www.engineering-korea.com
21
'26
Written on Modified on
항공우주 슈퍼합금 가공을 위한 다목적 수직 선삭 센터
DN Solutions는 복합 단일 구조 항공우주 부품용 티타늄 및 니켈 합금 가공에 특화된 고강성 다목적 수직 선삭 센터를 개발했습니다.
www.dn-solutions.com
DN Solutions는 난삭재 슈퍼합금의 고정밀 가공을 위해 설계된 다목적 수직 선삭 센터 PUMA VTR 1620 MC를 선보였습니다. 이 플랫폼은 선삭 및 밀링 기능을 결합하여 항공우주 제조 분야 전반에서 대형 구조 부품의 생산성을 향상시킵니다.
구조 역학 및 열변형 제어
티타늄과 니켈 기반 슈퍼합금은 칩 배출 시 유의미한 기계적 과제를 유발합니다. 티타늄은 열전도율이 낮아 절삭날에 열이 집중되고 공구 마모가 촉진됩니다. 또한 탄성 계수가 낮아 절삭 중 탄성 복원이 증가하고 치터링 위험과 공구 편차가 커집니다. 니켈 기반 슈퍼합금은 강한 가공 경화, 높은 연성, 가공 중 열 축적 특성을 보여 표준 조건에서도 공구 에지를 빠르게 손상시킵니다.
높은 절삭력 하에서 구조적 안정성을 유지하기 위해 PUMA VTR 1620 MC는 넓은 컬럼 베이스 주물 구조와 동급 표준 장비 대비 확장된 가공 영역을 활용합니다. 열 안정성은 표준 사양으로 적용된 고용량 액체 냉각 시스템 통합 열대칭 주축 구조를 통해 확보됩니다. 이러한 대칭형 구성은 장시간 가공 주기 동안 직선 축을 따른 비대칭 열성장을 최소화합니다.
통합 공정 기능 및 고압 절삭유 시스템
현대 항공우주 제조업은 다부품 조립 구조에서 단일 대형 단일 구조(monolithic) 부품으로 전환되는 추세입니다. 이러한 일체형 부품을 생산하려면 extended 이송 거리, 뛰어난 구조적 강성, 엄격한 열변형 제어가 필수적입니다. 단일 플랫폼에 선삭 및 밀링 공정을 통합하면 중간 워크피스 이송과 재고정 단계를 없애 누적 정렬 오차와 사이클 타임을 줄일 수 있습니다.
슈퍼합금 가공 시 절삭 영역 관리는 타겟팅된 절삭유 공급이 필요합니다. 절삭날 온도는 수백 도에 달하는 반면, 칩과 공구 경사면 사이의 밀착으로 인해 기존 분사 방식의 절삭유 침투가 제한됩니다. 이 플랫폼은 공구 단면으로 직접 유체를 주입하는 140bar 주축 관통 절삭유(TTC) 시스템을 탑재했습니다. 고압 분사는 국소 마찰을 줄이고 최고 절삭 온도를 낮추며, 길게 형성되는 칩을 분쇄하여 안정적인 칩 배출을 지원합니다. 공구 보관 및 변경 유연성은 Capto 툴링 시스템과 호환되는 120개 공구 매거진을 통해 지원되어 복잡한 공정 순서에서도 신속한 공구 인덱싱을 제공합니다.
추가 컨텍스트: 기술 사양 및 경쟁 벤치마킹
대형 항공우주 제조 분야에서 1,600mm 이상의 선삭 지름을 갖춘 다목적 수직 선삭 센터(VTC)는 구조적 강성과 절삭유 공급 압력이 금속 제거율을 결정하는 전문 장비 영역에서 경쟁합니다.
- 절삭유 시스템 성능: 일반적인 상용 수직 선삭 센터는 20bar에서 70bar 사이로 작동하는 주축 관통 절삭유 옵션을 제공합니다. PUMA VTR 1620 MC에 기본 적용된 140bar 시스템의 통합은 표준 기본 구성을 크게 상회합니다. 140bar 압력에서는 유압력이 연성 인코넬 718 또는 Ti-6Al-4V 절삭 시 칩 분쇄를 직접 도와 일반 압력 설정 대비 인서트 에지 수명을 연장합니다.
- 툴링 인터페이스 표준: 모듈식 Capto 인터페이스(이 장비 크기 등급에서는 주로 C6 또는 C8)의 사용은 기존 테이퍼 인터페이스(CAT50 또는 BT50 등)에 비해 높은 굽힘 강도와 휨 저항성을 제공합니다. 이러한 기계적 강성은 연장된 램 오버행에서의 중절삭 밀링 및 보링 작업에 필수적입니다.
- 열 관리: 비대칭 수직 선삭 센터는 주축 모터의 열이 크로스 레일과 컬럼으로 전달됨에 따라 X축을 따라 열 기울기 현상이 자주 발생합니다. 열대칭 컬럼 및 램 설계는 열원을 격리하고 주변 공장 온도 및 주축 부하의 변화 속에서도 기하학적 정렬을 유지하여 장시간 가공 작업 전반에 걸쳐 일관된 위치 공차 제어를 제공합니다.
