높아졌습니다. 글로벌 임금 상승과 운임 증가로 해외 생산 비용이 지난 10년간 꾸준히 올랐습니다. 미국 기업들은 이제 부품 단가 추정이 전체 오프쇼어링 비용의 20~30%를 놓칠 수 있다는 점을 인식하고, 리쇼어링 이니셔티브에 따라 총비용을 계산하는 중요성을 깨닫고 있습니다.

기업들은 불량품 수령 위험, 사양 불일치, 지적재산권 도용, 긴 선적 시간, 대응력 부족 등도 고려해야 합니다. 많은 기업이 국내 생산이 더 빠르고 신뢰할 수 있으며 효율적임을 발견합니다.

생산 공정의 모든 측면을 통제할 수 있는 능력은 21세기 제조업에서 결정적일 수 있습니다. 의료 제조업체는 규제와 품질 요건 충족을 위해 특정 부품의 전체 이력을 추적할 수 있어야 합니다. 정부는 특정 군수 부품의 국내 생산을 요구해 안보를 강화합니다. 특허나 독점 기술을 가진 기업은 지적재산권을 보호해야 합니다.

사람들은 항상 신기술에 끌리지만, 전통 금속가공의 발전이 제조업체의 현재 운영에 더 큰 영향을 줄 수 있습니다. 전통 금속가공의 최전선에 머무르는 것은 엄청난 생산 이점과 높은 수익성을 제공합니다.

이익은 기업 차원을 넘어 미국 경제 강화로 이어집니다. 성공한 제조업체는 운영 지역 사회에 큰 혜택을 줍니다. 양질의 일자리를 창출하고 공급업체와 비제조업체를 끌어들여 제조품 수요를 더 늘립니다.

적층 제조는 분명 매력적인 기술이지만, 아직 오프닝 액트(개막 공연)일 뿐입니다. 제조업이 티켓을 팔고 고객을 불러들이는 헤드라이너입니다.

본 콘텐츠는 CTE 매거진 웹사이트에 게재된 바 있습니다.