[첨단 헬로티]
엔도 요시키 (遠藤 慶輝), 사와자키 타카시 (澤崎 隆) ㈜소딕
1. 서론
자동차․항공․스마트폰․의료기기 등의 각 산업계에서 제조의 고속화․고정도화․고기능화가 요구되고 있으며, 관련된 금형의 고속․고정도 가공이나 공정 단축 등에 기여하는 방전가공기의 성능 향상과 고부가가치가 기대되고 있다.
동사는 이들 기대에 대응하기 위해 자사 개발․제조의 리니어 모터, 방전 전원, NC 장치, 모션 컨트롤러, 세라믹스 등의 코어 기술을 구사, 보다 고성능의 방전가공기를 계속 개발하고 있다. 이 글에서는 진화를 이룬 신형 형조 방전가공기 ‘AP30L’(그림 1)에 탑재한 최신 기술에 대해 소개한다.
2. AP30L에 탑재한 최신 기술
동사에서는 초고정도가 특징인 AP 시리즈에 더욱 연마를 가한 신형 형조 방전가공기 AP30L을 개발했다. 이 AP30L는 동사의 최신 기술에 의해 가공의 고속화․고정도화를 가능하게 하고 있다.
(1) 고속화-방전 고속 제어
신규 개발한 방전 고속 제어회로 ‘BSN(Beautiful Surface quality by Nano pulse)’에 의해 다듬질과 미세 가공에 이용하는 미소 에너지 방전을 효율적으로 제어하는 것이 가능해졌다. 또한 방전 펄스가 정밀하게 제어됨으로써 기존보다도 균일한 면으로 다듬질할 수 있고, 금형가공에서는 성형품의 품질이나 이형성 향상 등을 기대할 수 있다.
(2) 고정도화-안정성 향상
Z축에 자사제 ‘CFRP 시머트리 헤드’를 이용함으로써 경량․고강성․높은 중심안정성․열적 대칭성을 실현, 고속 구동을 반복한 경우에도 자세 변화가 생기지 않는다. 또한 회전축에는 자사제 ‘빌트인 동기 모터’를 탑재, 소형 경량화에 더해 완전 냉각구조에 의해 온도 변화 내성도 향상되어 있다.
더구나 이 기기 전체를 인버터 방식으로 온도 조정함으로써 이 기기 온도를 균일하게 유지, 온도 안정성이 향상됐다. 이들 새로운 설계․새로운 기능에 의해 기존 이상의 고정도 가공을 가능하게 하고 있다.
3. AP30L의 가공 성능
AP30L의 최신 기술을 구사한 가공 사례를 소개한다.
(1) 코어핀 의사 형상가공
그림 2에 나타낸 코어핀 의사 형상의 가공을 했다. 이와 같은 정밀 형상은 미소 에너지의 방전으로 가공할 필요가 있으며 정도와 가공 효율의 양립이 곤란한데, 리니어 모터를 비롯한 동사의 코어 기술에 AP30L의 최신 기술을 조합시킴으로써 정밀 형상의 가공 효율이 향상되어 있다.
그림 3에 기존 가공과 AP30L으로 실시한 가공의 가공 시간의 비교를 나타냈다. 형상 정도는 모두 코너 R3μm 이하이면서 가공 시간은 AP30L이 기존에 비해 32% 단축되어 있다.
(2) BSN 사용 시의 다듬질면
그림 4에 다듬질에 기존 조건을 사용한 경우와 BSN을 사용한 경우의 다듬질 가공면의 비교를 나타냈다. 기존 다듬질가공의 경우, 가공 중의 방전 에너지가 일정하지 않기 때문에 방전 흔적의 크기에 편차가 생기는데, BSN 사용 시는 방전 펄스의 정밀 제어에 의해 균일한 다듬질면이 된다.
(3) 피치 가공
그림 5에 나타낸 피치 가공을 했다. 앞에서 말한 AP30L의 최신 기술에 의해, 가공 중의 자세 안정성이 더욱 향상되고 피치 정도 ±0.5μm 이내라고 하는 초고정도 가공을 실현했다.
4. 맺음말
고속․고정도를 양립하기 위해서는 여러 가지 요소 기술의 완성도를 높이고, 가공 성능의 종합적인 최적화와 안정화를 실현할 필요가 있다. 앞으로도 제조업계의 요구에 대응할 수 있도록 더욱 높은 목표를 가지고 기술 개발에 노력해 갈 것이다.
