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[ MFG | 뉴스소식 ]

발상의 전환으로 정밀도와 효율성을 달성하는 법!

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흑연 가루, 난이도 높은 작업, 불편한 자세, 산재의 위험…. 흑연 전극 가공을 위해 흑연을 공작기계에 고정할 때 발생하는 문제들이다. 이러한 불편함 때문에 정밀도와 속도 저하는 물론 작업자의 안전까지 위협하니, 큰 문제가 아닐 수 없다. 그런데 발상의 전환으로 이 문제를 해결한 솔루션이 있다. 그것은 무엇일까?

 

 

문제가 무엇인가?

 


보통 흑연전극을 NC나 EDM에서 가공할 때는 본드와 같은 강력접착제로 NC 테이블에 흑연 소재를 고정한다. 혹은 면 고르기를 하고 볼트 구멍을 뚫어 탭을 사용하는 방식도 있다. 그런데 이러한 작업에는 필연적으로 흑연 분진이 발생하게 된다. 이 가루는 고스란히 작업자의 호흡기나 안구 등에 침투해 문제를 발생시킨다. 문제는 또 있다. 고정 작업의 정확도가 높아야 하기 때문에 숙련자가 아니면 작업하기 힘들고, 숙련자라 해도 정확한 고정을 위해 많은 시간이 걸린다는 것이다.

 

시간이 길어질수록 육체 피로는 물론 세팅의 정확도도 떨어지게 된다. 또 가공 후 방전 단계로 이동하기 위해 흑연을 분리하는 과정에서 소재가 파손될 수 있어 비용 손해는 물론 작업자가 부상을 입을 수 있는 위험도 존재한다. 이렇게 흑연전극의 고정 작업은 어려움과 비효율은 물론 안전 문제까지 있는, 소위 극한 작업이다. 결국 흑연전극의 고정 작업에서 두 가지 문제에 직면하게 된다. “흑연소재를 분진 문제 없이 고정반에 고정할 수는 없을까?”, “어떻게 하면 강력하게 체결했다가 쉽고 안전 하게 풀 수 있을까?”

 

 

방전가공(放電加工)

 


Electric Discharge Machining, EDM 이라 칭하는 방전가공은 이름 그대로 방전(放電)의 원리를 이용한 가공 방법이다. 즉 전극과가공물 사이에 전압을 가해 방전이 되면서 가공물 표면이 고온에 의해 제거되는 원리다. 기존 절삭 가공과 달리 비접촉 방식이기 때문에 기계적인 힘이 가해지지 않아 매우 정밀하다. 이에 초고경도 소재, 복잡한 형상, 미세 가공(0.1mm 이상), 예리한 엣지(R 0.18 이하) 가공 등이 가능하다.

 


흑연전극

 


공구의 역할을 하는 전극은 보통 소재에 따라 동전극과 흑연전극으로 나뉜다. 흑연전극은 상대적으로 고밀도, 고강도이기 때문에 전극 소모가 적고 안정적 가공이 가능하다. 또한 가볍고 열팽창계수가 적어 내열성이 높다. 무엇보다 동전극보다 저렴하기 때문에 가공 형상이 클수록, 전극 개수가 많을 수록 흑연 전극이 더 많이 쓰인다. 이에 중대형 크기의 가공엔 흑연전극을, 소형 가공물엔 동전극을 주로 사용한다.

 

 

문제를 해결하는 방법

 


이 문제에 답이 될 솔루션이 있다. 그것은 바로 지에이치텍(GH TECH)의 ‘카본오토락시스템’이다. 접착이나 탭 방식이 아니라 흑연소재와 지그를 요철 구조가 되도록 하여 체결하는 원리다. 접착제나 볼트 등의 결합 요소를 추가하는 것이 아니라 그 자체의 구조로 결합시킨다는 발상의 전환으로 만들어진 솔루션이다. 즉 흑연 소재와 지그가 레버를 이용한 클램핑 방식으로 체결되어, 고정 방법은 쉽고 체결력은 강력하다. 흑연 소재를 NC 테이블에 고정된 지그 위에 올려 레버만 당기면 체결되기 때문에 불필요한 분진 날림이나 어려운 고정 작업 문제에서 해방될 수 있다.

 

물론 체결은 더욱 안정적이고 강력하므로 정밀도나 안전 문제를 걱정하지 않아도 된다. 방전가공 단계로 넘어갈 때에도 레버만 당겨 손쉽게 해제할 수 있기 때문에 흑연소재의 파손 가능성, 이로 인한 재해의 위험성도 줄어든다. 다만 흑연 전극을 지그에 빠르고 강력하게 고정하려면 흑연 소재에 체결력을 보장하는 특별한 디자인의 홀 가공을 거쳐야 한다. 하지만 홀 가공에는 특수 설계된 인서트와 다이아몬드를 이용한 툴을 사용하여 소재 당 약 20초라는 짧은 시간에 가공을 완료할 수 있다.

 

또한 활용 목적에 따라 크기도 다양하게 24~45mm, 45~100mm, 200~400mm) 조절할 수 있다. 이러한 카본오토락시스템은 NC가공용 지그와 고정반, 흑연 소재의 전처리를 위한 공구, 방전가공용 지그 및 결합체 등으로 구성되어 있다. 고정반이나 지그 등은 설비를 설치한 작업장의 규모에 따라 철강 제품과 KC4C 제품 등으로 차별화되어 있으므로, 필요에 따라 구성 선택이 가능하여 다양한 가공 조건에 대응할 수 있다.

 



이로써 얻을 수 있는 것

 


이처럼 카본오토락시스템의 가장 큰 장점은 앞서 언급한 작업의 어려움, 비효율을 개선하는 것은 물론 소재와 지그 결합의 정확도가 향상됨으로써 가공 정밀도를 높일 수 있다는 것이다. 특히 고정 작업의 시간을 단축하고 불필요한 작업 지연을 예방함으로써 생산성 향상을 달성하여 솔루션 도입 1년 이내에 투자비를 회수할 가능성이 높다. 물론 작업의 편의와 안전 측면에서도 작업자의 걱정을 덜 수 있게 되었다.

 

흑연 소재를 NC 머시닝센터 내에 레버로 고정하는 방식으로, 분진에 노출되거나 구부린 자세를 요구하지 않기 때문이다. 이에 작업자에 위해 요소가 현저히 줄어들고 산업 안전 재해 문제도 예방 할 수 있다. 이로써 카본오토락시스템은 흑연 전극의 NC 가공 단계와 방전 단계의 생산성 향상과 작업 환경 개선이라는 일석이조의 효과를 얻을 수 있다.

 

이미 NC 가공 머시닝센터와 방전가공기를 갖추고 있는 가공 업체에서 시범 설치 되어 제품 성능과 효과에 대해 호평을 받고 있어, 흑연전극을 가공하거나 사용하는 국내 외 금형산업분야에 크게 기여할 것으로 기대된다.

 

 

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