특집
제22회 국제 금형 및 관련기기전 개막 3
●인터몰드에서 만나는 DMG MORI의 LASERTEC
- 금형 구조에서 새로운 차원을 만들어내는 레이저가공
현재 DMG MORI는 LASERTEC 45 Shape과 LASERTECM 65 3D를 통해 한 가지가 아닌 두 가지의 획기적인 장비 프로그램을 가지고, 복잡한 부품생산 장비에 대한 새로운 기준점을 마련하였다. 두 모델 모두 오는 3월에 KINTEX에서 열릴 INTERMOLD2015 전시회에서 국내 최초로 공개될 예정이다.
DMG MORI는 이미 SAUER에서 개발된 LASERTEC 장비를 500대 이상 판매/설치하였다. 제조업체는 레이저 가공에 대한 다년간의 경력으로 -그룹 내의, 보다 발전된 기술 중에서도 우위를 차지하는 분야- 독일 Pfronten의 LASERTEC Excellence Center에 자리 잡았다. LASERTEC 45 Shape와 LASERTEC 65 3D는 협동하여 이루어낸 최신 레이저 기술의 결과물로서, 이 두 모델의 개발은 DMG MORI의 정확한 시장수요 분석에 대한 증거이자, 고도화된 해결책이다.
LASERTEC의 광범위한 기술라인업은 분명한 의미를 지닌다. 포트폴리오에는 다섯 가지 기술부문이 있다. 다이아몬드 정밀가공 툴 분야에서의 모서리 절단과 틈새각 가공에는 정밀 툴이 가장 많이 연구된다. DMG MORI는 미세절단 솔루션으로, 파워드릴 부분이 터빈 속의 냉각 에어홀 안에서 다이내믹한 5축 레이저 드릴을 하는 동안 터빈판금, 튜브와 3D부품의 고정밀 레이저 미세절단을 가능케한다. LASERTEC 45 Shape과 LASERTEC 65 3D는 첨가제 제조 또는 레이저 전문가에 의해 제공되는 개발로, 후자의 경우 완성된 제품의 품질에 완전한 3차원 성분을 첨가하는 레이저 증착용접 및 5축 밀링의 조합이다. Shape기술은, 작은 통합부품이나 질감의 표현을 위해 사출금형 툴에 레이저 삭마를 활용한다.
LASERTEC 45 Shape
- 공구 마모 없이 경제적이고 높은 신뢰도
Shape 기술은 복잡한 구조의 가공에서 신뢰도가 높은 생산방법일 뿐만 아니라, 사출성형 툴의 제조에 있어서도 지속적인 영향을 줄 수 있다. LASERTEC장비 영업책임자Friedemann Lell은“가공이란, 가공물 자체에 그대로 드러나는 것이므로 전극 분리 가공은 더 이상 필요하지 않다.
이는 생산 횟수를(특히 미세가공이 걱정되는 부분에 대한 생산 횟수) 크게 줄이고, 공구의 마모가 없다는 사실이 공정에 대한 신뢰도와 경제성 또한 높여준다. 그리고 공구 비
용이 발생하지 않고, CAD 데이터 또한 직접 불러올 수 있으므로, 이 모든 것이 하나의 배치 사이즈밖에 되지 않는다.”라고 설명한다.
Shape 기술의 또 다른 어플리케이션은 사출성형 툴의 구조화이다.
이 기능은 불규칙적인 모양의 표면 표현(예를들면 가죽 질감) 혹은 기하학적인 구조(예를 들면 피라미드 구조) 등을 가능하게 한다. 기하학적인 구조의 표현은 레이저 없이는 엄청난 시간과 노력이 필요하거나, 경우에 따라서는 표현 자체가 불가능하기도하다.
모든 특정 어플리케이션에서 각 CAD 데이터를 통해 부품에 새겨질 기하학적인 질감을 볼 수 있다. 이는 디자인이 들어갈 부분을 걱정하는 디자이너들에게 셀 수 없이 많은 기회를 부여한다. 레이저 삭마는 레이저 종류와 재질에 따라 0.3an~ 10㎛두께의 수평층을 만들어 낸다. 이것이 공작물에 3D구조를 만들어낼 수 있게 해 주는 것이다. 또한 이 텍스쳐는 원하는 만큼 다시 가공할 수도 있다. Friedemann Lell은 이 공정에 대한 또 다른 영역의 어플리케이션을 꿈꾼다. “이 기술을 활용하면 작은 툴까지도 직접 생산해 낼 수 있을 뿐만 아니라 미니어쳐 금형, 압출금형 또는 동전이나 메달에 글씨를 새기는 목적에도 사용 가능하다”
새로운 LASERTEC 45 Shape은 빠르게 진보해 나가는 레이저 가공부문의 일례로서, LASERTEC 40 Shape의 후속모델은 융통성 면에서 더욱 뛰어나다. 동일한 footprint에서 80% 넓어진 작업영역을 체감하실 수 있으며, 트래블과 로드용량 또한 눈에 띄게 증가되었다. 또한 최대 Ø300×200㎜ 크기에 중량 100kg에 이르는 부품을 놓을 수 있는 공간이 있는 5축 버전도 있다. A축은 -100。에서 +120에 이르는 회전범위를 지니고 있다. 하지만, 진짜 장비 기술의 하이라이트는 광정밀의 상호작용-레이저 헤드와 최신 스캐너 광학, CDC 카메라로 구성-과 높은 편향거울(deflection mirror)이다. 기능의 향상은 역학관계를 포함, 60m/min의 래피드 트레버스는 기존장비대비 3배나 빨라졌다.
LASERTEC 65 3D
- 하나의 설정으로 레이저 증착, 용접, 밀링
LASERTEC 65 3D의 독특한 판매 포인트는 하나의 설정에서 레이저 증착 용접 및 밀링의 결합이다. Friedemann Lell은“이는 매우 복잡한 부품의 생산을 가능하게 한다.”
라고 전하며, “지금까지 상상도 하지 못했던 많은 3D 형상을 실현할 수 있게 되었다.”고 덧붙였다.
그럼에도 이 프로세스는 비용 면에서 효율적이며 특히 프로토 타입의 생산이 우려되는 분야나 복잡하고 작은 부품의 생산 등에 효과적이라는 것이 증명 되었다. 영업 책임자는 이를 통한 혜택을 누가 받게 될 것인지 잘 알고 있다.
“우리 어플리케이션을 툴, 금형 건설, 항공 우주, 자동차뿐만 아니라 의료기술에서도 구현된다”
LASERTEC 65 3D기능 사용방법은 독창적이며 간단하다. 파우더 노즐은 금속 파우더 외에도 스테인리스강이나 공구 또는 니켈계 합금과 같이 많은 다른 합금 등의 기본물질 위에 퓨즈와 함께 레이저 빔이 녹는점에서 레이어를 만드는데 사용된다. 이는 고강도 기공과 균열없는 결합이다. 불활성 가스는 빌드 업 과정에서 산화를 방지하며, 금속형태의 레이어를 냉각시킨 후, 기계적으로 가공할 수 있다.
레이저 증착과 밀링의 결합 덕분에 단일 머신에서 이제는 이러한 프로세스를 하나의 설정으로 수행할 수 있다.
“가공 프로세스는 번갈아가며 사용할 수 있으며, 많은 3D등고선은 지지구조 없이 완전하게 제조할 수 있다.”라고 Friedemann Lell이 덧붙였다.
레이저 증착용접은 10시간 더 빠르다! 레이저 증착용접에 의하여 현재 1.6㎜와 3㎜의 벽 두께가 생성된다. 그리고 최종 밀링 구성요소를 다른 곳에서 다시 고정시킬 필요가 없다. 이는 비용절감뿐만 아니라 훨씬 더 높은 가공 정밀도를 보장한다.
LASERTEC 65 3D의 머시닝센터 분야에 DMG MORI는 monoBLOCKⓡ 개념의 모든 장점을 결합하였다. 다른 기계에서 레이저 헤드의 통합해본 경험이 있는 제조업체는 레이저 헤드의 교환과 HSK 63 인터페이스 증명을 위해 자동 셔틀-핸들링으로 잘 이용해 왔다. 하지만 Friedemann Lell은‘새로운 머신은 더욱 유연한 기술통합의 결과를 가져와야 한다’고 강조한다. “레이저 증착용접을 위해서 우리는 완전히 새로운 레이저 헤드와 함께 통합된 냉각기, 프로세스 모니터링과 프로세스 제어 및 온라인 레이저 출력을 조절하는 통합된 카메라를 사용한다.”더 중요한 것은, 이 기술은 기존의 밀링기술과 결합한 세계적인 프리미엄 기술이라는 것이다.
