OSG, 차세대 알루미늄 밀링 공구 공개: 공구 수명과 생산성 2배 향상

기계 공장이 밀링 공구를 구매할 때 두 가지 주요 고려사항이 있습니다: 공구 수명과 생산성. 불행히도 이 매개변수들은 엔지니어들이 음의 상관관계(negative connection)라고 부르는 관계를 가집니다.

이는 한쪽이 증가하면 다른 쪽이 감소한다는 기술적인 표현입니다.

"일반적으로 공구를 더 세게 이송하면 더 많이 마모되기 때문에 둘 다 얻을 수는 없습니다"라고 항공우주부터 자동차, 중공업까지 산업에 엔드 밀과 기타 절삭 공구를 공급하는 선도적 공급업체 OSG의 애플리케이션 엔지니어 다니엘 도민스키(Daniel Dominski)는 말합니다.

OSG는 A 브랜드 AE-N 엔드 밀로 이 난제를 해결했습니다. 3플루트 구조에 다이아몬드 유사 탄소(DLC) 코팅으로 매끄러움과 내마모성을 높였고, 더 큰 직경의 코어로 공구에 과부하를 주지 않고 더 높은 작동 속도를 가능하게 하여 수명 단축을 방지했습니다.

더 긴 공구 수명이 큰 절감을 가져옵니다

이는 기계 공장 예산에 윈윈(win-win)입니다: 공구 비용(일반적으로 생산 비용의 5% 미만) 절감뿐만 아니라, 함께 생산 비용의 절반 이상을 차지하는 인건비와 기계 비용도 절감되기 때문입니다.

기존 브라이트 코팅 대안보다 가격이 높지만, "우리의 DLC 코팅으로 인한 공구 수명 증가는 큰 비용 절감으로 이어질 수 있습니다"라고 도민스키는 말합니다.

OSG는 현장을 직접 방문하여 고객에게 비용 절감 문서를 작성해 보여줍니다. 전반적으로 기계 공장 고객의 결과는 소비자가 10년 동안 입을 고품질 겨울 코트에 더 많은 비용을 지불하는 대신 한 계절만 버틸 수 있는 할인 버전을 사는 경험과 다소 비슷합니다.

"예외적인 공구 수명을 가진 공구를 얻습니다"라고 그는 말합니다. "공구 교체 횟수가 줄어들고 이 공구는 더 빠른 속도로 작동하므로 더 나은 생산성을 얻습니다."

A 브랜드 시리즈는 다이아몬드 유사 탄소(DLC) 코팅만 수정으로 제공하여 납기를 2주 연장했던 OSG의 구형 블리자드(Blizzard) 밀에서 업그레이드된 것입니다.

AE-N 밀은 "수정 대기 없이 선반에서 바로 더 프리미엄한 솔루션을 제공합니다"라고 도민스키는 말합니다.

급속히 확장되는 시장

더 빠른 납기는 글로벌 기술 리서치 및 자문 회사 테크나비오(Technavio)에 따르면 2025년까지 연평균 3.96% 성장하여 약 42억 6천만 달러 확장이 예상되는 수익성 높은 절삭 공구 시장에서 OSG의 경쟁력을 더욱 날카롭게 합니다. 이는 테크나비오가 전체 금속 가공 시장에서 예측하는 126억 달러 성장의 약 3분의 1에 해당하며, 석유, 가스, 자동차 산업의 수요 증가에 힘입은 것입니다.

수요를 충족하면서 이익률을 유지하거나 늘리려는 기계 공장들을 위해 OSG의 AE-N 공구는 한 번의 패스로 마무리가 가능할 만큼 충분한 강성을 가지고 있어 두꺼운 알루미늄 슬래브를 왁스처럼 쉽게 깎고 성형할 수 있습니다.

이는 부분적으로 3플루트 설계 덕분입니다. 점점 인기 있는 5플루트 설계보다 이송 속도(밀이 공작물을 따라 그리고 통과하는 속도)는 느리지만, 분당 더 많은 입방 인치의 소재를 제거한다고 도민스키는 말합니다.

A 브랜드의 롱 버전인 AE-TL-N에서 회사는 코어 두께를 직경의 38%에서 50%로 확대했습니다. 이는 채터링을 억제하고 관련 성능 저하를 방지하는 조치입니다.

더 두꺼운 코어는 길이가 직경에 비해 증가함에 따라 기하급수적으로 증가하는 진동력을 더 잘 상쇄할 수 있다고 그는 말합니다.

"큰 코어가 공구가 강성을 유지하고 있어야 할 위치에 머물도록 돕길 원합니다"라고 도민스키는 설명합니다. "그렇지 않으면 편향(deflection)이 발생하여 경사진 벽과 불량한 표면 마무리가 결과로 나타납니다."

향상된 강성은 더 적은 진동 자국으로 더 높은 품질의 마무리를 제공합니다. 이는 밀링과 가공 전반에 내재된 과제입니다.

"엔드 밀이 진동하는 곳에서 채터 라인(chatter lines)을 볼 수 있으며, 이는 부품 표면 품질을 떨어뜨립니다"라고 도민스키는 말합니다. "롱 길이 공구의 더 큰 코어가 우리를 위해 그 모든 것을 완화시킵니다."

밀의 플루팅(fluting)은 절삭 날 사이에 닫힌 후크 형태를 만들어 사이드 밀링 작업에서 깎아낸 칩을 공구 뒤로 발사합니다. 마치 기관총이나 분수처럼 말입니다.

더 얕은 코어를 가진 구형 및 기존 모델에서는 플루트 가장자리 사이의 포켓이 반원 모양이어서 칩이 공구와 공작물 사이에 끼일 가능성이 높아져 생산 시간이 늘어나고 품질이 저하되었습니다.

A 브랜드의 VTS-N 변형은 센터 커팅 에지를 플런지 밀링(plunge-milling)에 사용할 수 있으며, 가변 리드와 절삭 치아 간 불균등 간격으로 진동을 더욱 감쇠시킨다고 OSG는 말합니다. 평평한 모서리의 와이퍼 같은 효과로 더 높은 정밀 가공 표면 품질을 산출합니다.

OSG가 AE-N 시리즈 개발을 위한 비즈니스 케이스로 삼은 것은 범용 엔드 밀과 최상위 AERO 시리즈 사이에 존재했던 간극을 메우는 것이었습니다. AERO 시리즈는 고마력과 그에 상응하는 고이송을 가진 CNC 기계를 가진 항공우주 기업들을 위해 특별히 설계되었습니다.

"모든 사람이 수백만 달러짜리 CNC 기계를 가진 것은 아닙니다"라고 도민스키는 말합니다. "그건 매우 틈새 제품입니다. AE-N 시리즈는 AERO-DLC를 기반으로 구축되지만 간극을 메워 모든 마력 기계에서 사용 가능하게 합니다."

공구 수명을 최대한 연장해야 하는 필요성과 더 높은 생산성에 대한 수요 사이에서 어떻게 균형을 맞추나요? 아래 댓글로 알려주세요.