최신 툴링 및 표면 처리 기술로 인디카에 대한 Ganassi와 Kennametal의 파트너십 강화
성공적인 기록 달성을 뒷받침하는 발상의 전환
그림 설명: 탁월한 생산성 덕분에 Ganassi 인디 가공 작업장에서 강 대용품을 구매하는 것보다 낮은 비용으로 필요한 티타늄 부품을 제작할 수 있게 되었습니다.
CGRT(Chip Ganassi 레이싱 팀)는 2012년 인디애나폴리스 500 대회에서 Dario Franchitti와 Scott Dixon이 각각 1, 2등을 차지한 극적인 순간의 여운이 가시기 전에 최고의 툴링 및 엔지니어링 서비스의 업체인 Kennametal Inc.와 다년간 툴링 및 엔지니어링 파트너십을 연장한다고 발표했습니다.
»이 팀을 시작한 지도 23년이 되었고 그 중 19년 이상을 Kennametal과 함께했습니다.» Chip Ganassi 레이싱 팀의 소유주인 Chip Ganassi의 설명입니다. »현재 우리 가공 작업장은 100% Kennametal의 공구로 운영되고 있고, 팀 전체와 시리즈에 참가하는 모든 차에 Kennametal 로고가 붙어 있습니다. 그러나 이 파트너십이 더 가치 있는 이유는 Kennametal의 전문 기술이 가공 작업장 운영뿐만 아니라 경기에서 더 좋은 성적을 달성하는 데 도움이 되기 때문입니다. Kennametal은 항상 우리가 직면한 다양한 가공 문제에 대한 여러 해결책을 제시해 주었습니다. 이런 파트너가 있다는 것은 정말 다행스러운 일입니다.»
적합한 인재, 적합한 장비, 적합한 도구
인디애나폴리스에 위치한 Target Ganassi 가공 작업장을 방문해 보면 네 개의 CNC 장비(두 개의 다축 머시닝 센터, 각각 라이브 툴링과 서브 스핀들을 보유한 두 개의 CNC 선삭 센터)를 중심으로 집중적으로 작업이 이루어지고 있는 것을 볼 수 있습니다. 14번의 시즌을 팀과 함께한 가공 작업장 책임자 John Huffman은 »필요한 기계가공 작업의 99%는 내부에서 직접 처리하고 있습니다.»라면서 이전에는 강으로 된 완제품을 구입했지만 이제 더 단단하고 가벼운 티타늄으로 직접 제작할 수 있게 된 강철 삼각대 커버를 예로 들었습니다. »툴링과 기계가공 장비를 직접 보유하고 있기 때문에 판매되고 있는 강 완제품을 구매하는 것보다 내부에서 티타늄 부품을 제작하는 것이 더 저렴합니다.»라고 말합니다. 평균 0.0002»까지 높은 부품 공차를 개선할 수 있게 된 것도 장점입니다.
Huffman이 »여러 부품을 빨리» 생산한다고 말한 것처럼, Ganassi 인디 가공 작업장에서는 기본적으로 다양한 부품을 짧은 시간 동안 소량 생산하고 있습니다. 가공 작업장의 여러 팀원들은 높은 공차 정삭으로 연마가 필요 없는 고경도 선삭용 PCB 툴링과 티타늄 황삭 및 정삭을 위한 새로운 5 플루트 HARVI II™ 솔리드 초경 엔드밀과 같이 공정 개선이 도움이 된 Kennametal의 여러 공구를 소개해 주었습니다. Huffman은 »이제 우리 엔지니어들은 복잡한 부품도 자신 있게 가공 작업장 내부의 기준에 맞게 높은 공차와 우수한 표면조도로 가공할 수 있게 되었습니다.»라고 말했습니다.
Kennametal은 19년이라는 Ganassi 인디 가공 작업장과의 파트너십 기간 동안 Kennametal Extrude Hone을 통한 정밀 표면 관리 기술을 제공했습니다. 입자유동가공(AFM)과 같은 정삭 공정은 순수 디버링 기능부터 시작해서 초고정밀 공차를 충족하는 폴리싱 및 곡면가공으로 발전했습니다. 또한, 장비 제어, 연마제 및 유동 타게팅 부분에서 새로운 기술이 개발되면서 정밀도를 더 높일 수 있게 되었습니다.
핵심 기술
고성능 애플리케이션에서는 교차 홀을 비롯한 홀 가공 시 높은 표면 조도가 필요한 경우가 많고 요구되는 공차를 달성하기 위해 집중적으로 폴리싱 가공을 해야 하는 경우가 많습니다. 일반 또는 특수 가공 공정을 진행하는 동안 표면에 금속 얼룩이나 미세 균열이 발생하면 성능 저하나 파손의 위험이 높아집니다. 이러한 위험을 해소하기 위해 엔지니어는 부품 설계의 여러 측면에서 AFM 표면조도를 고려하는데, 특히 박막 유동, 경계층 난류, 압축 잔류 응력 및 인선 상태가 중요한 요소입니다. 심지어 접근이 불가능한 부분까지 기존의 120마이크로인치에서 16마이크로인치까지 표면조도를 개선할 수 있습니다.
AFM 장비는 독립형 스테이션으로 운영하거나 생산 시스템에 통합할 수 있습니다. 일반적으로는 반대 방향의 두 매체 실린더 사이에 부품을 고정하면, 장비가 한 실린더에서 다른 실린더로 연마제를 압출합니다. 그러면 툴링이 연마제와 크기 및 점도 특성을 기준으로 부품의 한정 연마를 수행합니다. 매체가 제한된 통로를 통과하는 동안 매체의 점도가 상승하여 마모성 소재를 고정합니다. 매체는 이 제한된 상태에서만 마모되며, 일단 제한된 통로를 통과하면 점도가 정상 상태로 돌아오고 마모가 중지되어 스레드가 보호되고 표면이 밀봉됩니다.
Extrude Hone에서 AFM에 대한 연구 개발을 진행함에 따라 소재의 점도를 낮추고 마모 입자의 크기를 줄여서 50마이크로인치 수준까지 홀 정삭과 인선 곡면가공이 가능해졌습니다. 예를 들어, 엔진 성능을 향상하려면 연료 분사기의 연료 분사 노즐에서 더 미세한 연료 입자를 분사할 수 있도록 미세한 인선 곡면가공이 요구됩니다.
가공 작업장에서 알루미늄과 합금 강과 함께 티타늄이 활용되는 분야가 늘어나면서 Huffman은 Kennametal의 항공우주 »Innovations» 카탈로그를 참조하면서 복잡한 3D 형상부터 30 X D까지 도달하는 깊은 홀 드릴용 솔루션까지 다양한 정보를 수집하기 시작했습니다. Huffman은 »부품 치수와 표면조도에서 보다 정밀한 공차를 유지할 수 있기 때문에 가공 작업장 내부에서 생산하는 부품은 앞으로도 더 늘어날 것입니다.»라고 마무리했습니다.
그림 설명: 표면 처리 기술이 발전하면서 인디카 부품의 성능을 개선할 수 있는 많은 기회가 마련되었습니다.
