DAVID LARCOMBE
영국 랭커셔주 볼턴에 위치한 트레일러 제조업체 인데스펜션(Indespension) 공장에서는 2016년 12월 CO2 레이저 절단기를 약 80만 파운드(약 130만 달러) 상당의 바이스트로닉(Bystronic) 바이스타 파이버 6520(ByStar Fiber 6520) 파이버 레이저 프로파일링 센터로 교체한 후 판금 절단 생산성이 두 배로 증가했습니다(그림 1). 4kW 출력의 이 파이버 레이저는 6.5 × 2m의 작업대를 갖추고 있어 영국 시장에 공급된 파이버 레이저 절단기 중 가장 큰 규모입니다.
Indespension의 구매 이사인 스티브 새들러는 "저희는 주로 43A 강판과 아연 도금 연강, 그리고 일부 알루미늄을 1mm에서 12mm 두께까지 절단합니다. 최대 3mm 두께까지는 파이버 레이저가 CO2 레이저보다 3배 빠르게 절단합니다. 1mm 두께의 강판은 초당 10개의 구멍을 뚫을 수 있을 정도로 빠릅니다. 두께가 증가함에 따라 속도 차이는 줄어들지만, 전반적으로 ByStar는 저희가 가공하는 모든 두께에서 CO2 레이저보다 두 배 빠릅니다. 이 장비 덕분에 CO2 레이저 장비가 증가하는 레이저 절단 작업량을 따라가지 못해 발생했던 공장의 병목 현상이 단번에 해결되었습니다."라고 말했습니다.
이 파이버 레이저는 2009년에 Indespension에서 공급받은 동일 용량의 Bystronic CO2 모델과 교환하여 구매했습니다. Sadler는 이전 장비가 하루 최대 20시간씩 가동되었음에도 불구하고 좋은 가격에 판매되었다고 확인하면서, 이 제조업체의 장비를 구매하는 장점 중 하나로 가치 유지를 강조했습니다.
처음에 레이저 절단에 투자하게 된 주된 이유는 트레일러 생산에 대한 사내 통제력을 강화하고 판금 하청업체에 작업을 맡기는 비용을 절감하기 위해서였습니다. 또 다른 중요한 고려 사항은 시제품 제작 및 설계 프로세스를 간소화하여 신제품을 더 빠르게 시장에 출시하는 것이었습니다.
"2009년 이전에는 제품 개발 과정에서 시제품 판금 부품을 한두 세트, 많게는 세 세트씩 구매해야 했습니다."라고 새들러는 말을 이었다. "하청업체들은 소량 생산을 꺼려 가격이 높았고, 시제품 납품에도 4~6주가 걸렸습니다. 만약 설계 변경이 필요해서 하청업체에 추가 시제품 제작을 의뢰해야 하는 경우, 예를 들어 흙받이 교체처럼 간단한 작업이라도 한 달 정도 더 소요되곤 했습니다. 하지만 이제는 사내에서 며칠 만에 부품을 생산할 수 있게 되어, 신형 트레일러의 생산 기간을 기존 6~7개월에서 5개월 미만으로, 개조 트레일러의 경우 3~4개월에서 2개월 미만으로 단축할 수 있게 되었습니다."
새들러는 10년 전만 해도 레이저 절단 부품을 적용한 트레일러는 드물었지만, 오늘날에는 널리 사용되고 있다고 지적했습니다. 실제로 제품들은 최신 레이저 절단기의 뛰어난 성능을 기반으로 설계되고 있습니다. 레이저 절단의 장점 중 하나는 가공 정밀도가 매우 높아 조립 과정에서 부품들이 정확하고 신속하게 결합되어, 시간 소모적인 사전 조립 작업이 필요 없다는 것입니다.
또 다른 이점은 특히 파이버 레이저를 사용하면 가공 속도가 매우 빠르기 때문에 수많은 구멍과 슬롯을 만들어 부품의 무게를 줄이는 데 비용 효율적인 방법이라는 것입니다. 수작업으로 하려면 노동 집약적이고 비경제적일 것입니다.
레이저 절단 설비는 여름철에는 주야간 교대 근무와 야간 조명 가동을 병행하여 하루 18~20시간, 주 5일 가동됩니다. 나머지 기간에는 주간 교대 근무와 야간 조명 가동을 병행하여 하루 10~12시간 가동됩니다.
인데스펜션은 다양한 판재 크기를 처리하기 때문에 자동 로딩이 어려워 자동화 장비를 설치하지 않기로 결정했습니다. 부품 크기 또한 5.8m 이상에서 그 이하까지 매우 다양합니다. 따라서 이러한 다양성을 관리하기 위해서는 작업자의 개입이 필수적이며, 이를 위해 수동 흡착 패드 리프팅 시스템을 사용하여 판재를 취급합니다(그림 2).
그림 2. Indespension에서는 흡착 패드 리프팅 장치를 사용하여 ByStar Fiber 6520의 셔틀 테이블에서 용지를 올리고 내리는 작업을 수동으로 수행합니다.
하지만 생산 과정에서 몇 개의 간단한 부품만 얇은 판재에서 절단하여 제작해야 하는 경우 문제가 발생합니다. 파이버 레이저 가공기의 절단 속도가 너무 빨라 작업자가 이전 골격에서 부품을 분리하거나 다음 가공된 판재를 셔틀 테이블에 적재하기 전에 작업을 완료할 시간이 부족하기 때문입니다.
따라서 해당 회사는 일부 판금 절단 프로그램에 마이크로 태그를 포함시켜 프로파일링된 부품이 골격에 부착된 상태로 유지되도록 하는 방안을 고려하고 있습니다. 이렇게 하면 가공된 판금 전체를 오프라인 스테이션으로 옮겨 다른 직원이 부품을 분리할 수 있게 됩니다.
인데스펜션 트레일러에 사용되는 레이저 절단 판금 부품 중 80%는 접는 작업이 필요합니다. 따라서 첫 번째 레이저 절단기를 설치할 때 동일 공급업체의 탠덤 프레스 브레이크도 함께 납품되었습니다(그림 3).
레이저 절단기와 프레스 브레이크를 동일 공급업체에서 조달하면 모든 장비가 동일한 BySoft 7 소프트웨어를 사용하기 때문에 생산성 측면에서 이점이 있습니다. Indespension의 SolidWorks CAD 시스템에서 새 부품을 설계하고 강력한 3D CAD/CAM 기능을 갖춘 Bystronic 제어 소프트웨어로 내보내면, 모델은 레이저 절단 프로그램과 부품 벤딩 시퀀스(백게이지 위치 및 공구 계획 포함)를 자동으로 생성하여 지연 및 가동 중지 시간을 최소화합니다.
완전한 시뮬레이션 기능을 갖춘 동일한 소프트웨어는 한 장의 판재에서 최대한 많은 부품을 배치하고, 절단 계획을 생성하며, 생산 및 기계 데이터에 즉시 접근할 수 있도록 제조 공정 개요를 제공하는 역할을 담당합니다.
새들러는 "우리는 혁신, 품질 및 환경적 측면에서 시장을 선도하기 위해 최선을 다하고 있습니다."라고 결론지으며, "바이스트로닉 파이버 레이저 인수는 이러한 목표를 달성하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 절실히 필요했던 생산 능력 증대에도 기여할 것입니다. 또한 이는 우리 회사의 중요한 기업 이념인 영국 제조업에 대한 우리의 의지를 보여주는 것이기도 합니다."라고 덧붙였다.
