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최신 레이저에 의한 생산성 향상 및 가공품질 개선

전문가 제언: □ 종래의 판금제조기술은 입체 도형의 펼친그림에 따라 박판을 판금용 가위를 사용하여 절단한 후 이것을 수가공으로 절곡하고, 납땜을 하여 지붕의 물받이 챙이나 용기로 사용하는 목적으로 제작하는 것으로부터 발전하여 근년에는 다양한 판금가공기가 등장하였고, 새로운 판금가공법에 의해 제조되는 부품의 가지 수 또한 다양할 뿐만 아니라 정교하고 복잡하며, 고정도에 저렴한 생산비로의 생산을 요구하고 있다.

□ 이러한 요구에 따라 수년 전에는 판금가공기계의 주류가 프레스(press), 전단기(shearing machine), 절곡기(press braker) 및 용접기였으나, 최근에는 다기능 프레스기에 절단을 포함한 복합판금가공기(Numerical Controled Turret machine, NCT)가 등장하여 판금가공의 변혁을 일으켰다. 더욱이 요 몇 년 사이에는 레이저가공기술의 판금에의 도입이 두드러지고 있다. 이는 레이저 빔을 이용하여 판재를 절단 또는 용접하는 기술로 루비 레이저 및 CO2 레이저 등을 이용한다.

□ NCT의 경우는 다이와 펀치에 의하여 판재를 블랭킹(blanking), 피어싱(piercing)작업을 하므로 펀칭에 의한 소음이 심하며, 또 모델 변경에 따라 이에 대응되는 펀치와 다이를 준비해야 하므로 유연성이 떨어진다. 즉 다양한 펀치와 다이의 준비가 필요하여 초기 투자가 크다는 것이 문제로 지적되고 있다.

□ 레이저가공기의 장점은 소음이 적고 원형파이프나 구형단면을 갖는 파이프재에 대한 다양한 모형 가공이 가능하다는 것이다(NCT에서는 불가능). 그러나 가공정도를 높이기 위해서 순도 높은 가스(예: He가스 99.999%)가 필요하고 가스의 순도가 낮을 경우에는 가공정도가 떨어지는 문제와 가공헤드의 이송속도 증가에 따른 문제(이송속도에 따른 질량관성 증가문제)가 있었으나, 헤드 이송 메커니즘의 개발, 고성능 발진기의 개발과 일반 대기 중에서의 레이저가공이 가능하게 되는 등 현안 제 문제점이 해결됨으로 판금가공공장에서의 도입 검토가 활발히 이루어지고 있다. 특히 중소기업에서의 검토가 많다. 그러나 레이저가공기로는 용접 혹은 절단가공만은 가능하지만 절곡이나 드로잉은 불가능한 것이 큰 결점이다. 하지만 앞으로의 판금가공기의 도입추세는 레이저가공기로 갈 것으로 예측된다.

□ 소개된 자료에는 일본의 Mitsubishi전기(주)가 새로이 개발한 레이저가공기로, 고 생산성 레이저가공기 LV시리즈(전용기)와 고 범용성을 추구한 레이저가공기계 HV시리즈로 여러 가지 장점을 가지고 있는 기계임에는 틀림없지만 가공헤드의 경량화, 고성능 발진기의 개발, 수치제어기의 개발이 뒷받침되어야 보다 정도 높은 가공기로서 평가될 수 있을 것이다.

저자: Masaru KANAOKA
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