전극을 설계하고 제조하는 긴 수작업 프로세스.
복잡한 전극 형상을 설계하기 위한 통합 CAD/CAM 소프트웨어.
프로세스를 간소화하고, 더 높은 품질의 복잡한 도구로 전환하세요.
전극 설계 및 자동화에 중점을 둔 툴룸은 효율성을 개선하고 툴링 비용을 절감하며 고품질의 제품을 제공하는 데 도움이 됩니다.
미시간주 매콤에 본사를 둔 맞춤형 사출 성형기 및 계약 제조업체인 PTI 엔지니어링 플라스틱은 경쟁이 치열한 업계에서 사업을 운영하고 있습니다. 이 회사는 35명의 인력을 갖춘 사내 전용 툴룸을 통해 경쟁업체와 차별화되는 우수성을 인정받으며 명성을 쌓아왔습니다. PTI는 의료, 자동차, 방위/항공우주, 상업/소비재 등 다양한 고객층을 위해 제조 공정에 사용되는 모든 금형을 엔지니어링, 설계, 제작 및 유지 관리합니다.
PTI는 최근 단 5주 만에 전기 자동차(EV) 충전 플러그의 '기능성 프로토타입'을 제작하는 전형적인 도전 과제에 착수했습니다. 이 프로젝트에는 1,000~80,000개의 부품을 생산해야 하는 복잡한 세부 사항과 복잡한 기계적 동작이 포함되었습니다. 촉박한 일정에도 불구하고 PTI는 신속하게 프로젝트에 착수했습니다.
"이 금형에는 슬라이드, 인서트 및 약 200개의 전극을 생산하기 위한 복잡한 공구 동작이 있었습니다. 고객은 부품의 휨을 평가하기 위해 충전 및 냉각 시뮬레이션을 우리와 공유했습니다. 그런 다음 Cimatron의 모핑/편향 기능을 사용하여 바람을 이용해 뒤틀림을 고려하여 금형을 조정했습니다. 이와 같은 작업에서 사후에 세부 사항을 조정하는 것은 비용과 시간이 많이 소요됩니다."라고 PTI 툴룸 매니저 크리스 베링은 말합니다.
과거에는 EDM 부서가 몇 주 동안 묶여 있었을 것입니다. 전극 형상을 가져오고, 확장 및 돌출부를 모델링하고, 적절한 베이스 어셈블리를 추가하고, 전극을 가공하고, 여러 위치에 대해 200개가 넘는 전극에 대해 4자리 숫자를 수동으로 입력해야 했기 때문입니다.
"과거 같았으면 이 설계 및 제작에 10~12주가 걸렸겠지만, 디자이너의 전문성, 툴 제작자의 경험, Cimatron 시스템의 단순성, EDM 로봇 자동화에 대한 투자 덕분에 기한을 맞추고 사양에 맞는 고품질 금형을 제작할 수 있었습니다."라고 베링은 덧붙입니다.
PTI는 툴룸 팀에게 어려운 일이 될 것이라는 것을 알고 있었지만 Cimatron의 소프트웨어를 사용하여 프로세스를 간소화함으로써 고객의 요구 사항을 다시 충족할 수 있었습니다. 베링은 "첫 번째 샷에서 제대로 된 결과를 얻었고 도면 사양을 충족했습니다."라고 말합니다.
이 과제를 해결하기 위해 PTI는 전극 설계 기능을 활용하여 복잡한 전극을 쉽게 설계하고 제작할 수 있는 Cimatron의 통합 CAD/CAM 소프트웨어를 선택했습니다.
"얼마 전까지만 해도 전극, 블랭크, 베이스를 만들기 위해 지루한 CAD 작업을 수작업으로 수행해야 했습니다. 여기에는 서피스 세트를 새 부품에 복사하고, 2D 궤도 또는 3D 오버번을 위해 해당 면을 오프셋하고, 확장, 트리밍, 수정하는 등의 작업이 포함되었습니다. 모델링하고, 공구 경로를 프로그래밍하고, 홀더를 설정하는 데 많은 시간이 걸렸습니다. 그런 다음 싱커를 공급하기 위해 G-코드를 정의해야 했습니다. 이 과정은 한 시간 이상 걸렸고 각 전극에 대해 이 과정을 반복해야 했습니다. 하지만 지금은 퀵 일렉트로드를 사용하여 생산성과 정확성을 높이면서 전체 프로세스를 더 짧은 시간에 수행할 수 있습니다."라고 베링은 설명합니다.
Quick Electrode는 전극 설계에 사용되는 많은 반복적인 기능을 자동화합니다. 전극 어셈블리를 설정하고, 색상 팔레트와 표준 높이 규칙을 유지하며, 표준 및 특수 솔리드 및 표면 기능을 사용하고, 전극 및 전극 어셈블리에 대한 문서화를 자동화합니다. 또한 EDM 설정을 통해 PTI의 싱커 EDM을 위한 G-코드를 생성합니다.
PTI의 설계자들은 이 프로젝트를 주도적으로 이끌며 필요한 복잡한 전극 형상을 설계하는 데 Cimatron을 활용했습니다. CAD/CAM 소프트웨어에 대한 경험 수준은 서로 달랐지만, 모두 Cimatron CAD/CAM을 효과적으로 사용할 수 있었습니다. Cimatron 전극 솔루션의 주요 장점 중 하나는 사용자 친화적인 인터페이스와 다양한 기술 수준을 가진 사용자들의 접근성입니다. 베링에 따르면, 소프트웨어의 단순성 덕분에 경험이 적은 사용자도 효과적으로 작동할 수 있다고 합니다.
베링은 "전극 가공 프로세스를 효율적이고 정확하게 유지하면서 전문 인력이 설계 작업에 집중할 수 있게 해준다는 점에서 이 솔루션은 우리에게 매우 중요한 역할을 했습니다."라고 말합니다.
시마트론 소프트웨어의 전극 추출 및 설계 자동화 기능을 통해 팀은 최소한의 단계로 필요한 전극을 효율적으로 생성할 수 있습니다. 전극 설계에 사용되는 많은 반복적인 기능을 자동화합니다.
"간소화된 전극 설계 프로세스에는 추출, 3D 궤적, 시뮬레이션 및 EDM 설정이 포함되어 있어 작업자가 프로세스를 진행할 수 있도록 안내합니다. 직사각형 또는 원통형 모양을 선택하고 레코딩 위치를 조정한 다음 전극을 당기기만 하면 됩니다."라고 Behring은 말합니다.
시스템이 새 전극 어셈블리를 생성하고 활성화합니다. 하향식 워크플로우는 작업자가 전극 블랭크, 번 바디, 표면/고체에서 베이스, 홀더로의 확장, 기준 원점 적용, 다른 캐비티로의 복사 또는 미러링을 생성하는 과정을 안내합니다.
"시마트론의 전극 솔루션은 확실히 우리에게 강점이었습니다. 빠른 전극 추출과 자동화된 설계 기능은 PTI에서 하는 일의 큰 부분을 차지했습니다."라고 베링은 말합니다.
PTI의 전극 자동화는 마감 기한이 촉박한 다른 복잡한 프로젝트를 처리하는 회사의 능력에 큰 영향을 미쳤습니다. 이 자동화에는 전극 절단 전용 고속 흑연 머시닝 센터 4대와 진공 시스템, 100% Erowa 로봇 통합, Makino CNC 싱커 EDM 시스템 3대, 와이어 EDM 시스템 2대가 포함됩니다.
이 회사는 수백 개의 전극을 사용하여 매우 세밀한 작업을 수행하기 때문에 전극 자동화를 우선시합니다. Cimatron의 전극 자동화에 대한 투자 덕분에 PTI는 생산 능력을 크게 늘리고 고객 수요에 발맞출 수 있었습니다.
"우리는 로봇용 전극 홀더 2,500세트를 보유하고 있으며, 이 전극 홀더는 분해하기 전까지 4~5주 동안 지속될 수 있습니다."라고 Behring은 말합니다. Cimatron의 전극 솔루션은 PTI의 Makino 싱커 EDM 기계와 원활하게 통합됩니다. Cimatron이 이 기능을 도입하기 전에는 전극 가공 공정을 자동화한 후에도 PTI의 프로그래머가 싱커 머신을 수동으로 프로그래밍해야 했습니다.
"이제 Cimatron에서 전극 설계를 가져와 싱커 EDM 기계로 직접 전송할 수 있으므로 수동 프로그래밍이 필요 없습니다. 덕분에 오류 발생 가능성이 크게 줄고 전반적인 효율성이 향상되었습니다."라고 Behring은 덧붙입니다.
PTI는 Cimatron을 도입하고 전극 자동화에 집중한 결과 금형 제작 프로세스를 개선하고 비즈니스 성과에 큰 영향을 미쳤습니다. 이 회사는 프로세스를 간소화하여 연간 제작되는 툴의 수를 800개에서 300개 미만으로 줄이면서 캐비테이션이 더 크고 복잡한 툴에 집중할 수 있게 되었습니다. 이를 통해 이 회사는 캐비티가 크고 복잡한 의료 기기 및 일회용 대용량 자가 투약 약물 전달 장치의 우선 순위를 정하도록 발전한 제조 운영을 더 잘 지원할 수 있었습니다.
Cimatron을 도입한 것은 PTI에게 혁신적인 경험이었습니다. 2000년대 초반에 Cimatron 소프트웨어를 도입하기 전에는 5개의 서로 다른 소프트웨어 패키지를 사용했습니다.
시마트론으로 전환한 후 효율성이 5배 이상 향상되었습니다. 번역 시간과 파일 전송 오류를 없애고 툴링 프로세스 전반의 전반적인 성능을 개선했습니다.
"전체 금형 제작 프로세스에 Cimatron이 가장 적합하다고 판단하는 데 2년이 걸렸습니다. 5개의 서로 다른 시스템을 사용하여 금형을 견적, 설계, 제조 및 제작하는 데 시간과 비용이 많이 들었습니다. 서로 다른 시스템으로 인한 비용, 각기 다른 시스템에 대한 팀 교육, 시스템 간 데이터 전송 및 번역에 따른 오류로 인해 엄청난 비용이 발생했습니다. 하지만 Cimatron으로 이전한 후 효율성이 5배 이상 향상되었습니다. 번역 시간과 파일 전송 오류를 없애고 툴링 프로세스 전반의 전반적인 성능을 개선했습니다."라고 베링은 말합니다.
시마트론을 기반으로 PTI는 미래 성장과 혁신에 유리한 위치에 있을 뿐만 아니라 새로운 지평을 열망하고 있습니다. 이 회사는 금속 인쇄에 진출하여 5축 가공 역량을 추가하고 지속적인 개선과 혁신에 대한 노력을 강화할 계획입니다.
PTI Engineered Plastics: teampti.com
