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다축 제어가공의 최적화 기술

전문가 제언: ○ 복합가공기로 대형 부품을 가공하는 경우, 축 및 원통형상을 기본으로 한 복잡형상의 것이 많다. 종전에는 이들 대형 부품을 여러 개의 부품으로 분할하여 설계하여 대형 선반이나 머시닝센터 등에서 가공한 다음 이들을 조립하여 왔다. 그러나 최근에는 복합가공기, 5축 제어가공기 등의 등장으로 소재로부터 시작하여 선삭 및 다양한 기어 형상의 가공까지 엔드밀 절삭에 의해 가공이 가능해졌다. 항공기용 부품과 같이 다양한 복잡형상의 부품도 각종 특수 부속장치를 병용하면 구멍 내면의 밀링 절삭, 소경 드릴 구멍 등 광범위하고 효율적인 가공이 가능해졌다.

○ 최근에는 공구이송에 따라서 고속으로 공구자세를 변동할 수 있는 동시 다축 제어가공에서도 브리스크(BLISK) 및 임펠러를 비롯하여 우주항공기용 부품 및 의료용 부품을 대상으로 한 고효율 가공조건의 적용이 요구되고 있다. 여기서 브리스크라 함은 Blade In Disk의 약자로, 과거에는 제트엔진의 동익 가공은 열팽창을 고려해서 1매씩 가공하여 디스크에 조립하는 방식이었으나 최근에는 설계와 가공방식이 발전하면서 블레이드와 디스크를 일체로 된 소재를 사용하여 5축 가공기에서 동시에 가공하고 있다.

○ 다축 제어가공이란 일반적으로 동시 3축 이상의 제어가공을 가리킨다. 현재는 X, Y, Z 방향의 병진구동 3축에 공작물에 대한 상대적인 공구자세를 제어하는 회전구동 2축을 부가한 5축 제어 공작기계가 대표적인 제어 가공기라고 할 수 있다. 지금까지 한국과 일본이 우위를 차지했던 금형산업이었지만 경쟁력 있는 5축 가공기가 적극적으로 이용되지 못하여 지금은 오히려 유럽에서 경쟁력 있게 이를 활용하고 있다.

○ 최근 복합가공은 날로 치열해지는 경쟁구조 속에서 고품질을 실현하고 제조비용을 낮추며, 납기를 단축할 수 있다는 이점으로 인해 복합가공 설비 도입이 증가하고 있다. 특히 항공기용 부품이나 의료용 부품과 같은 고부가가치의 부품에는 더욱 그렇다. 그러나 이를 성공적으로 수행하기 위해서는 가공능률과 가공 정밀도, 절삭공구, 툴링 시스템, 툴링 기술이 반드시 뒷받침되어야 한다.

저자: Jun'ichi Kaneko
자료유형: 학술정보