다아라 매거진 _ 2017.04

매거진뉴스

[Machine]DMG MORI, ULTRASONIC 20 linear 2세대

ULTRASONIC으로 구현되는 첨단소재의 완전 가공

지난 4월 11일과 12일, 이틀간 강릉생산기술연구원에서 DMG MORI ULTRASONIC 세미나가 성황리에 개최됐다. 수도권에서 한참을 벗어난 곳에서 개최하는 세미나였지만, 예상보다 훨씬 많은 고객이 참관을 신청해 초음파가공기술에 대한 대한민국 제조업계의 관심을 엿볼 수 있었다.


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새로운 디자인과 기존 모델보다 더욱 향상된 기술력으로 다시 돌아온 ULTRASONIC 20 linear 2세대는 첨단 소재의 가공에 있어 뛰어난 성능으로 시장에서 주목받고 있다.

혁신적인 ULTRASONIC 가공기술을 바탕으로, DMG MORI는 첨단소재의 고정밀 5축가공 분야에 있어 세계 최고의 인지도를 유지하고 있다.

이번 세미나에서 새롭게 공개된 ULTRASONIC 20 linear 2세대는 옵션 선택시 최대 6만 rpm의 스핀들 속도를 자랑하며, 더욱 강력해진 드라이브 모터와 작아진 소요면적 등 여러면에서 향상된 성능을 과시했다. 여기에 ULTRASONIC 전용 CELOS App을 장착해 광학, 시계, 의료분야 등 고정밀몰드가공이 요구되는 다양한 분야의 유저들로부터 많은 관심을 받았다.

가공부하감소, Ra<0.1㎛ 수준의 표면조도, 더욱 길어진 툴수명

ULTRASONIC 20 linear 2세대의 가장 두드러지는 기술혁신으로 5만 rpm의 회전속도와 한층 향상된 가공 성능을 자랑하는 ULTRASONIC 액추에이터, 완벽한 디지털컨트롤이 가능한 초음파발생기를 들 수 있다. 향상된 액추에이터기술이 적용된 툴홀더는 밀링스핀들로도 자동교체가 가능하며, 각각의 홀더에는 피에조소자(piezo element)가 장착돼 있다.

이는 고주파(20~50 kHz) 프로그램 컨트롤 유도시스템을 통해 효율적으로 작동한다. 이 때 툴은 회전과 동시에 NC프로그램으로 정의된 일정한 진폭에 따라 종방향으로 움직이며 가공효율성을 극대화한다.

ULTRASONIC의 이러한 독특한 가공방식은 가공부하를 감소시킬 뿐 아니라 소재제거율 및 툴수명에도 매우 긍정적인 영향을 줌으로써, 유저는 가공정밀도를 비롯해 비용효율측면에서도 괄목할만한 효과를 볼 수 있게 된다.

ULTRASONIC은 더 높은 수준의 소재제거율과 툴날가공정밀도를 실현하며, 글래스, 세라믹, 강옥, 복합소재 및 카바이드와 같은 신소재가공에 있어 가공부하를 최대 40% 감소시키는 효과를 가져다 준다. 또한 ULTRASONIC 진동방식은 절삭날의 더욱 효율적인 냉각효과를 야기하며 가공공간에서의 칩배출을 최적화 해 향상된 툴라이프와 동시에 최대 Ra<0.1㎛수준의 표면조도를 가능하게 한다. ULTRASONIC 20 linear 2세대는 첨단소재의 효율적인 그라인딩과 고속가공이 하나의 기계에서 사용가능하도록 설계됐으며, 동시에 다양한 종류의 소재를 가공할 수 있는 첨단설비로 주목을 받고 있다.

원하는 프로세스에 최적화된 진폭으로 가공하는 스마트한 ULTRASONIC 기술

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액추에이터와 툴에 가장 적합한 ULTRASONIC 프리퀀시(Frequency)를 자동으로 인식하는 ULTRASONIC 20 linear 2세대의 UPD(ULTRASONIC Parameter Detection)로 더욱 넓은 범위의 프로세스컨트롤이 가능해졌다.

UAT(ULTRASONIC Auto Tuning)는 프리퀀시리스폰스(Frequency response)를 자동으로 추적하고 가공부하로 야기되는 ULTRASONIC 진동댐핑과 같은 외부요인으로 인한 손실을 보상한다. 이는 결론적으로 NC 프로그램으로 정의되거나 세팅된 진폭의 지속적인 컨트롤을 가능하게 해, 유저로 하여금 가공프로세스의 효율성을 극대화하고 사이클타임을 최소화할 수 있도록 해준다.

3.5m²의 작은 공간에서 이뤄지는, 안정적이면서도 강력한 5축가공

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ULTRASONIC 20 linear 2세대는 초음파 가공에서 요구되는 높은 수준의 정밀도를 실현하기 위해 오랜시간 안정된 가공이 가능한 갠트리 디자인을 채택했다. Y축에 내장된 이중드라이브와 드라이브 및 스핀들 온도를 모니터링하는 내부쿨링콘셉트, 컨트롤캐빗 등은 가장 높은 수준의 부품 정밀도를 보장한다. Magnescale의 리니어스케일은 DMG MORI가 사용하는 수많은 첨단부품 중 가장 대표적인 예다.

DMG MORI는 최근의 드라이브연구 개발을 통해 A축, C축, Z축에서 각각 47%, 27%, 34%만큼 성능을 향상시켰다. 리니어드라이브는 최대가속도 2G이상, 40m/min의 고속이송이 가능하게 됐다.

여기에 -15°에서 130°까지 가능한 워크테이블 A축 스위블레인지와 360° 회전하는 로터리축까지 더해져, ULTRASONIC 20 linear 2세대는 매우 유연한 5축 동시가공을 위한 최적의 스펙을 갖추게 됐다. 최대 1천500rpm까지 가능한 C축 옵션은 원통밀-그라인딩 / 밀-턴가공도 무리없이 실현한다.

최대 ø50mm 툴직경까지 사용이 가능하도록 설계됐으며, 수용가능한 공작물 중량은 10kg에서 15kg으로 증가됐다. 강력한 15kW 모터스핀들과 HSK-32 툴홀더, 4만2천rpm의 속도를 표준버전의 설비에서도 경험할 수 있게 됐다. 더 높은 수준의 rpm이 요구되는 가공시에는 옵션으로 6만rpm 스핀들 사용이 가능하며, HSK-40스핀들에서그리스 윤활기능(Grease lubrication)이 옵션으로 가능하다.

ULTRASONIC 20 linear 2세대에는 DMG MORI 특유의 모듈러콘셉트가 적용돼 아주 다양하고 디테일한 형상이 요구되는 어플리케이션가공을 가능하게 한다. 여기에 1천500rpm의밀-턴테이블까지 더해져, 밀링, 터닝, 회전대칭형부품(Rotational-symmetrical)의 그라인딩을 포함하는 완전 가공을 단 한 번의 셋업으로 실현할 수 있게 됐다. 또한 60개 툴이 수용가능한 체인매거진이 옵션으로 가능하다.

혁신적인 첨단기술의 결합

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니켈, 티타늄기반초합금, 마그네슘이나 텅스텐소재 및 기타복합소재의 드릴링 및 밀링에 이르기까지, 가공가능한 소재의 범위가 매우 넓어졌다는 것이 가장 큰 특징이다. 티타늄합금의 밀링작업에서 가공부하를 최대 30%까지 줄일 수 있으며, 일반강(steel)가공 시 이송속도는 2배에서 부분에 따라 순간 최대 5배까지 증가한다는 점도 주목할 만한 특징이다. 뛰어난 칩배출기능은 표면조도에 긍정적인 효과를 가져다준다. 금형, 의료, 자동차, 항공우주산업에서 쓰이는 난삭재를 이용해 각기 다른 다양한 종류의 부품생산이 가능한 ULTRASONIC 기술과 5축가공 기술의 결합으로, 유저는 극대화된 가공 유연성을 체험할 수 있게 된다.

새로운 디자인, 그리고 CELOS가 결합된 ULTRASONIC 20 linear 2세대

CELOS는 DMG MORI가 개발한 앱기반의 컨트롤러로, 스마트폰같은 쉬우면서도 빠른 속도의 유저인터페이스를 표방한다. 최근 ULTRASONIC 가공에 특화된 CELOS 앱이 출시돼 가용성이 더욱 향상됐다. ULTRASONIC의 기술사이클 및 주파수, 진폭, 아웃풋과 같은 주요프로세스파라미터를 시각화할 수 있게 된 것이 주요 특징이며, 가공부하 모니터링도 가능하다.

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