[첨단 헬로티] 제3회 자동차 부품 시제작 개발에 쾌속 대응할 수 있는 석고 몰드 - 하츠바몰드 카노 히데오(鹿野 英男) 린텍기술사사무소 소장 자동차 부품에는 경량화 요구로부터 알루미늄합금이나 마그네슘합금 등의 경금속이 사용되고 있다. 이러한 부품은 코스트가 드는 절삭으로 만들어지는 것은 적고, 다이캐스트나 주조, 프레스, 단조 등으로 만들어지는 것이 많다. 이번에는 알루미늄합금제 자동차 부품의 시제작 개발에 쾌속으로 대응할 수 있는 ㈜하츠바몰드의 석고 몰드를 소개한다. 자동차 개발에서 부품 시제작의 과제 자동차의 개발에는 일반적으로 몇 년이 걸린다고 한다. 개발은 고객과 메이커의 계약으로 α 스테이지, β 스테이지, ϒ 스테이지로 진전해 간다. α 스테이지 : 기능적인 시제작으로 외관․형상은 그다지 문제가 되지 않는다. β 스테이지 : α에서 나온 문제를 해결하는 스테이지 ϒ 스테이지 : 양산 확인 직전의 상태 문제는 개발 스테이지가 진전함에 따라 설계의 변경 허용도가 작아져 가는 것이다. 따라서 개발하는 기업은 스케줄을 지키기 위해 일정적으로 쫓기게 되므로 어떻게 빨리, 저
[첨단 헬로티] 오카무라 시게루 (岡村 繁) 福田교역(주) 스핀들기술부 제어과 1. 서론 일본공작기계공업협회가 발표한 데이터에 의하면, 2017년에 일본 국내에서 생산된 NC 연삭반은 3,230대이고 그 금액은 약 850억엔이나 된다. 그 마켓에서 각 연삭반 메이커는 자사의 강점을 살려 타사와의 차별화를 도모하면서 판매 전략을 세우고 있다. 연삭반이 가공물을 절삭하는 공정에서 중요한 팩터는 몇 가지 있는데, 이 글에서는 ‘효율화’와 ‘정도’에 포커스를 맞춰 각각의 요소에 적용할 수 있는 기술 및 제품을 소개한다. 2. 어쿠스틱 이미션 센서 (AE 센서) 어쿠스틱은 ‘Acoustic=음향’, 이미션은 ‘Emission=방사’의 의미로, 이 센서는 음향의 방사를 검지하는 것이다. 사태의 전조 검지, 용접 불량 검출, 설비 진단 등 그 응용 분야는 매우 폭넓고, AE 센서의 연삭반 용도는 그 한 예에 지나지 않는다. 음향이라고 하면 인간의 귀로 받아들이는 것이 이미지되는데, AE의 일반적인 정의로서는 대개 50kHz～2MHz로 인간의 가청 한계인 20kHz를 넘는다. 따라서 AE
[첨단 헬로티] 코바야시 사토시 (小林 敏), 타치바나 토루 (立花 亨) 미크론정밀㈜ 1. 서론 줄질, 탭가공, 스크레이퍼 다듬질, 가공에는 많은 도구를 이용한다. 처음으로 이들 도구를 사용한 사람이 당황스러워하는 것은 힘 가감이다. 몇 번이나 실패를 거듭하면서 만듦새를 확인, 조금씩 능숙해져 간다. 선반, 볼반, 밀링반 등의 고정형에서도 수동 핸들을 돌려 가공을 하는 공작기계는 핸들을 돌리는 힘, 손에 전해지는 진동, 그리고 가공음 등 작업자는 많은 정보를 얻어 공작물을 높은 품질로 만들어 간다. 작업자는 그 능력을 습득해 가는 과정에서 많은 시간의 낭비, 불량품의 낭비를 느끼고, 그것이 다음 세대에 대한 기능 전승의 동기가 되어 보다 고도의 가공으로 발전시켜 왔다. 수치제어장치를 탑재한 공작기계를 다루게 되고, 힘 가감은 공구 이송 속도 이른바 F 코드 입력을 대신했다고 할 수 있다. 가공 스테이지는 보호 커버로 덮어져 작업자가 얻을 수 있는 정보는 매우 적어졌다. 보호 커버로 덮어진 자동 가공의 낭비를 어떻게 느끼고, 앞으로 어떻게 진화시켜 가면 좋을까. 동사는 내면 연삭반 및 센터리스 연삭반에 각각 특화한 동력계와 제어 프로그램을 독자적으로 개발, 힘
[첨단 헬로티] 타나하시 노조미 (棚橋 希望), 야마미치 요시유키 (山道 由征), 타나카 요시노리 (田中 美德) 日産自動車(주) 1. 서론 오늘날 신차 출시 기간의 단축이 점점 더 요구되고 있으며, 동사에서는 금형 제작 기간의 단축에 대응하고 있다. 그 중에서 NC 데이터에 요구되고 있는 것이 거친가공의 공구 파손 방지와 가공 시간 단축이다. 이들은 저속 중절삭과 고속 경절삭의 가공 시간 비교가 이루어지고 있는데, 동사의 환경에서는 전자 쪽이 적절하다고 판단하고 있다. 이에 현재의 저속 중절삭 NC 데이터에 더욱 최적화를 가하기로 했다. 이번에 적용한 NC 데이터 최적화 수법은 고부하부의 공구 파손 방지와 저부하부의 효율화 양립을 목적으로 하고 있으며, 이것을 전 부품에 양산 적용함으로써 기간 단축을 실현했다. 이 글에서는 이를 위한 파라미터 설정과 작업 공수 절감에 대해 소개한다. 2. 소프트웨어 선정 NC 데이터를 최적화하는 툴로는 일본유니시스 그룹이 제공하는 CAM 소프트웨어 ‘CADmeister’를 선정했다. 최종적으로 작업 공수의 증가가 없고, NC 작성과 동시에 최적화를 적용한다는 목표로부터 최적화 전용 소프트웨어가 아니라 최
[첨단 헬로티] 이케가메 마코토 (池龜 誠) ㈜牧野후라이스製作所 1. 서론 자동차의 프론트 그릴이나 도어 패널, 가전제품의 커버 등 방전가공에서는 대형 금형에 여러 개 존재하는 리브 형상을 효율적으로 가공하는 것이 요구되고 있다. 이 글에서는 리브 가공의 가공칩 배출 능력을 향상시켜, 안정된 방전가공을 실현시키는 기능으로서 개발한 ‘HS-Rib’ 및 이것을 표준 탑재한 대형 형조 방전가공기 ‘EDNC17’(그림 1)을 소개한다. 2. HS-Rib 방전가공에서는 가공 중에 생성되는 가공칩의 배출 방법으로서 전극을 상하로 움직이는 점프라고 하는 기능이 있다. HS-Rib 가공용 유닛(그림 2)은 점프 속도를 고속화해 가공칩의 배출 능력을 향상시킨 헤드이다. 그림 3은 점프 속도에 의한 가공 결과의 차이를 나타낸 것으로, 각각 2시간씩 가공했을 때의 가공 깊이 차이를 나타내고 있다. 가공 사례는 가공 깊이부를 확인하기 위해 가공 후 2개로 나누고 있다. 점프량이 약 3mm로 최고 속도(최대 20m/min)에 도달하도록 제어되므로 2시간에 49mm로 지금까지보다 1.7배 빨라졌다. 가공칩이 전극과 워크 간(극간)에 많이 체
[첨단 헬로티] 세키사와 토모노부 (關澤 友伸) ㈜牧野후라이스製作所 1. 서론 와이어 방전가공기는 자동 결선의 성능 향상 등에 의해 야간의 무인운전도 많이 이루어지게 됐다. 또한 가공 형상이 큰 워크에서도 요구 정도가 높아지고 있기 때문에 중형의 고정도 와이어 방전가공기가 요구되고 있다. 동사에서는 고객의 목소리를 듣고 기존의 고정도 와이어 방전가공기의 축 스트로크(X 550/Y 370mm)보다 한단계 더 큰 (X 650/Y 470mm) 새로운 와이어 방전가공기 ‘UP6’을 개발했다(그림 1). 새로운 와이어 방전가공기는 스트로크의 크기와 동시에, 가공 정도 및 피치 정도는 기존의 고정도 와이어 방전가공기와 동등 혹은 그 이상의 성능을 지향한 개발이 됐다. 여기에서는 기계의 특징과 가공 사례를 함께 소개한다. 2. 특징 와이어 방전가공기의 가공 정도는 여러 가지 외란이 크게 영향을 미친다. 가공 정도를 높게 유지하기 위해 그들을 적절하게 억제하고 제어하는 것이 요구된다. 예를 들면 와이어 방전가공기에서 사용하는 와이어 전극선은 강성이 없다. 강성이 없기 때문에 가공 중에는 와이어 단선이나 가공 궤적에 대한 와이어 지연 등의 사상이 발생,
[첨단 헬로티] 니시 코헤이 (西 航平), 사와자키 타카시 (澤崎 隆) ㈜소딕 1. 서론 최근 고정도 금형의 수요 증가에 동반해 안정된 가공 정도나 제조 공정 단기화 등의 요구에 의해 와이어 방전가공기의 성능 향상이 요구되고 있다. 이와 같은 상황에 근거해, 이 글에서는 가공액을 인자로 하는 와이어 방전가공기의 최신 성능과 피치 가공 정도의 향상을 가져오는 여러 가지 최신 기술에 대해 소개한다. 2. 오일 와이어 방전가공기의 우위성 와이어 방전가공기에는 가공액의 종류로서 물과 오일이 존재한다. 각각의 가공액에는 다른 특징이 있으며, 원하는 정도나 가공 속도에 따라 적절하게 구분 사용하는 것이 품질과 생산 스피드 향상으로 이어진다. 여기에서는 가공액으로 오일을 사용한 경우의 메리트를 소개한다. 제품의 소형․경량․고기능화에 의해 금형에는 한층 더 미세․고정도화와 내구성 향상이 요구되고 있으며, 초경합금을 사용하는 금형이 증가하고 있다. 오일가공에서는 녹이나 전해 부식이 발생하지 않기 때문에 초경합금의 코발트 용출을 방지할 수 있고, 또한 방전 갭이 좁기 때문에 고정도화를 예상할 수 있다. 초경합금의 면조도가 조밀한 영역에서는 동사
[첨단 헬로티] 이즈미카와 타츠야(泉川 達哉), 마츠모토 유키노리(松本 幸札) 오키나와현 공업기술센터 킨죠 세이준(金城 盛順) 모노츠쿠리 네트워크 오키나와 나카무라 카츠아키(中村 克昭), 코레사와 히로시(是澤 宏之), 나라하라 히로유키(楢原 弘之) 큐슈공업대학 1. 서론 오키나와현 금형기술연구센터에서는 현 내의 공업계 교육기관에서 졸업하는 약 3,000명/연의 인재를 유효하게 활용하기 위해 2009년부터 인재육성사업을 계속하는 동시에, 우수한 이재를 구하는 기업의 유치를 추진하고 있다. 2012년에는 이러한 활동을 가속 및 발전시켜 가기 위해 오키나와현 공업기술센터가 찬조 회원으로 참여하는 (일반사단법인)모노츠쿠리 네트워크 오키나와(이하 mdn 오키나와)를 설립했다. 동 법인의 역할은 금형기술연구센터와 협조하면서 보다 자유도가 높은 활동, 실천적인 인재육성․연구 개발을 실시하는 것이다. 오키나와현은 혼슈와 아시아 주요 도시의 중간에 위치, 대규모 항공회사의 화물 허브 기지를 갖춘 공항이 있는 등 항공운수 액세스면에서 우위성이 있다. 현재 mnd 오키나와는 그 우위성을 활용해 다이캐스트 금형 등을 해외의 자동차 부품 메이커에 납품하게 되는 등 그 활
[첨단 헬로티] 야마자키 토모야 (山崎 友也), 세키 히로토모 (關 宏友) 도요타자동차(주) 1. 차량 경량화의 중요성과 알루미늄 다이캐스트 제품의 확대 지구 온난화를 배경으로 CO2 규제의 엄격화가 계속적으로 진행되어, 2030년에는 연료비로 38km/L까지 도달할 것으로 예상되고 있다. 따라서 계속된 자동차의 연비 향상 대응이 반드시 필요하다. 자동차의 연비 향상을 위해서는 동력의 고효율화와 차량의 경량화 양쪽이 필요하다. 특히 앞으로의 차량 동력의 전동화 시프트를 바라봤을 때에는 차량 경량화 대응이 중요하다. 다이캐스트는 복잡하고 경량의 제품을 저코스트로 제작할 수 있는 공법으로서, 기존 파워트레인을 중심으로 자동차 부품에 대한 적용이 추진되어 왔다. 또한 최근에는 그 특징을 살려 쇼타워 등 일부의 보디계 부품에도 채용 확대가 검토되고 있으며, 재료 대체(철강←알루미늄)에 의한 비강성 향상을 활용한 차량 경량화 실현에 대한 기대가 크다(그림 1). 단, 알루미늄 재료가 차량계 부품으로 확대되는 것에는 과제도 많고, 특히 다이캐스트 제품의 내부 결함에 의한 피로강도 저하는 장기간의 사용에 대한 신뢰성 확보가 요구되는 자동차 부품에서 치명적인 과제
[첨단 헬로티] 키노 하루키 (木野 晴喜) 三菱日立툴(주) 1. MOLDINO의 프라이드 동사는 새로운 브랜드 MOLDINO(몰디노)를 만들어, 보다 금형 제작에 공헌하는 공구 메이커로서 대응하고 있다. MOLDINO란 MOLD+DIE+INNOVATION을 결합시킨 동사 독자의 조어이다. 세상의 제조를 지원하고, 기술자의 지혜와 최신 기술이 융합됨으로써 창출되어 가는 새로운 금형들. 일본에서 제조를 하는 동사로서는 JAPAN 브랜드를 살리는 것이 제일의 사명이고, ‘금형의 미래를 바라보고 가공에 이노베이션을 하는 것’이 MOLDINO를 만든 동사의 프라이드이다. 2. 금형 제조의 과제 최근에는 고용 체계의 변화에 의해 금형 제조에도 새로운 대응이 요구되고 있다. 성수기에는 생산성을 향상시킬 필요가 있는데, 그 한편으로 가공기능자의 부족도 큰 문제가 되고 있다. 여기에서는 숙련기능자의 기술 계승뿐만 아니라, 동시에 인력절감화, 자동 가공 등을 구현화해 가야 한다는 과제도 발생한다. 금형의 크기나 종류에 따라서도 요구되는 항목은 여러 가지인데, 기존에는 없었던 새로운 기술과 대응력이 요구되고 있는 상황에 있다고 할 수 있다. 동사에서는 금형
[첨단 헬로티] 코이즈미 야스히로 (小泉 康浩), 츠치야 타카유키 (土屋 貴之), 스다 미츠아키(須田 充顯), 야마사키 유카리 (山﨑 友加里), 우에무라 켄스케 (植村 賢介) 新明和공업(주), 이토 요시로(伊藤 義郞) 아이택(주) 1. 서론 우리들은 플라스틱의 사출성형 금형이나 프레스 성형 금형의 성능 향상을 위해 하전 입자 빔(charged particle beam ; C-PB)을 조사, 주입함으로써 금형의 이형성 향상, 경도 상승, 표면 평활화 등이 가능한 것을 보여 왔다. 지금까지 스피노달 분해형 동합금에 대한 C(탄소) 원자 주입이나 STAVAX에 대한 N(질소) 원자 주입에 의한 표면 경도 향상, 이형성 향상을 보고했다. 또한 무전해 니켈도금 피복 정밀 금형의 Ar(아르곤) 이온 조사에 의한 나노오더의 표면 평활화에 대해서도 보고했다. 이번에는 그 후의 진전에 대해 보고한다. 2. 동합금에 대한 C 원자 주입 동합금계 금형은 광학계 수지와의 이형성이 우수하고, 높은 열전도성을 가지고 있기 때문에 플라스틱 제품의 제조에서 급격한 가열, 냉각에 의한 성형 사이클 단축을 기대할 수 있다. 그러나 표면 경도가 낮기 때문에 유리 섬유를 포함하는
[첨단 헬로티] 사토 신이치로 (佐藤 愼一郞), 아마노 토모코 (天野 友子) 淸水電設공업(주) 1. 서론 자동차의 경량화와 안전성을 높이기 위해 골격 부품의 고강도화가 추진되고 있다. 이 재료로서 고장력강(하이텐)이 적극적으로 이용되어 왔다. 이것에 동반해 가공하는 프레스 금형도 고내구성을 요구받고, PVD 피막(코팅)을 비롯한 표면처리는 보다 높은 막경도, 내열성, 밀착성을 요구받아 왔다. ZERO-Ⅰ(제로원) 코팅은 경도, 내열성을 높인 PVD 피막으로, 금형의 메인티넌스 빈도를 억제해 금형의 재료비 절감에 공헌해 왔다. 금형 수명을 향상시키는 인자로서 막경도와 내열성을 들 수 있는데, 기존의 막 종류로는 한계가 되고 있다. 최근 금형 장수명화를 위해 마찰마모 특성을 향상시킨 PVD 피막이 주목을 받고 있다. 이 글에서는 PVD 피막이 하이텐 재료에 대해 어떠한 마찰마모 특성을 미치는가 기초실험을 해 금형용 PVD 피막의 마찰마모 특성에 대해 검토했다. 2. 실험 개요 마찰마모 특성을 평가하기 위해 볼온디스크 시험기(CSM사제, TRIBO-X)를 이용했다. 마찰계수에 영향을 미치는 것은 접촉면의 재질, 기름 등의 윤활제 유무, 표면 조도를 들 수 있다.
[첨단 헬로티] 온간단조에서 금형 수명 N배화 쇼지 타츠야 (庄司 辰也), 코세키 슈호 (小關 秀峰) 日立금속(주) 하야시 나오키 (林 直樹), 스즈키 요시카즈 (鈴木 禎和), 오토모 토루 (大友 貫) 도요타자동차(주) 이케다 노부히로 (池田 修啓) 大同화학공업(주) 오기스 타카시 (荻巢 高志) 우메토쿠(주) 1. 서론 단조 금형의 과반을 점하는 온열간 단조용 금형비의 저감책으로서 금형재의 특성을 최대한으로 활용하기 위해 형타 시의 윤활 상태 최적화에 착안, 이를 위한 형타 조건, 표면처리, 윤활제를 찾아내 수명 향상 및 안정화를 도모하는 대응을 도요타자동차를 중심으로 관련 기업이 참여하는 ‘단조 금형 수명 N배 프로젝트’로서 발족시켰다(이하 N배 프로젝트). 이 글에서는 온간단조로 성형되는 등속 조인트의 튤립 펀치(이하 CVJ 펀치)에 대한 대응 내용과 성과를 소개한다. 2. 단조 금형 수명 N배 프로젝트에 대해서 N배 프로젝트는 압도적인 형수명을 달성하기 위해 손상 메커니즘의 해석을 통해 양품 조건을 확립․유지하는 목적 하에, 아래에 나타낸 3스텝으로 추진했다. STEP 1 : 성형하중의 저감 (쉬운 성형으로 금형에 대한
[첨단 헬로티] 이토 코이치 (伊藤 公一), 반쇼 히데유키 (番匠 秀行) 富士다이스(주) 1. 서론 냉간단조에 의해 자동차 부품을 비롯해 많은 제품이나 부품이 생산되고 있다. 최근에는 보다 복잡한 형상으로 고정도 부품에 대한 적용이 많아지고, 금형에 대한 부담도 커지는 경향에 있다. 이것에 동반해 금형의 장수명화가 과제가 되고 있다. 동사는 분석․해석, 금형 구조, 생산 기술, 재료 개발의 4가지로, 냉간단조용 금형의 장수명화에 대응하고 있다. 이 글에서는 CAE 해석을 활용한 불량 원인의 파악과 개선 효과의 확인 및 초경합금의 최적 선택에 의해 수명이 8배로 향상된 금형 수명 개선의 대응 사례를 소개한다. 2. 금형 장수명화 대응의 내용 금형 수명의 개선은 전방 압출에 의해 치형 형상을 성형하는 초경제의 냉간단조 금형으로 했다. 수명 형태는 그림 1에 나타낸 치형 도입부의 대경부 균열이며, 금형 수명은 30,000숏이었다. 닙 재종은 TAS 규격 VM-50 상당의 동사 초경의 D60재를 사용했다. D60재의 주된 물성값을 표 1에 나타냈다. 금형 수명의 개선 목표는 150,000숏으로 설정했다. 3. CAE 해석에 의한 최대 주응력 상태의 확인
[첨단 헬로티] 임베디드시스템의 소프트웨어를 개발할 때 함수 또는 변수를 특정 위치에 위치시켜야만 하는 경우가 많다. 기능 구현을 위해 함수가 특정 위치에 고정시키거나 저장된 코드의 유효성을 확인하기 위한 이유로 코드나 변수를 특정 위치에 고정시킨다. 이러한 경우 개발도구의 기능을 최대한 활용하면 좀 더 쉽고 효율적으로 메모리관리가 가능하다. IAR 임베디드 워크벤치(IAREmbedded Workbench)는 다양한 방법으로 함수 또는 데이터를 특정 메모리 위치에 위치시킬 수 있다. 본 글에서는 메모리를 가장 효율적으로 사용하는 방법을 설명하겠다. 변수를 특정 메모리 위치로 지정하기 변수를 특정 메모리에 위치시키기 위해 @ 키워드와 #pragma location 명령을 사용한다. 해당 키워드, 명령으로 전역변수, Static 변수를 절대 주소로 위치를 고정할 수 있다. 우선 @ 키워드를 사용하는 방법은 간단하다. 다음의 예처럼 변수 선언문에 @ (address or section) 형태로 키워드를 추가하면 된다. (@ 명령 다음 “메모리 섹션” 형태의 구문도 사용 가능하다) 빌드 후 Linker map 파일에서 변수가 배치된 위치를 확인
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