CAD/CAM 소프트웨어로 납기 시간을 70% 단축하고 6개월 ROI를 달성: TK Mold

단일 통합 CAD/CAM 패키지로 변환 오류를 줄이고 설계 공정을 간소화하며 작업장 효율성을 향상 시키고 공구 리드 타임을 단축합니다.

미시간주 로미오에 본사를 둔 TK Mold & Engineering Inc.는 2003년 톰 바(Tom Barr)와 크리스타 바(Krista Barr)가 이전 금형 제조업체의 자산과 건물을 매입하면서 설립되었습니다. 톰은 자신을 3대째 이어진 금형 제작자라로 TK Mold의 사장을 맡고 있으며, 크리스타는 공인 마스터 사회복지사(LMSW)로서 직원 개발 이사를 맡고 있습니다.

팀 문화는 톰과 제게 매우 중요합니다.”라고 크리스타는 말하며, 모든 직원이 목소리를 내고 존중받는 환경을 적극적으로 만들기 위해 노력한다고 강조합니다. “우리는 훌륭한 사람들을 고용하고, 질 높은 작업을 수행하며, 질 높은 경험을 제공합니다. ‘모두가 힘을 합친다’는 철학으로 작업장을 운영합니다. 대부분의 작업장 직원은 여러 분야에서 교차 교육을 받았으며 다양한 작업을 수행할 수 있습니다.”

TK Mold & Engineering은 미시간 로미오에 위치한 25,800평방피트(2,397평방미터) 규모의 두 시설에서 25명의 팀원과 7대의 CNC 기계, 여러 대의 선반 및 드릴, 그리고 5축 싱커 EDM을 운영하고 있습니다. 이 회사는 금형 및 부품을 설계하고 월 최대 6개의 금형을 제작하며, 설계 변경 작업을 수행하고 고객의 금형에 대한 유지보수 및 수리를 제공합니다. 지난해 TK Mold는 200, 300, 730톤(미국식 톤 기준)의 프레스 3대를 활용해 최대 연간 50,000개를 생산하는 소량 맞춤형 사출 성형 서비스를 기존 금형 샘플링 서비스에 추가했습니다. 대부분의 금형 고객은 자동차 및 소비재 시장에 속하지만, 항공우주 및 의료 부문에도 금형을 제작 및 납품합니다. 성형된 대부분의 제품의 대부분은 소비재 고객을 대상으로합니다.

지난 20년 동안 회사의 툴링 중 80%는 강철로 제작되었으며, 나머지는 알루미늄으로 제작되었습니다. 이 기간 동안 전체 가공의 80%는 사출 금형(직접 사출, 투샷, 로터리 및 픽 앤 플레이스 방식)으로, 캐비티 수는 1개에서 8개까지 다양하며 종종 사이드 액션이 포함되었습니다. 나머지 20%의 생산은 압축 성형용으로 제작되었습니다. 사출 금형은 일반적으로 85730 미국 톤(77662 미터 톤) 용량의 프레스에 맞춰 설계되며, 회사의 주력 용량은 200500 미국 톤(181454 미터 톤) 사이에 해당합니다. 이 중 상당 수의 금형이 ±0.050밀리미터(0.002인치)의 공차를 유지하며, 플라스틱 부품의 AZ 축 정밀 성형을 위해 설계되었습니다.

TK Mold는 고객층에 맞춰 ITAR 인증을 획득하고 ISO 9001:2015 인증을 보유하고 있습니다. 2022년에는 AMBA 올해의 몰드 메이커로, 2023년에는 올해의 트레일 블레이저로 선정되었습니다.금형 제조 분야에서 젊은 인재들을 멘토링하는 데 매우 적극적이며, 미국 노동부와 함께 등록된 견습 프로그램을 운영하고 있습니다. 2018~2019년 Macomb 직업 기술 교육 관리자 협회 우수 비즈니스 파트너, 2019년부터 2022년까지 매년 Romeo 고등학교 비즈니스 파트너로 선정되었습니다. 또한 TK Mold는 2021년에는 Macomb 카운티 우수 비즈니스 상을, 2019년에는 특별 의회 표창 및 특별 상원 표창 인증서를 받았습니다.

통합 CAD/CAM의 이점

설립 이래로 TK Mold는 견적 및 설계부터 가공 및 EDM, 조립에 이르기까지 워크플로우를 간소화하기 위해 통합된 Cimatron CAD/CAM 소프트웨어를 사용해 왔습니다. 회사는 현재 다음과 같이 총10개의 라이선스를 보유하고 있습니다: 3개의 Cimatron Designer Solution(CAD), 5개의 Cimatron NC Solution(CAM), 1개의 EDM Solution(전극 설계 및 제조) 및 CNC 및 EDM 기계를 운영하는 직원용 2개의 부동 뷰어 전용 라이선스.

"몇 년 전에는 다른 패키지를 사용하는 사람이 한 명 있었지만, 동일한 소프트웨어를 사용할 때 데이터 관리가 훨씬 쉬웠기 때문에 Cimatron으로 모두 전환하게 되었습니다."라고 톰은 말합니다. "이렇게 하면 패키지 간에 데이터를 이동할 때 변환 문제가 발생하지 않습니다. 또한 금형 및 프레스 금형 산업을 위해 설계되었기 때문에, Cimatron은 금형 제작자에게 매우 사용자 친화적입니다."

"부품을 가져와 Cimatron의 QuickSplit 기능으로 파팅 라인을 작성하기 시작할 수 있는 기능은 작업을 시작하는 순간부터 설계를 간소화할 수 있게 합니다."라고 TK Mold의 CNC 매니저인 조나단 살터(Jonathan Salter)는 설명합니다. "Cimatron은 주요 공급 업체의 라이브러리를 다수 제공하여 몇 번의 클릭만으로 게이트, 러너, 이젝터 핀까지 설계할 수 있습니다. 소프트웨어에 통합된 도구들은 슬라이드와 리프터부터 워터라인 및 몰드 베이스에 이르기까지 설계의 모든 측면에서 큰 도움을 주며, 설계에서 제작 및 완성에 이르는 시간을 단축해 줍니다."

공구 및 금형 제작에 특화된 Cimatron

Cimatron은 1982년 이스라엘 소프트웨어 회사 Microcad로 시작하여, 주로 자국 공군을 위한 제조 소프트웨어 개발에 중점을 두었습니다. 설립 후 2년 이내에 중소형 금형 제작소를 위해 설계된 첫 번째 CAD 및 CAM 패키지를 출시했습니다. 1990년, 회사는 사명을 Cimatron Ltd.로 변경하고 최초의 통합 CAD/CAM 패키지인 Cimatron IT를 선보였습니다. 2008년, Cimatron은 CNC 가공 소프트웨어 제공업체인 Gibbs & Assoc.와 합병하여 GibbsCAM을 제품 라인에 추가했습니다.

이 합작 회사는 2010년에 LEDAS(현 LGS 3D)와 협력하여 모션 시뮬레이션과 충돌 감지 기능을 추가했으며, 이 기능은 이후 라이선스를 받아 패키지에 통합되었습니다. 2013년까지 Cimatron은 적층 제조(additive manufacturing) 연구와 금형 설계에 **컨포멀 냉각(conformal cooling)**을 통합하는 도구 개발을 진행했습니다.2015년, Cimatron은 3D Systems에 인수되었으며, 이후 2020년에 Battery Ventures로 매각되었습니다. Battery Ventures는 SigmaNEST 소프트웨어를 제품 포트폴리오에 추가했으며, 2021년에는 Sandvik에 인수되었습니다.

“우리를 경쟁사와 차별화하는 점은 처음부터 우리의 소프트웨어가 공구 및 금형 산업의 요구를 충족하도록 개발되었다는 것입니다.”라고 Cimatron Americas의 영업 이사 랄프 픽클로(Ralph Picklo)는 설명합니다. “금형, 프레스 금형, 고정구 또는 게이지를 설계한다면, 매일 제작하는 작업을 위한 통합되고 효율적이며 사용자 친화적인 소프트웨어를 사용하지 않을 이유가 없습니다.”

그는 이어서 플라스틱 산업에서 사용되는 대부분의 주요 소프트웨어 패키지는 CAD, CAE 또는 공정 시뮬레이션을 제공하지만 CAM과 통합되어 있지 않다고 지적합니다. CAD/CAE/CAM을 제공하는 소프트웨어도 금형을 효율적으로 설계하고 제조하는 데 필요한 특정 도구가 부족합니다. 그러나 Cimatron은 전체 금형 설계 및 생산 기능을 완전히 통합하면서도 마지막 순간의 변경 사항을 유연하게 처리할 수 있습니다. 이러한 이유로 Cimatron은 금형 납기 시간을 최대 70%까지 단축할 수 있으며, 소프트웨어의 ROI(투자 수익률)는 일반적으로 6개월 이내에 달성됩니다.

“디지털 연결성, 템플릿, 표준 금형 구성 요소 카탈로그 및 CoroPlus 툴 라이브러리와 TDM 툴 관리 시스템과의 직접 통합, 반복 작업의 자동화 덕분에 Cimatron은 설계 프로세스를 처음부터 더 효율적으로 만듭니다.”라고 픽클로는 덧붙입니다. “사실 Cimatron은 설계자가 회사의 표준을 지정하고 이를 모든 작업에 적용할 수 있게 하여 매번 처음부터 다시 시작하지 않아도 됩니다.” 그는 금형 납기 시간이 점점 짧아지고 있는 상황에서 회사는 업계에 맞게 최적화된 소프트웨어가 필요하다고 강조합니다. “우리의 소프트웨어는 여러 부서의 여러 사용자가 동일한 작업을 동시에 수행할 수 있게 하여 금형 납기 시간을 크게 단축시키는 동시에, 모든 사용자가 최신 데이터를 사용하고 모든 엔지니어링 변경 사항을 추적할 수 있도록 합니다.” 금형 설계가 완료되면 CAM 파일이 생성되어 G-코드로 변환되고, 이를 통해 2축, 3축 및 5축 CNC 기계에서 황삭 및 정삭 작업이 진행됩니다. 또한, 소프트웨어는 싱커 EDM에서 전극을 태우기 위한 파일을 수동 입력 없이 생성합니다.

Cimatron이 설계 프로세스를 자동화하고 가속화하는 좋은 예는 TK Mold 팀이 최근 완료한 자동차 금형입니다. “작업을 시작할 때, 많은 고객이 금형이 들어갈 수 있는 다양한 프레스 크기를 제시하며, 이를 통해 고객의 요구를 가장 잘 충족할 수 있는 몰드 베이스 크기를 변경할 수 있습니다.”라고 설터는 설명합니다. “Cimatron은 몰드 베이스 공급업체의 웹사이트에 접속해 필요한 각 몰드 베이스의 CAE 모델을 다운로드한 후 CAD 패키지에 수동으로 로드해야 할 필요 없이, 드롭다운 메뉴에서 몰드 베이스를 설계에 쉽게 적용할 수 있도록 합니다. 이러한 기능은 짧은 납기와 여러 엔지니어링 변경 사항이 요구된 이 어려운 작업을 크게 간소화했습니다. 우리는 외부 사이트에서 추가 정보를 입력하지 않고도 다양한 크기의 몰드 베이스 간 전환을 쉽게 수행할 수 있었습니다.”

최신 기술 교육으로 경쟁에서 앞서 나가기

Cimatron을 20년 동안 사용해 온 TK Mold는 주기적으로 시간을 내어 공급업체를 초청해 고급 교육을 진행하고 있습니다. 특히 소프트웨어에 새로운 기능이 추가될 때마다 이를 반영하고 있습니다.

톰은 "바로 사용을 시작할 수 있지만, Cimatron의 강력함을 고려했을 때 소프트웨어를 마스터하는 데 시간이 필요하다"고 말합니다. "효율성을 극대화하고 금형 납기 시간을 계속 단축시키기 위해 Cimatron을 초청하여 고급 교육을 주기적으로 진행하고 있으며, 이 투자 덕분에 주요 업그레이드마다 소프트웨어를 더욱 효율적으로 사용할 수 있게 되었습니다. 이 추가 교육의 가장 좋은 점은 우리가 현재 작업 중인 프로세스와 도구에 대해 충분히 질문할 수 있다는 것입니다."

픽클로는 "톰과 크리스타는 항상 최신 기술을 활용하려고 하며, 그들은 팀을 평균 사용자에서 프로 사용자로 발전시키는 고급 교육 세션에 투자할 의향이 있습니다. 이는 그들의 프로세스를 원활하게 하고 작업장을 더 수익성 있게 만듭니다."라고 말하며, "이것은 모든 회사가 아낌없이 교육에 투자해야 한다는 것을 증명합니다. 고객들 중에는 16명의 설계자가 작업을 완료하는 데 걸리는 시간에서 하루에 1분을 단축할 수 있다면, 그 곱셈 효과가 한 달 말에 상당한 시간 절약으로 이어진다고 말한 곳도 있었습니다. 일부 작업장에서는 추가 교육을 받을 시간이 없다고 말하지만, 저는 그들에게 그 시간을 들이지 않으면 안 된다고 말합니다."

원본 기사는 이것에서 확인하실 수 있습니다, CAD/CAM Software Reduces Delivery Times by 70% With a Six-Month ROI by Peggy Malnati  www.moldmakingtechnology.com