HAIMER Safe‑Lock™ 툴 클램핑: 안전하고 효율적이며 내구성 강한 솔루션

HAIMER Safe-Lock™ 풀아웃 방지 시스템은 안전한 절삭 공구 클램핑을 보장합니다. 툴홀더의 특수 드라이브 키가 절삭 공구 생크의 나선형 홈과 완벽하게 맞아떨어지며 마찰 클램핑 힘과 정밀한 폼핏(form-fit) 포지티브 록킹을 생성합니다. 이로써 절삭 공구가 툴홀더에서 풀려나가는 것을 효과적으로 방지합니다. 또한 허용 속도 향상과 공구 수명 증대를 통해 생산성을 높여줍니다.

Safe-Lock™은 지난 10년간 밀링 작업용 툴 홀딩 분야에서 사실상 표준(de-facto standard)으로 자리 잡았습니다. Safe-Lock™ 시스템 도입 이래 이 클램핑 방식이 기존 밀링 척과 웰던 생크 툴홀더보다 종종 월등히 우수함이 거듭 입증되었습니다. 이는 세계 유수의 절삭 공구 및 툴홀더 제조사들인 Walter, Widia, Sandvik Coromant, Seco Tools, Sumitomo, Kennametal, Helical, Emuge Franken, Data Flute, Niagara, OSG, Mapal 등 다수의 라이선스 파트너가 이를 채택한 사실로도 증명됩니다. 2017년에는 Iscar와 Ingersoll도 Safe-Lock™ 생크 공구를 제공하기로 결정했습니다. 또한 슈링크, 콜렛, 유압 척 Safe-Lock™ 툴홀더 포트폴리오도 최근 몇 년간 크게 확대되었습니다. Kennametal의 Safe-Lock™ 유압 척에 더해 Mapal도 자사 유압 척에 Safe-Lock™을 도입해 시장에 선보일 준비 중입니다.

HAIMER GmbH의 전무 이사 Andreas Haimer는 "Safe-Lock™ 풀아웃 방지 시스템이 중절삭 및 황삭 밀링 산업의 새로운 표준으로 자리 잡았고, 트로코이달 밀링 등 다른 분야에서도 점점 더 중요해지고 있어 자랑스럽습니다. 새로운 라이선스 파트너들이 Safe-Lock™ 포트폴리오를 확장하고 더 많은 최종 사용자가 이용할 수 있게 되어 매우 기쁩니다."라고 설명합니다.

항공우주 산업에서의 성공

Safe-Lock™은 항공우주 및 에너지 생산 산업에서 매일 직면하는 중절삭 가공 요구사항에서 탄생했습니다. 다양한 티타늄 합금 같은 혁신 소재는 가볍고 내식성이 뛰어나지만 가공이 매우 어렵습니다. 이는 기계 컨셉과 공정뿐만 아니라 사용되는 절삭 공구와 툴홀더에도 영향을 미칩니다.

많은 공작물이 통 블록에서 가공되는데, 이 밀링 공정에서 최대 90%의 소재가 제거됩니다. 공정을 경제적·질적으로 최적화하고 높은 금속 제거율을 달성하기 위해 저 RPM에서 고토크와 고이송을 선택합니다. 하지만 이 고성능 절삭(HPC) 작업 중에는 높은 인발력이 발생합니다. 높은 절삭력과 공격적인 이송과 결합되어 툴홀더 내 공구의 굴곡 운동이 발생하고, 이는 결국 공구 풀아웃 위험을 증가시킵니다. 이는 정확한 클램핑과 높은 런아웃 정밀도를 제공하는 슈링크, 유압, 밀링 척 등 모든 툴홀더 설계에 특히 영향을 미칩니다.

결과적으로 Safe-Lock™은 이제 항공우주 산업 전반에 널리 보급되었습니다. 뮌헨 MTU Aero Engines의 스테이터 부품 NC 프로그래밍 선임 매니저 Alexander Steurer는 HAIMER 시스템 채택 이유를 이렇게 설명합니다: "Safe-Lock™과 HAIMER의 슈링크 기술을 도입함으로써 어려운 고온 소재 가공에서도 공정 신뢰성을 보장할 수 있게 되었습니다. 높은 자동화 수준을 고려할 때 프레임과 주물 가공 중 원활한 처리를 위한 전제 조건입니다. Safe-Lock™ 시스템의 풀아웃 방지와 최고 수준의 동심도는 낮은 진동을 유도하고, 그 결과 매우 안정적인 가공 공정을 만듭니다. 절삭 깊이와 이송 증가로 금속 제거율을 크게 높일 수 있습니다. HAIMER 슈링크 핏 척의 향상된 런아웃 정밀도 덕분에 공구 수명이 최대 50% 향상되었습니다."

대칭적인 Safe-Lock™ 설계가 제공하는 3µm 미만의 런아웃, 최적의 밸런스, 간편한 길이 프리셋 가능성은 MTU가 Whistle Notch나 웰던 툴링 시스템 대신 HAIMER 시스템으로 전환한 중요한 이유였습니다. 이들 시스템도 공구 풀아웃을 방지하지만, 설계상 비대칭이어서 런아웃과 밸런스 정밀도가 불충분합니다.

Safe-Lock™으로 더 높은 생산성

하지만 Safe-Lock™의 열렬한 추종자는 항공우주 산업뿐만이 아닙니다. Glätzer에서 일하는 Daniel Rautenbach는 자동차 산업이 얼마나 치열하게 경쟁적이고 철저한지 잘 알고 있습니다. 졸링엔 소재 CNC 가공 전문업체 Glätzer의 전무 이사인 그는 "완벽한 품질과 납기 준수는 우리 업계에서 견적의 기본 전제입니다. 가격 경쟁이 매우 치열합니다."라고 말합니다. 따라서 그의 비즈니스에서 수익과 손실의 차이는 공정 효율성에서 갈립니다. 타협 없는 품질은 필수입니다.

이 분야 최대 프로젝트 중 하나를 통해 운영 매니저 Ingo Schulten이 HAIMER Safe-Lock™ 풀아웃 방지 시스템을 알게 되었고, 2013년 중반부터 사용하기 시작했습니다. 구체적 적용 사례는 구상 흑연 주철(EN-GJS-800-2)로 된 공압식 트럭 디스크 브레이크 부품이었습니다. 오목한 윤곽을 밀링하기 위해 절삭 공구와 공작물 간의 접촉이 단순 포인트가 아니라 공구의 30~40%를 덮습니다. Ingo Schulten은 "극도로 높은 맞물림과 절삭력이 공구를 홀더에서 뽑아내려 합니다."라고 설명합니다. 사용 중이던 웰던 척은 공구가 홀더에 머물게 했지만, 사이드 록 스크류 때문에 공구가 좋은 런아웃 정밀도를 달성하지 못했습니다. Schulten에 따르면 "공구 수명이 매우 불안정해 공구 파손으로 이어지기도 했습니다."

Safe-Lock™ 밀링 테스트는 그와 Glätzer 직원들을 확신시켰습니다. "저에게 Safe-Lock™ 전환은 자동차 시동에 크랭크 대신 전기 스타터를 쓰는 것처럼 당연해 보였습니다."라고 Schulten은 열정적으로 설명했습니다. "절삭 데이터가 크게 개선되었습니다. 공구 수명이 일관되게 40% 증가했습니다."

고속 절삭의 이점

Safe-Lock™은 다른 산업과 고나선 엔드밀을 사용한 HSC 가공, 트로코이달 밀링에서도 점점 인기를 얻고 있습니다. 소프트웨어 지원으로 절삭 속도와 축 방향 절삭 깊이를 높일 수 있는 트로코이달 밀링 작업에서는 생산성이 크게 향상됩니다. 따라서 단단하고 가공하기 어려운 소재에서도 밀링 작업이 3배 더 빠르게, 더 깊은 절삭 깊이로 수행됩니다.

하지만 이는 공구 풀아웃 위험도 증가시킵니다. 트로코이달 밀링에서는 보통 얇은 칩만 제거되지만, 공정 중 절삭 날 전체 길이가 사용되는 경우가 많습니다. 이로 인해 더 높은 축 방향 힘이 발생해 작업자가 안전한 절삭 공구 클램핑에 주의해야 합니다. Safe-Lock™이 적용된 슈링크 핏 척은 웰던 시스템보다 더 안전하고, 설치가 더 쉽고, 매우 정밀하게 클램핑할 수 있는 이상적 솔루션입니다. 슈링크 기술의 이상적인 밸런스와 런아웃 특성이 Safe-Lock™ 시스템의 클램핑 안전성과 결합되어, 완전한 공구 보장 하에 더 빠른 허용 속도와 공구 수명 증대를 통한 더 높은 생산성을 가능하게 합니다.

안전하고 효율적인 툴 클램핑

Safe-Lock™ 원리는 다음과 같습니다: 절삭 공구 생크에 공구와 같은 각도의 나선형 홈을 가공합니다. 툴홀더(슈링크 핏 척, 콜렛 척, 유압 척 등)의 특수 방전 가공된 폼 클로즈드 드라이브 키와 결합되어, 극한 가공 시 발생하는 매우 높은 비용의 고가 공작물 생산에서 절삭 공구가 꼬이거나 척에서 뽑혀 나가는 것을 방지합니다. 풀아웃 방지와 높은 런아웃 정밀도의 결합은 진동 감소와 매우 효율적인 금속 제거율로 이어집니다. 이를 통해 절삭 깊이와 이송을 증가시켜 금속 제거율을 크게 높일 수 있습니다. 또한 공구 마모도 줄어듭니다.

원문은 Haimer 웹사이트에 게재되었습니다.