스탬핑 금형

해피엔딩으로 끝난 자동차산업 이야기

이 이야기는 1956년에 시작해 현지 시간으로 화요일 10시 15분에 끝났습니다. 당시 자동차산업의 베테랑인 케네스 루스(Kenneth Rooth)는 자동차산업 툴링이 목재 모델과 석고 주형에서 CAD를 이용한 제조와 효율적인 21세기식 생산으로 이동할 것으로 내다보았습니다.

그러나 엔지니어링이 더욱 발전할 수 없는 것처럼 보였을 때 케네스는 샌드빅 코로만트와 함께 스탬핑 금형의 금속가공 시간을 30% 단축하는 데 성공했습니다.

역사를 새로 썼을까요? 아마도 그럴 것입니다. 그렇다면 비용 절감은 어땠을까요? 비용 절감 효과는 너무도 명백했습니다.

일반적으로 자동차 제조사들은 스탬핑 금형의 1/3 이상을 내부에서 제작합니다. 스탬핑 금형 제작은 시간이 많이 들고, 차 한 대를 만드는 데 약 750개의 스탬핑 금형이 필요하기 때문에 생산 병목현상을 일으키는 주요 원인 중 하나입니다. 오늘날 리드타임 단축, 모델 증가, 예산 감소 등의 요인으로 인해 스탬핑 금형 제작이 더욱 중요해지고 있습니다.
케네스 루스는 이러한 절삭 및 밀링 작업의 상당 부분을 개별 작업자가 수행하고 있고, 숙련된 기술과 많은 시간을 요구하는 수동 정삭 가공이 대부분이라는 사실을 알았습니다. 그 결과 비용이 증가했을 뿐만 아니라 표준화도 제대로 이루어지지 않았습니다. 서로 다른 두 작업자가 장비를 프로그래밍할 경우 오른쪽 도어의 품질과 정확도가 왼쪽 도어와 다를 수 있었습니다.
비용과 리드타임을 줄이고 품질을 향상시키기 위한 방법을 찾는 임무는 샌드빅 코로만트에게 주어졌습니다. 새로운 공구 및 가공 공정과 함께 새로운 공정이 개발되었습니다. 그 결과 가공 시간이 30% 이상 단축되었고 수동 공구 광택 작업이 완전히 제거되었으며 기타 수동 가공 작업도 크게 감소되었습니다.

어떻게 가능했을까요?

먼저 고속 강 드릴을 교환형 인서트 드릴로 대체했습니다. 단순한 방법이지만 엄청난 효율성 향상 효과가 있었습니다. 그런 다음 오버행이 긴 부품의 가공 효율성을 향상시키기 위해 기존 공구를 진동방지 공구로 대체하고 앞으로의 사용을 위해 다수의 템플릿을 개발했습니다.

케네스 루스

재발명된 스탬핑 금형 가공

아마도 스탬핑 금형 가공의 가장 큰 절약 효과는 새로운 소재 제거 방법에서 찾을 수 있을 것입니다. 케네스 루스를 비용 절감의 영웅으로 만드는데 일조한 몇 가지 예를 소개합니다.

볼 노즈 커터 대신 원형 인서트 밀링 커터 사용: 3D 황삭에서 리드타임 절약

3D 표면의 공통된 황삭 가공 방법은 절입 깊이에 변화를 주면서 모방 밀링 가공에서 볼 노즈 커터를 사용하는 것입니다. 스핀들 노즈로부터 오버행이 길 경우, 이 방법은 절삭 공구와 기계 스핀들에 과도한 응력을 가합니다.

원형 인서트 커터를 사용한 등고선 가공 공구 경로로 바꾸면 더 많아진 유효 날을 이용해 더 높은 칩 제거율을 달성할 수 있습니다. 일관된 축 방향 절입 깊이 덕분에 스핀들에 더욱 균일하고 일관된 부하가 가해져 공정이 최적화됩니다.

금형 슈의 홀 가공 속도 개선

일반적으로 주철 금형 슈의 홀은 고속 드릴로 가공합니다. 금형 슈에 여러 볼트 홀과 아일릿 홀이 있는 경우가 많기 때문에 대게 총 드릴링 시간이 길어집니다.

고속 드릴을 CoroDrill 880 같은 인서트 교환형 드릴로 대체하면 건식 가공에서도 엄청난 생산성 증대 효과를 볼 수 있습니다.

트리밍 강에서 플런지 드릴링을 통한 효율적인 홀 가공

전통적으로 이러한 타원형 홀 형태는 고속 강 드릴로 가공한 다음 밀링 커터로 넓힙니다.

이 방법을 CoroDrill 880으로 대체하면 단속 플런지 드릴링 작업을 이용해 홀을 넓힙니다.

이 방법은 소재의 85%를 훨씬 더 짧은 시간에 제거하고 나머지는 기존의 원형 밀링 커터에게 맡깁니다.

리프터 형태

표준 방법은 고속 강 드릴로 홀을 가공한 다음 솔리드 밀링 커터로 홀을 넓히는 것입니다.

대신 샌드빅 코로만트는 교환형 인서트 드릴(CoroDrill 880)을 이용해 아래로 직선 드릴링한 다음 교환형 플런지 커터(CoroMill 210)로 슬롯을 넓힙니다.

그런 다음 매우 효율적인 트로코이드 밀링 방법을 사용해 큰 절입 깊이와 좁은 슬롯 부분에서 대량의 소재를 빠르게 제거합니다.

가이드 부시 시트

효율적이고 유연한 가이드 부시용 가공 시트는 원형 인서트 커터인 CoroMill 300과 CoroMill390 롱에지 커터 그리고 정삭용 CoroBore 825를 사용합니다.

CoroMill 300은 먼저 평면 가공에 사용된 다음 3축 헬리컬 보간에서 홀을 넓히는 데 사용됩니다.

CoroMill 390LE는 큰 절입 깊이를 위한 기능 덕분에 경절삭 가공과 함께 시트를 효율적으로 가공합니다.

정삭 공차는 정밀 보링 공구인 CoroBore 825를 통해 달성합니다. 이 공정은 시간과 재고를 모두 절약합니다.

일반적으로 이런 종류의 형태에는 드릴링 공구와 솔리드 커터가 사용되는데, 생산성 수준이 훨씬 더 낮습니다.

안전 볼트의 표면 가공

CoroMill 210을 이용한 플런지 밀링은 접근성이 때때로 감소하고 긴 오버행이 필요할 때 이와 같은 형태에서 롱에지 밀링 커터의 훌륭한 대안이 될 수 있습니다. 표준 방법은 고속 강 롱에지 커터를 사용하는 것입니다.

플런징 방식은 가공 시 오버행이 길 때 진동 측면에서 유리하도록 힘을 축 방향으로 보냅니다.

Coromant Capto 시스템의 뛰어난 안정성과 모듈성을 이용하면 공구 조립을 최적화할 수 있습니다.

CoroMill 300을 이용한 3D 표면 황삭

CoroDrill 880을 이용한 스탬핑 금형 홀 가공

CoroDrill 880을 이용한 플런지 드릴링

CoroMill Plura를 이용한 트로코이드 밀링

CoroMill 390LE를 이용한 가이드 부시 가공

CoroMill 210을 이용한 플런지 밀링