기업의 크고 작음을 불문하고 잘 되는 회사는 분명 특별한 이유가 있다. 일본을 대표하는 프레스금형 중견업체인 이토제작소가 그렇다. 이 회사 CEO인 이토 스미오는 기업이 성장하는 가장 중요한 요건으로 ‘직원 관리력’을 강조했다. “직원을 소중히 하는 회사는 대체로 이익을 올려 강인한 기업이 되어 있습니다. 중소기업에서는 우수한 청년을 채용하는 것이 매우 어려우며 직원을 소중히 여기지 않는 경영에 회사의 미래는 없습니다. 따라서 채용한 사원을 더욱 소중히 여겨서 고도의 교육을 실시해야 기업이 발전할 것입니다.” 최근 저출산으로 중소기업에서 채용난이 갈수록 어려워지고 있고 젊은이들의 제조업 이탈이 더욱 가속화되고 있는 상황에서 이토 회장의 단언은 큰 의미로 다가온다. 이토제작소는 올해 78주년을 맞았다. 이토 회장이 입사하던 1965년 당시만 해도 일본 미에 현에서 순송금형 제작을 하며 영세 공장에서 벗어나지 못했던 회사를 그는 완전히 탈바꿈하며 정밀 프레스금형 설계, 제작 및 제품 양산까지 하는 성공한 금형기업으로 만들었다. 또 해외법인으로 필리핀과 인도네시아에 사업장을 진출하며 현지 젊은이들의 기술력 향상에 힘쓰고 있다. 이를 두고 당시 일본 아베 총리는 “
헬로티 윤희승 기자 | 현재 제조 시장은 자동차, 기계, 항공, 선박, 전기, 전자, 엔지니어링, 건축 자재, 바이오 등 다양한 분야로 형성돼 있다. 자동차 부품 시장만 보더라도, 의장, 차체, 전장, 샤시, 파워트레인 등으로 세분화되면서 부가 가치 시장을 광범위하게 구축하고 있다. 발 빠른 제조 업계에서 살아남기 위해 필수적인 요소로 ZWCAD KOREA는 ▲생산 원가 절감 ▲생산 시간 단축 ▲품질 균일화를 꼽는다. 이 세 가지 요소를 충족하기 위해 개발된 대표적인 방법이 ‘금형’이다. 이번 eBOOK은 프레스 제품 및 금형 설계의 전과정을 살펴보고 생산원가 절감, 시간 단축, 품질 균일화를 시킬 수 있는 방법을 소프트웨어적인 관점으로 분석했다. 3D CAD/CAM 솔루션인 ZW3D로 프레스 금형이라는 범위 안에서 판금 제품 설계, Progressive 금형설계, 가공에 이르는 단계까지 전 과정에서의 설계 노하우를 공개한다.
[헬로티 김유활 기자] 산업 전문 미디어 그룹인 첨단은 오는 7월1일 프레스금형설계 전문가 양성과정 교육을 개설한다고 밝혔다. 이 과정은 기존 프로그램인 금형기술 최고 전문가 과정을 산업 현장의 요구에 따라 새롭게 분야별로 사례 및 실습과 실기 중심으로 업그레이드한 프로그램 중 하나이다. 프레스금형설계 전문가 양성과정 교육은 공정 설계, 전단금형 설계, 성형금형 설계, 정밀 프로그레시브 금형 설계를 한 과정으로 통합했다. 효율적인 프레스 가공방법, 핵심 전단이론과 블랭킹금형 및 피어싱금형설계 기법, 벤딩금형 및 드로잉금형설계 노하우, 정밀 고속 프로그레시브 금형 이론과 사례, 다양한 불량 원인 및 대책 등으로 구성된 프레스금형설계 전문가 양성과정 교육은 특히 매 차시마다 CAD/CAM 등 실기를 통해 현업에 바로 활용할 수 있도록 현장감을 더했다. 각 과목별 자세한 내용은 다음과 같다. ◾효율적인 프레스 가공방법 = △버어 방향을 고려한 공정설계 △성형 방법을 고려한 공정설계 △보완 수정의 용이성을 고려한 공정설계 △부품 가공을 고려한 공정설계 ◾공정도 설계 = △프레스 작업 전후 검토사항 △소재 이송 검토사항 △금형 분해조립 검토사항 ◾스트립 레이아웃 설계
[헬로티] 타카하라 타다요시(高原 忠良) ㈜富士테크니컬리서치 하드․소프트웨어의 능력 향상에 의해 해석을 활용한 엔지니어링(CAE)은 쉽게 접할 수 있는 것이 됐다. 이와 함께 CAE의 타당성 조사가 보다 중요해지고 있다. 광파이버를 센서로 온도·변형을 계측하는 ‘FBI-Gauge’를 활용함으로써 지금까지 불가능했던 형내의 온도․변형의 광범위한 분포 계측이 가능해졌다. 1초간에 250회까지 계측할 수 있기 때문에 가공 중의 동적인 변화도 포착할 수 있다. CAE의 검증과 함께 형내 거동의 실시간 모니터링 툴로서도 활용이 확대되고 있다. 이 글에서는 계측 시스템의 특징과 금형에 대한 적용 사례를 소개한다. 광파이버 계측 시스템 FBI-Gauge의 특징과 원리 그림 1에 파이버 센서와 변형 게이지의 치수 비교, 시스템의 특징, 파이버의 장착 방법을 나타냈다. 파이버 지름은 155μm이고, 형내나 극히 국부에 대한 장착도 가능하다. 계측 피치는 최소 0.65mm마다, 또는 최장 50m에 걸친 계측도 가능하다. 광파이버가 센서로서 기능하는 계측 방법으로, 광파이버를 형내에 설치함으로써 형내의 변화를 실시간으
[헬로티] (주)로얄이지와 (주)형근이 뿌리기술 전문기업으로 지정됐다. ▲사진 : 게티이미지뱅크 자동차용 프레스금형을 제작하는 로얄이지와 플라스틱금형을 생산하는 형근은 설립 이래 끊임없는 금형기술 개발과 노하우 축적으로 뛰어난 금형 성형기술을 보유하고 있으며, 이를 인정받아 선정됐다. 한편, 중소벤처기업부는 핵심뿌리기술을 보유하고 성장 가능성이 우수한 뿌리기업을 대상으로 ‘뿌리기술 전문기업’을 지정하고, 기술개발·자금·인력 등 지원사업에 다양한 특전을 제공하고 있다. 뿌리기술 전문기업에 대한 신청 절차 및 안내는 한국금형공업협동조합 홈페이지 공지사항을 통해 확인할 수 있다.
[첨단 헬로티] 사토 신이치로(佐藤 愼一郞), 아마노 토모코(天野 友子) SEAVAC(주) 1. 서론 자동차의 경량화와 안전성을 높이기 위해 구조 부품의 고강도화가 추진되고 있으며, 강 재료로서 고장력강이 적극적으로 이용되어 왔다. 이와 함께 가공하는 프레스 금형도 고내구성을 요구받고 있으며, PVD 코팅을 비롯한 표면처리는 보다 높은 막경도, 내열성과 이들을 발휘하기 위한 밀착성을 요구받고 있다. ZERO-Ⅰ(제로원) 코팅은 경도, 내열성을 높인 PVD 코팅으로, 금형의 안정 장수명화에 의해 메인티넌스 빈도를 줄이고 금형가공의 코스트 절감에 공헌해 왔다. 고장력강의 프레스 성형은 보다 고온에서 가공을 하는 핫스탬핑 기술의 적용이 확대되고 있으며, 피복 금형의 고온 상태의 거동을 검증하는 것이 필요하다. 이 글에서는 고온 상태의 피막 상태를 확인하고, ZERO-Ⅰ 막의 내산화성, 고온내마모성의 평가를 했다. 2. 실험 방법 피막의 내산화성을 조사하기 위해 대기산화시험을 했다. ZERO-Ⅰ, TiAlN을 코팅한 SKD11재를 光洋서모시스템제 전기로로 대기 중에서 900℃, 1,000℃로 60분 가열하고, 주사형 전자현미경(SEM)으로 표면, 칼로테스트(Calo
[첨단 헬로티] 이와마 타카시 (岩間 高志), 야마미치 요시유키 (山道 由征), 타나카 요시노리 (田中 美德), 요코이카와 타카유키 (橫井川 貴之) 日産자동차(주) 1. 서론 오늘날 신차 완성 기간의 단축이 더욱 요구되고 있으며, 동사의 금형 제작 공정에서는 빠른 단계에서 높은 품질의 패널을 시제작 부서에 공급하는 것이 요구되고 있다. 그렇기 때문에 금형의 가공면을 고품위화함으로써 품질을 저하시키고 있는 손다듬질에 의한 거친 숫돌 연마를 배제, 연마를 최소화하는 것에 대응하고 있다(그림 1). 동사에서는 고속가공기 도입 초기(약 30년 전)부터 독자 개발의 ø50 cBN 공구를 사용해 커스프 하이트의 저감과 가공 피치의 확대로, 품질과 가공 시간을 양립하는 기술을 확립해 왔다. 또한 공구 R의 확대(대경화)는 지금까지의 방향성과 합치하는 것으로, 이형 공구 적용의 검토를 개시했다. 이 글에서는 일부이지만, 적용 개시의 목표가 이루어졌으므로 그 경위에 대해 소개한다. 2. 이형 공구의 선정 프레스 금형의 의장면이나 여육면, 다이페이스면을 고려하면 이형 공구(렌즈＋배럴 공구)의 렌즈날 및 코너날(그림 2)을 사용한 가공이 생각된다. 품질면에서는 커스
[첨단 헬로티] 요코이카와 타카유키 (橫井川 貴之), 마스다 타케미츠 (益田 武光), 코다카 히데모토 (小高 秀元), 마스자와 시게토시 (增澤 重敏) 日産자동차(주) 1. 서론 동사에서는 ‘기술의 닛산이 인생을 즐겁게 한다’를 내걸고, 인텔리전트 모빌리티라는 대응을 통해 ‘자동차를 단순한 이동의 도구에서 당신을 설레게 하는 존재로 진화시킨다’고 하는 활동을 하고 있다. 또한 설레게 하는 매력적인 자동차에 있어 참신한 디자인은 중요한 팩트이며, 세부에 이르기까지 자유롭고 대담한 조형 디자인을 실현하기 위해 프레스 금형의 표면 품질과 기계가공 정도 향상에 대한 요구가 높아짐에 따라 정도 향상을 목적으로 한 가공기의 갱신을 해 왔다. 그렇게 하기 위해 가공기의 능력에 따라 거친가공과 다듬질가공을 구분해서 사용하고 있는 가공 현장에서는 70%를 점하고 있던 거친가공기가 현재는 30%도 못되는 언밸런스한 관계가 되어, 결과적으로 전체의 아웃풋 능력이 저하하는 상황에 빠져 버렸다. 이 글에서는 거친가공 능력을 향상시켜 거친가공과 다듬질가공 밸런스의 최적화를 도모하고, 지금까지 미해결이었던 프레스 금형 슬라이드부의 거친가공을 다
[첨단 헬로티] 오카 마사토시 (岡 正俊) ㈜일본크로스압연 동사는 치바(千葉)현 모바라(茂原)시의 금속 재료 메이커로, 주로 프레스 가공 부품의 소재가 되는 스테인리스 등 니켈합금의 롤재를 제조하고 있다. 최근 동사에서 제조하는 금속 재료는 일반재에서 기능재로 빠르게 넘어가고 있으며, 일반적인 규격에서 돌출된 기계특성 재료가 증가함으로써 가공 조건은 기존에 비해 복잡해졌다. 예를 들면, 고장력강(하이텐)은 해마다 강도가 높아져, 현재는 1,500MPa를 상회하는 것이 나오고 있다. 니오브 등 고활성 재료는 중간 어닐링 처리가 불가능하고, 후판에서 박까지 스트레이트로 가공하는 방법밖에 없어 긁힘이나 버닝의 대책을 세울 수 없다. 특히 티탄재의 수요는 증가하고 있으며, 화학 플랜트나 촉매 등의 산업용에서 장식, 아웃도어 용품 등 광범위하게 용도가 확대되고 있다. 그래서 이 글에서는 동사에 의한 티탄재 가공의 대응과 그 과정에서 개발한 표면처리 ‘IHP 처리’의 특징, 프레스 금형에 대한 응용 예를 소개한다. 압연가공에서 표면처리의 중요성 압연가공은 금속 재료를 롤로 압축해 얇게 늘리는 가공(그림 1)으로, 동사는 여러 가지 금속 재료를 두께
[첨단 헬로티] 요시다 준지 (吉田 潤二) 일본고주파공업(주) 성형재가 금속인 프레스 금형에서는 금형 표면의 응착, 마모, 균열, 박리 등의 불량 발생에 따라 금형 수명을 좌우한다. 특히 냉간 프레스 금형의 저마찰, 윤활 향상에 기여하는 표면처리에 의한 수명 향상 기술이 중요한 과제로 되어 있다. 금형 표면처리의 역할, 기대되는 기능 열 CVD법이나 TRD법에 의한 표면처리는 1,000℃ 가까운 고온 분위기에서 TiC, VC 피막처리를 한다. 복잡한 형상이라도 균일 전착성이 좋아 안정적으로 사용 가능하기 때문에 기존의 금형 수명을 대폭으로 연장하는 효과를 올려 왔다. 그러나 현재, 초초하이텐 강판 등이 증가하고 있으며, 성형 시의 면압을 제어할 필요가 있어 금형 간의 클리어런스 제어가 중요해지고 있다. 최근 저온 처리가 가능한 PCVD법이나 PVD법에 의한 피막은 급속하게 진보하고 있다. 피막의 다원계화(2～4원계)에 의해 피막 성능이 향상되고 있으며, 고온 확산처리의 결점인 ‘금형 치수 정도’ 등을 제어하기 쉬워졌다. 또한 피막의 밀착성도 개선되어 10µm 정도의 후막화가 가능해지고, 고하중을 받는 환경 하에서도 내구성을 얻
[첨단 헬로티] 쿠로사키 잇세이 (黑﨑 一成) ㈜牧野후라이스제작소 최근 자동차의 안전성 향상과 전동화에 의한 배터리 탑재에 의해 차체 중량이 증가하는 경향에 있으며, 자동차 구조 부품을 고장력 강판으로 소재 변경하는 경량화가 주목받고 있다. 이 고장력 강판을 프레스 가공하는 금형에서는 강한 힘의 프레스에 대해 내구성이 있는 SKD11 등의 매우 단단한(60HRC) 담금질강의 금형이 필요하다. 기존의 절삭가공에서는 ① 절입량을 얕게 해야 하고 가공 시간이 길어진다 ② 공구 끝단부의 마모가 진행되기 쉽고 공구 수명이 짧아진다 ③ 마모된 공구의 가공에 의해 가공 면품위가 나빠진다 등의 3가지 문제점을 해결하는 것이 요구되고 있다. 이들 요구에 대응하기 위해 동사에서는 금형가공기로서 실적이 있는 수직형 머시닝센터(MC) V 시리즈를 베이스로, 새롭게 개발한 A축(경사)/C축(회전)으로 주축을 선회하는 5축 제어 수직형 MC ‘V90S’를 개발했다. 그림 1에 외관, 표에 주된 사양을 나타냈다. 이 가공기는 볼 엔드밀의 끝단을 피한다, 공구의 돌출을 짧게 한다, 공구 수명이 늘어난다 등 5축가공의 우위
[첨단 헬로티] 요시사키 다이스케 (吉﨑 大輔) ㈜오쿠마 최근 자동차의 디자인성을 향상시키고 프레스 금형 제조에서 매우 높은 형상 정도 및 가공 면품위의 양립이 요구되어 왔다. 한편, 수작업에 의한 연마․형맞춤 등의 다듬질 공정은 숙련 기능과 각 공정 간의 인재․노동력 부족이 큰 과제로 되어 있으며, 공정 집약과 생산 효율 향상이 요구되고 있다. 이 글에서는 금형 제작 공정의 총 리드타임을 단축하기 위해 개발한 문형 머시닝센터(MC) ‘MCR-S(Super)’와 그 관련 기술에 대해 소개한다. 프레스 금형가공의 과제 자동차용 프레스 금형을 비롯한 대형의 금형가공은 주로 문형 MC가 담당하고 있다. 프레스 금형가공에서는 기존 가공 시간의 단축, 구석떼기 등의 에어리어 단차 절감이 과제로 꼽히고 있다. 또한 자동차의 디자인성 향상에 따라 가공면 품위의 향상이 요구되고 있다. 이들의 과제 해결이 필요하다. 과제 해결을 위한 대응 1. 가공 시간의 대폭 단축 보닛이나 사이드 패널 등의 아우터 형은 기복이 적고, 이송 속도가 나오기 쉬운 형상이기 때문에 이송 속도를 향상시킴으로써 가공 시간의 단축을 기대할 수 있
[첨단 헬로티] 무토 타카하루 (武藤 高明) 일본유니시스엑셀류션즈(주) 1. 서론 CADmeister는 금형 설계․제조 프로세스 전체의 효율화를 목적으로 2005년에 릴리스됐으며, 그 후 많은 금형 메이커에서 지도를 받아 많은 숙성된 기능군과 편리 기능군을 실장하고 있다. 이번에는 특히 프레스 금형 설계의 효율화에 착목해 개발된 최신 기능 ‘피어스 자동 배치’를 중심으로, 고효율계 기능군을 소개한다. 2. 3차원 설계의 피어스 관련 부품의 배치 피어스 공정의 프레스 금형에 수많이 이용되는 것이 피어스 관련 부품이다. 1개의 피어스를 뚫기 위해서는 상형에 피어스 펀치 및 펀치 리테이너를 배치, 하형에는 버튼 다이를 배치할 필요가 있으며, 현재는 이하의 작업 절차가 필요하다. ① 표준부품 데이터베이스에서 해당 피어스 펀치를 불러내, 다이 레이아웃(DL)도로 지시된 피어스 지름을 성립시키기 위한 섕크 지름을 부품 카탈로그의 규격에 따라 선정, 섕크 지름․피어스 지름․길이 등의 치수를 이력 재생한다. ② 표준부품 데이터베이스에서 해당 펀치 리네이너를 호출해 피어스 펀치의 섕크 지름에 대응하는
[첨단 헬로티] 스토 카즈키 (須藤 和輝), 카지사 에이스케 (加治佐 英輔), 요코야마 마코토 (橫山 信人) 도요타자동차(주) 1. 서론 지역의 요구에 맞춘 많은 파생 차종을 갖는 세계전략차(그림 1)에 있어, 전세계의 고객에게 자동차를 빠르고 저렴하게 제공하기 위해서는 조형 분야에서도 파생 차종에 적합한 방법이 필요하다. 이 글에서는 금형 설계 공정과의 연계에 의해 베이스차용 금형가공 데이터를 유용해 파생 차종의 금형가공 데이터 작성 공수를 절감하는 프로세스를 구축했으므로 보고한다. 2. 기존의 파생 차종용 금형가공 데이터 작성의 문제점 그림 2에 과거에 제작한 베이스차(세단)와 파생 차종(왜건)의 프레스 금형을 나타냈다. 금형 구조를 비교하면 프론트부는 거의 동일한데, 리어부는 전혀 다른 가공 부위와 조금 위치가 어긋난 만큼의 가공 부위가 혼재하고 있다. 우선 기존의 베이스차종의 금형가공 데이터 작성의 작업 프로세스를 그림 3에 나타냈다. ●부의 작업 프로세스는 시스템으로 자동 결정하고 있는데, ☆부의 확인․수정의 작업 프로세스에서는 작업자가 가공 품질이나 가공 효율을 위한 조형 노하우를 금형가공 데이터에 반영시키고 있다. 한편, 파생 차종용
[첨단 헬로티] 이토우 타카히코 (伊藤 貴彦), 마스다 타케미츠 (益田 武光), 타나카 요시노리 (田中 美德), 마스자와 시게토시 (增澤 重敏) 日産자동차(주) 1. 서론 동사에서는 ‘기술의 닛산이 인생을 즐겁게 한다’를 내걸고, 인텔리전트 모빌리티라는 대응을 통해 자동차를 단순한 이동 도구에서 유저를 설레게 하는 존재로 진화시키는 활동을 하고 있다. 또한 가슴이 설레는 매력적인 자동차에서 참신한 디자인은 중요한 팩터이며, 세부에 이르기까지 자유롭고 대담한 조형 디자인을 실현하기 위해 프레스 금형의 표면 품질과 기계가공 정도 향상에 대한 요구가 높아지고 있다. 이 글에서는 프레스 금형의 패딩 용접 수정의 기계가공 시간을 대폭으로 단축하면서 가공 품질을 비약적으로 개선한 사례를 소개한다. 2. 프레스 금형 수정가공의 현 과제 난성형 부품의 프레스 금형 제작에서는 요구되는 패널 품질을 만족시키기 위해 여러 번에 이르는 패딩 용접 후의 수정가공이 발생한다. 수정가공의 문제는 재료 경도가 40HRC로 단단하고 인성도 높아 이송 속도와 가공 피치를 새로 제작한 금형가공과 동일하게 하는 것이 어렵기 때문에 가공현장에서는 기계가공의 생산성을 저하시키
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