금속 절단은 비용이 많이 드는 공정일 수 있으며, 원자재에서 부품을 가공하는 많은 제조업체들은 최신 절단 기계와 기술이 자사의 생산 공정에 어떻게 적용되는지, 그리고 적절한 공구를 사용하여 어떻게 비용을 절감할 수 있는지 잘 모르고 있을 수 있습니다.
코네티컷주 이스트 헤이븐에 위치한 써머툴(Thermatool Corp.)의 엔지니어링 시스템 및 절단 제품 부문 이사인 마이크 압바스(Mike Abbas)에 따르면, 연마재 톱은 특수강 및 합금을 필요에 따라 절단할 때 가장 선호되는 기계라고 한다. 써머툴의 제품 라인인 ‘새비지 톱(Savage Saws)’은 연마재 절단 분야의 선구자 중 하나로, 이 고생산성 기술을 지속적으로 개발하고 있다.
압바스는 제조업체들이 툴링 신속 교체, 전산화 된 설정, 레시피 기반 공정, 높은 신뢰성, 유지보수의 용이성, 그리고 높은 처리량을 갖춘 장비를 원한다고 말합니다.
Thermatool Corp.은 10~500 HP 범위의 동력 옵션을 갖춘 연마재 톱 제품군을 생산하며, 여기에는 소형 기요틴 톱, 갠트리 톱, 플레이트 톱, 회전식 톱, 슈퍼 톱, 주조용 톱 등이 포함됩니다. 이 장비는 건식, 습식 또는 고온 조건에서 재료를 절단할 수 있습니다. 톱의 절단 용량은 직경 ¼인치에서 36인치까지 가능하며, 두께 1/32인치에서 ½인치, 직경 14인치에서 60인치에 이르는 연마 블레이드를 사용합니다. 또한 Savage Saws는 비철금속 절단에 사용할 수 있는 초경합금 팁 블레이드를 활용할 수도 있습니다.
블레이드 진동, 스텝 절단, 전자식 길이 제어, 레시피 기반 일괄 절단 등은 Savage Saws에 탑재된 주요 기능 중 일부입니다. 압바스는 메뉴 기반 터치스크린이 장착된 조작 콘솔을 통해 완전 자동화된 제어가 가능하다고 설명합니다. 또한, 완전 자동화된 생산을 위해 맞춤형 또는 표준 자재 취급 솔루션을 별도로 구매하여 통합할 수도 있습니다.
절단 적용 사례
1917년에 설립된 오하이오주 메이필드 하이츠에 본사를 둔 파커 해니핀(Parker Hannifin Corp.)은 지난해 약 144억 달러의 매출을 기록한 글로벌 제조업체입니다. 이 회사는 항공우주, 상업용 선박, 자동차, 산업용 로봇 등 광범위한 최종 시장을 위한 모션 및 제어 시스템을 설계하고 제조합니다. 파커가 생산하는 제품으로는 모터, 개스킷, 밸브, 피팅 및 커플링, 센서, 모니터 등이 있습니다. 파커의 주요 사업부 중 하나는 금속을 많이 사용하는 공압 및 유압 실린더와 관련 부속품을 생산합니다.
파커 해니핀(Parker Hannifin)의 제조 엔지니어인 댄 세이어(Dan Sayre)는 회사가 세이비지 소스(Savage Saws)에서 공급받은 연마 톱 4대를 운영하고 있다고 말합니다. “이 톱들은 1045 등급 탄소강과 일부 17-4PH 등급 스테인리스강을 절단합니다.”라고 그는 설명합니다. 이렇게 생산된 부품들은 이후 공압 또는 유압 실린더용 피스톤 로드로 가공됩니다.
세이어는 “톱의 사용 시간은 시설마다 다르며, 하루 10시간에서 14시간 사이”라고 말합니다.
크기와 속도가 중요하다
파커 해니핀이 Savage Saws의 연마 절단기를 선택한 주된 이유 중 하나는 공구 교체 없이도 제품 크기를 신속하게 전환할 수 있는 능력 덕분입니다. 직경 ½인치부터 5-1/2인치까지 손쉽게 절단할 수 있습니다. Savage Saws를 사용하면 톱을 프로그래밍하여 어떤 직경이든 즉시 절단할 수 있습니다. “밴드 톱으로 이 범위의 재료를 절단하려면 톱날을 세 번 교체해야 합니다.”라고 세이어는 말합니다. “이는 교체당 15분이 소요된다는 뜻이며, 톱날 교체 중 작업자가 다칠 위험은 말할 것도 없습니다.”
“밴드 톱에 사용되는 초경합금 팁 블레이드는 개당 500~600달러나 합니다. 작업자가 블레이드를 부러뜨리면 그 돈은 물거품이 됩니다. 밴드 톱의 구동 장치와 롤러도 함께 손상되죠,”라고 그는 말을 이었다.
“밴드 톱 기계에 적합한 톱날을 장착하면 직경 5-1/2인치인 봉재를 15분 만에 절단할 수 있습니다. 반면 연마 톱을 사용하면 작업자가 같은 재료를 단 3분 만에 절단할 수 있습니다,”라고 세이어는 설명합니다.
세이어에 따르면, 연마용 톱날을 사용할 때의 유일한 단점은 톱날에서 발생하는 먼지와 이물질이지만, “기계를 깨끗하게 유지하고 절삭유를 잘 관리하는 숙련된 작업자”가 있다면 이를 쉽게 상쇄할 수 있어, 톱이 “끊임없이 작동”할 수 있다고 한다.
“톱을 가동하는 데 있어서는, 우리가 원하는 대로 잘 작동합니다.” Savage Saws에 탑재된 자동화 기능 덕분에 “교대 근무 한두 번 정도만 교육하면 작업자가 톱을 자율적으로 가동할 수 있습니다. 밴드 톱에 비하면 더 숙련된 작업자가 필요하지만, Savage Saws는 녹색 버튼만 누르면 바로 작동합니다.”
세이어는 파커 해니핀이 새비지 소우(Savage Saw)로부터 훌륭한 서비스와 지원을 기대하고 있다고 말합니다. 하지만 장비의 신뢰성이 매우 높기 때문에 “서비스 관련으로 전화를 한 번도 걸 필요가 없었습니다. 우리 부서에서는”라고 그는 덧붙이며, “이 톱에 대한 문의가 거의 없었고, 써모툴 코퍼레이션(Thermatool Corp.)-새비지 소우 고객 서비스팀의 신속한 대응 덕분에 즉시 답변을 받을 수 있었습니다.”
그는 최근 오리건주에 최신형 톱을 설치했다고 말했다. “조만간 다섯 번째 설비를 설치할 계획입니다.”
더 빠른 사이클 타임
연마재 톱이 띠톱에 비해 갖는 주요 장점은 높은 절단 속도, 향상된 절단 품질, 가열되거나 냉각된 소재 모두를 가공할 수 있는 능력, 그리고 고강도 소재를 절단할 때의 높은 생산성입니다. 또한 압바스는 연마재 톱이 차지하는 바닥 면적이 더 적고 필요한 작업자 수도 더 적다고 말합니다.
두께 10인치의 티타늄 빌렛을 밴드 톱으로 한 번 절단하는 데 45분이 걸리지만, 연마 톱을 사용하면 단 5분밖에 걸리지 않습니다. Savage Saw SG-150 모델을 사용하면 4인치 빌렛을 절단하는 데 45초가 소요되는 반면, 밴드 톱을 사용할 경우 최대 8분이 걸릴 수 있습니다.
“하루 8시간(연간 2,080시간) 교대 근무를 하고 효율이 85%라고 가정하면, 연간 1,768시간을 활용할 수 있다”고 압바스는 계산했다.
또 다른 기준으로 보면, 절단당 45초가 소요되는 연마재 톱은 141,440회의 절단을 수행할 수 있는 반면, 절단당 8분이 소요되는 띠톱은 13,260회밖에 절단할 수 없습니다. “즉, 같은 횟수의 절단을 하려면 띠톱 10대가 필요하다는 뜻입니다. 밴드 톱의 수가 늘어나면 필요한 바닥 면적이 증가하고, 초기 투자 비용이 높아지며, 노동 시간도 늘어납니다. 산업 인력이 크게 부족한 상황에서 생산성은 투자의 핵심 동인이 됩니다. 압바스는 “연마 톱의 장점은 더 빠른 사이클 시간과 절단당 총비용이 낮다는 점”이라며, 반면 밴드 톱은 더 많은 유지보수가 필요하고, 제조에 더 큰 공간을 차지하며, 초기 투자 비용도 더 많이 든다고 말합니다.
톱질 장비 안전
Savage Saws의 기계에는 작업자가 위험 구역에 접근하지 못하도록 하는 안전 가드와 센서가 장착되어 있습니다. 이 안전 가드는 견고하면서도 가벼운 알루미늄 프레임과 폴리카보네이트 패널로 구성되어 있어, 절단 동작으로부터 작업자를 보호하는 동시에 기계 작동 중에도 톱을 선명하게 볼 수 있게 해줍니다. 측면에 마련된 개구부를 통해 이송 푸셔 어셈블리가 강합금 봉을 절단 헤드로 안전하게 이송할 수 있으며, 자석 잠금 장치가 장착된 안전 도어 덕분에 유지보수가 용이합니다.
안전 센서는 급지 푸셔 어셈블리 전방에 설치된 적외선 평면을 활용합니다. 적외선 평면이 차단되면 급지 푸셔 어셈블리는 자동으로 정지하지만, 커팅 헤드는 별도로 계속 작동합니다. 압바스는 이 센서가 가장 효과적인 감지 범위와 커버리지를 확보할 수 있도록 장착되어 있어, 장치가 절단 작업에 방해가 되지 않는다고 설명합니다.
Savage Saw의 고객들은 장비의 내구성과 더불어 안전을 최우선으로 여깁니다. 세이어는 “파커 해니핀에서는 안전하고 유지보수가 많이 필요하지 않은 기계를 원합니다. 우리는 10년짜리 톱보다는 20년 이상 사용할 수 있는 톱을 구매할 것이며, 이것이 바로 우리가 Savage Saw를 선택하는 이유입니다.”라고 말합니다.
Thermatool Corp., 코네티컷주 이스트 헤이븐, 203/468-4100, thermatool.com.
파커 해니핀, 오하이오주 메이필드 하이츠, 800/272-7537,parker.com.