PrimeTurning™: 금속 절삭 혁신 및 칩 걸림 현상 해결

샌드빅 코로만트(Sandvik Coromant)의 PrimeTurning™ 공법은 '전방향' 금속 절삭 방식으로 불리며, 금속 제거율을 획기적으로 높이고 칩 걸림 문제를 해결할 것으로 기대됩니다.

선반 가공에서 터닝은 직관적인 공정입니다. 공구를 A점에서 B점으로 직선 이동시키고 이를 반복하는 것이 전부입니다. 특별한 기술이나 트릭이 필요 없었습니다. 최근까지는 말이죠.

PrimeTurning™이라 명명된 샌드빅 코로만트의 최신 혁신(2018년 중반 특허 완료 예정)은 기존 터닝 관행을 뒤집습니다. 정방향 절삭뿐만 아니라 역방향, 척 반대 방향에서도 절삭이 가능합니다. 또한 공구 인서트가 X축 중심선을 따라 '아래에서 위로' 또는 '위에서 아래로' 절삭할 수 있습니다.

수십 년간 같은 방식으로 터닝해 온 제조업체에게는 처음엔 이해하기 어려운 개념입니다. 샌드빅 코로만트는 이 다각도 절삭 방식의 이점이 상당하다고 주장합니다. 적절한 애플리케이션에 적용 시 생산성을 80% 이상 향상시킬 수 있다고 합니다.

하트윅(Hartwig)의 애플리케이션 엔지니어 코리 코치(Cory Koch)는 Modern Machine Shop과의 인터뷰에서 "이 공구들은 고객의 부품 가공 방식을 바꿀 것이며, 더 나은 공구 수명, 훨씬 높은 재료 제거율, 더 엄격한 공차 유지를 가능하게 합니다. 공구 설계가 매우 다재다능해 상자 밖에서 생각해야 가능성을 상상할 수 있습니다"라고 말했습니다.

샌드빅 코로만트는 PrimeTurning™ 절삭법이 인서트 수명을 크게 연장하고 더 깨끗하고 매끄러운 절삭을 구현한다고 주장합니다. 부품당 비용 절감, 공구 교체 횟수 감소, 절삭 날 온도 저감이 전체 공구 수명 연장에 기여할 것으로 기대됩니다.

하지만 검증은 도입 과정에서 이루어질 것입니다.

Modern Machine Shop의 편집장 마크 알버트(Mark Albert)는 "이해하기 벅찬 내용이다. 샌드빅 코로만트도 PrimeTurning™ 시장이 이 급진적인 공정을 올바르게 이해하고 구현하기 위해 상당한 '재교육'을 필요로 한다는 점을 인지하고 있다"고 썼습니다.

샌드빅 코로만트는 마스터캠(Mastercam) 개발사인 CNC 소프트웨어와 협력해 방법론을 완전히 개발하고 필요한 알고리즘을 만들었습니다. 이 파트너십을 통해 2017년 11월 1일까지 프로그래밍 소프트웨어에 대한 독점권을 가집니다.

PrimeTurning™은 항공우주 및 자동차 산업의 숍에 특히 유용할 수 있지만, 샌드빅 코로만트에 따르면 외부 터닝 작업이 필요한 대량 생산 숍 어디에나 적용 가능합니다.

샌드빅 코로만트의 제품 매니저 호칸 에릭손(Håkan Ericksson)은 Modern Machine Shop 인터뷰에서 "대량 생산 제조업체가 단위당 비용 절감 효과를 가장 크게 볼 것이며, 특히 터닝이 생산 병목 현상인 경우 더욱 그렇다"고 언급했습니다.

PrimeTurning™이 모두에게 적합한가?

혁신이 존재한다고 해서 세상이 즉시 준비되는 것은 아닙니다. PrimeTurning™은 제조업을 내부에서부터 변화시킬 잠재력이 있습니다. 하지만 기하학부터 필요한 CAM 소프트웨어 유형까지 거의 모든 측면이 기존 터닝 방식과 다릅니다.

에릭손은 "이 공법은 증가된 반경 방향 힘으로 인해 안정된 부품과 강성 있는 셋업이 필요합니다. 따라서 진동이 발생하기 쉬운 가늘고 긴 부품 부분에는 기존 터닝이 여전히 적합할 수 있습니다"라고 말합니다.

역방향 터닝 인서트의 다각도 노즈는 모양이 크게 다릅니다. 또한 수정된 공구 홀더와 절삭 영역으로 냉각수를 공급하는 새로운 방식도 도입됩니다. CNC 소프트웨어가 PrimeTurning™ 소프트웨어를 개발해 새로운 기계와 동기화했지만, 숍은 이 새로운 소프트웨어에 투자해야 합니다. 실제로 이러한 소프트웨어 보급에는 수년이 걸릴 수 있습니다.

Practical Machinist 포럼의 댓글러 'gregorwarmick'은 "고속 이송 터닝이 새로운 건 아니지만, 이 인서트들은 큰 와이퍼 랜드와 결합된 아이디어로 보인다. B축 기계에 특화된 것 같다. 비디오를 봤지만 내 공정을 크게 개선할 것 같진 않다. 비디오에 나온 특정 부품 종류에는 잠재력이 보인다. 수년간 원형 인서트로 고속 이송 터닝을 해왔는데, 높은 토크의 견고한 기계가 필요하지만 대형 홈 황삭 등에 매우 효과적일 수 있다"고 썼습니다.

샌드빅 코로만트는 이 기술을 도입하려는 숍이 완전히 구현할 준비가 되어 있어야 한다고 조언합니다. PrimeTurning™은 초기 단계지만, 이 접근법은 이미 기계 가공자와 개발자들의 주목을 받고 있습니다.

귀하의 숍에서 향후 몇 년 내 역방향 터닝 기술을 도입할 계획이신가요? 이미 도입하셨다면 어떻게 활용 중이며 어떤 교훈을 얻으셨나요? 댓글로 공유해 주세요.