Wenzel Metal Spinning | 금속 스피닝 공정 자동화

미국 최대 금속 스피닝 회사 중 하나인 벤젤 메탈 스피닝(Wenzel Metal Spinning) 은 최근 프리마 파워 레이저 넥스트 2141(Prima Power Laser Next 2141)을 자사 작업 흐름에 통합했습니다.

이번 투자를 통해 안전, 품질 및 폐기물 관리가 개선되었으며, 회사는 더욱 복잡한 형상을 처리하고 적용 범위를 확장할 수 있게 되었습니다.

일상적인 부품부터 고정밀 부품까지

1982년 에 설립된 Wenzel Metal Spinning은 인디애나와 앨라배마에 여러 시설을 운영하고 있으며, 약 25만 평방피트의 제조 공간과 150명의 직원을 보유하고 있습니다

"저희는 쓰레기통 뚜껑과 같은 대량 생산 산업용 부품 부터 화성 탐사 로버에 사용되는 특수 소재로 만든 고정밀 부품에 이르기까지 다양한 역량을 보유하고 있습니다."라고 벤젤 메탈 스피닝의 총괄 매니저인 라이언 펑크하우저는 말합니다.

최근 프로젝트는 일상적인 산업 부품부터 특수 항공우주 부품에 이르기까지 다양합니다. 이러한 응용 분야는 엄격한 공차를 요구하며 종종 특수 합금을 사용하기 때문에 후처리 작업이 특히 까다롭습니다.

금속 스피닝: 경험에 의존하는 공정

금속 스피닝은 축대칭 부품을 제작하는 데 사용되는 냉간 금속 성형 공정입니다. 이 공정은 평평한 금속판을 원반 모양으로 절단한 후 회전하는 맨드릴 위에서 원형으로 성형하는 것으로 시작됩니다.

"이 작업은 과학인 동시에 예술이기도 합니다." 펑크하우저는 설명합니다. " 금속을 움직이고 결정 구조를 바꾸는 작업이니까요. 컴퓨터에 프로그래밍할 수 없는 재료에 대한 감각이 필요합니다."

벤젤이 장기 근속 직원을 그토록 높이 평가하는 이유는 바로 이러한 "감각" 때문입니다. 재료를 손상시키지 않고 적절한 압력을 가하는 방법을 아는 것은 수년간의 경험을 통해 개발되는 것입니다.

수동 트리밍이 생산 병목 현상으로 작용

수년간, 스핀 가공 부품의 트리밍은 한계점으로 작용해 왔습니다. 이 공정은 수작업으로 진행되어 속도가 느리고 잠재적으로 안전하지 않았으며, 점점 더 복잡해지는 고객 요구를 충족하는 데 필요한 일관성이 부족했습니다.

" 우리는 한계에 부딪혔습니다." 라고 말합니다. " 부품을 생산하는 속도는 후처리 속도보다 빨랐습니다. 복잡한 절단이 필요한 작업은 후처리 비용을 효율적으로 관리할 수 없어서 거절해야 했습니다. 우리 부품의 3D 특성을 처리할 수 있는 솔루션이 필요했습니다."

5축 솔루션 선택

5축 레이저를 찾는 과정은 매우 까다로웠습니다. 벤젤은 독일과 일본 제조업체를 포함한 시장 주요 업체들을 평가한 후 프리마파워를 선택했습니다.

" 프리마파워의 레이저 넥스트 2141은 우리가 생산하는 대형 부품을 수용할 수 있는 캐빈 크기를 포함하여 우리의 요구 사항에 딱 맞았습니다." 라고 운영 관리자 네드 카이저는 말합니다.

"그들은 우리의 작업 흐름을 이해하고 장비가 우리 생산 현장에 어떻게 통합될 수 있는지 보여주었습니다. 지원 또한 중요한 요소였습니다. 생산을 진행하는 동안 기술자를 3주씩 기다릴 수는 없으니까요."

주기 시간 단축 및 연속 작동

"이전에는 여러 개의 고정 장치, 단계, 그리고 여러 명의 작업자가 필요했던 작업이 이제는 단 한 번의 작업으로 간소화되었습니다." 라고 생산 관리자 랜스 앵거스는 말합니다. "한 시간 이상 걸리던 작업을 단 몇 분으로 단축했습니다."

분리형 캐빈 구조 덕분에 연속 작업이 가능합니다. "왼쪽 테이블에서 레이저가 복잡한 패턴을 절단하는 동안 작업자는 완성된 부품을 꺼내고 오른쪽 테이블에서 원자재를 넣습니다." 라고 그는 설명합니다. "레이저 빔은 거의 항상 켜져 있습니다. 우리는 작업자에게 장비 작동을 지켜보라고 급여를 주는 것이 아니라, 장비에 필요한 부품을 계속 공급하도록 급여를 주는 것입니다."

더욱 엄격한 공차와 불량률 감소

5축 가공 기능 덕분에 벤젤은 이전에는 불가능했던 정밀도를 달성할 수 있게 되었습니다. 카이저는 "우리는 항공우주 부품을 생산하는데, 그 정밀도는 0.005인치(약 0.017mm) 이내입니다." 라고 덧붙였습니다.

이러한 정밀도 덕분에 불량품 발생량도 크게 줄었습니다. 금속 스피닝 분야에서 불량품은 특히 인코넬이나 하스텔로이와 같은 고가의 소재를 사용할 때 비용 손실로 이어집니다.

새 시스템 설치 및 통합

카이저는 “새로운 기술을 생산 현장에 설치하고 통합하는 것은 종종 어려운 일이지만, 프리마 파워 덕분에 수월하게 진행할 수 있었습니다.” 라고 설명합니다. “그들은 현장에 상주하며 장비를 조립하고, 매개변수를 조정하고, 우리 팀을 교육하고, 소프트웨어가 기존 시스템과 원활하게 통합되도록 지원했습니다. 또한, 그들의 애플리케이션 엔지니어는 우리가 장비의 기능을 완벽하게 활용하고 복잡한 공정과 형상을 처리할 수 있도록 안내해 주었습니다.”

더 안전한 운영 및 인력에 미치는 영향

새로운 시스템은 위험도가 높은 트리밍 공정에서 작업자의 직접적인 접촉을 줄여 안전성을 향상시키는 데에도 기여합니다. 앵거스는 "작업자는 날카로운 모서리와 절삭 공구를 직접 다루는 것에서 벗어나 고정 장치를 장착하고 사이클을 시작하는 방식으로 전환함으로써 더욱 깔끔하고 조용하며 제어된 작업 흐름을 만들 수 있습니다." 라고 말합니다.

첨단 장비는 인력 개발에도 도움이 됩니다. 젊은 인력 유치에 어려움을 겪는 업계에서 최첨단 기술은 큰 매력 요소입니다. 펑크하우저는 "젊은 직원들은 프리마 파워 레이저와 같은 첨단 장비를 조작해 보고 싶어합니다." 라고 말합니다.

"프로그래밍, 로봇 공학, 첨단 인터페이스 등이 포함됩니다. 이는 '노동자'에서 '기술자'로의 역할 전환을 의미합니다. 자동화는 인력을 대체하는 것이 아니라, 직원들에게 동기를 부여하는 것입니다."

새로운 기술이 회사의 입지를 어떻게 변화시켰는가

프리마 파워 레이저 넥스트 2141의 도입으로 우리의 입지가 완전히 바뀌었습니다 .” 펑크하우저는 회상합니다. “우리는 더 이상 단순히 방적만 하고 부가적인 가공 작업만 하는 업체가 아닙니다. 이 장비 덕분에 방적을 시작점으로 삼아 더욱 복잡한 작업에도 자신 있게 도전할 수 있게 되었습니다.”

펑크하우저는 회사의 방향성이 더욱 폭넓게 진화하고 있다고 봅니다. "우리는 회사 이름이 확장된 역량을 반영해야 한다는 것을 깨닫고 있습니다. 더 이상 '벤젤 금속 방적'이 아니라 '벤젤 금속 방적 및 가공'으로 나아가고 있습니다."