전극 설계 및 제작 과정에서 시간이 오래 걸리고 수작업이 많이 요구됨.
복잡한 전극 형상을 설계하기 위해 통합 CAD/CAM 소프트웨어를 도입.
프로세스가 간소화되고, 더 높은 품질과 복잡한 금형 제작 가능.
전극 설계와 자동화에 중점을 둠으로써, 금형실의 효율성이 향상되고 공구 비용이 절감되며 고품질 제품을 제공할 수 있게 되었습니다.
미시간 주 매콤에 본사를 둔 PTI Engineered는 맞춤형 사출 성형 및 계약 제조업체로, 치열한 경쟁이 벌어지는 산업에서 활동하고 있습니다. 이 회사는 35명의 인력을 갖춘 사내 전용 툴룸을 통해 경쟁업체와 차별화되는 우수성을 인정받으며 명성을 쌓아왔습니다. 의료, 자동차, 방위/항공우주, 상업/소비재 등 다양한 고객층을 위해 제조 공정에 사용되는 모든 금형을 엔지니어링, 설계, 제작 및 유지 관리합니다.
PTI는 최근 실험적인 과제에 도전했습니다. 단 5주 만에 전기차(EV) 충전 플러그용 기능성 프로토타입을 제작하는 프로젝트로, 복잡한 세부 사항과 기계적 작동이 포함되어 있었으며 생산 수량은 1,000에서 80,000개까지 다양했습니다. 촉박한 일정에도 불구하고 PTI는 신속하게 프로젝트에 착수했습니다.
PTI의 금형실 관리자 크리스 베어링(Chris Behring)은 “이 금형에는 슬라이드, 인서트 및 약 200개의 전극을 생산하기 위한 복잡한 공구 동작이 있었습니다. 또한, 고객은 부품의 휨을 평가하기 위해 충전 및 냉각 시뮬레이션을 우리와 공유했습니다. 우리는 Cimatron의 모핑/바이어스 기능을 사용해 쉽게 변형 데이터를 반영하여 금형을 조정했습니다. 이처럼 보통 후속 작업에서 세부 사항을 수정하는 것은 비용이 많이 들고 많은 시간이 소요됩니다”라고 말합니다.
이전에는 EDM 부서가 몇 주 동안 전극 작업에 묶여 있어야 했습니다. 전극 형상을 추출하고 연장 및 투영을 모델링한 후 적절한 기본 어셈블리를 추가하고, 전극을 가공하며 여러 위치에서 200개 이상의 전극에 대한 네 자릿수 번호를 수동으로 입력해야 했기 때문입니다.
베어링은 “이전에는 설계 및 제작이 10~12주가 걸렸지만, 설계자들의 전문성과 금형 제작자들의 경험, Cimatron 시스템의 간편함, EDM 로봇 자동화에 대한 투자 덕분에 마감일을 준수하고 고품질의 금형을 사양에 맞춰 납품할 수 있었습니다.” 라고 설명합니다.
PTI는 금형실 팀에게 어려운 일이 될 것이라는 것을 알고 있었지만, Cimatron의 소프트웨어를 사용하여 공정을 단순화함으로써 고객의 요구를 충족할 수 있었습니다. 베어링은 “우리는 첫 시도에서 정확히 원화는 결과를 얻었고 도면 사양을 충족했습니다.”라고 덧붙입니다.
PTI는 이 과제를 해결하기 위해 Cimatron의 통합 CAD/CAM 소프트웨어를 선택하여 전극 설계 기능을 활용했습니다. 이를 통해 팀은 복잡한 전극을 손쉽게 설계하고 제작할 수 있었습니다.
"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 Quick Electrode를 사용하여 생산성과 정확성을 높이면서 전체 프로세스를 더 짧은 시간에 수행할 수 있습니다."라고 베어링은 설명합니다.
Quick Electrode는 전극 설계 시 반복되는 많은 동작을 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 Cimatron을 활용해 필요한 복잡한 전극 형상을 설계하며 프로젝트를 주도했습니다. CAD/CAM 소프트웨어 사용 경험이 많지 않은 팀원들도 Cimatron을 효과적으로 활용할 수 있었는데, 이 소프트웨어의 간단한 인터페이스로 초보자도 쉽게 사용할 수 있기 때문입니다.
베어링은 “이 시스템 덕분에 전문 인력이 설계 작업에 집중하면서도 전극 가공 프로세스가 효율적이고 정확하게 유지될 수 있습니다”라고 말합니다.
Cimatron 소프트웨어의 전극 추출 및 설계 자동화 기능을 통해 팀은 최소한의 작업 단계로 전극을 효율적으로 설계할 수 있습니다. 이 시스템은 전극 설계에 반복적으로 사용되는 여러 기능을 자동화합니다.
베어링은 “간소화된 전극 설계 프로세스에는 추출, 3D 트래젝토리, 시뮬레이션 및 EDM 설정이 포함되며, 이를 통해 작업자가 프로세스를 안내받을 수 있습니다. 우리는 단순히 모양(직사각형 또는 원형)을 선택하고 방전 위치를 조정한 다음 전극을 추출하기만 하면 됩니다”라고 설명합니다.
이 시스템은 새 전극 어셈블리를 생성하고 활성화합니다. 하향식 워크플로우는 작업자가 전극 블랭크, 방전 본체, 표면/솔리드 연장을 베이스와 홀더로 확장하고, 기준 원점을 적용하며 다른 캐비티로 복사 또는 미러링할 수 있도록 안내합니다.
베어링은 “Cimatron의 전극 솔루션은 우리에게 큰 강점이 되었습니다. 빠른 전극 추출과 자동화된 설계 기능이 PTI에서 수행하는 업무에 큰 역할을 하고 있습니다”라고 덧붙입니다.
PTI의 전극 자동화로 촉박한 마감 일정의 복잡한 프로젝트를 처리할 수 있게 되었습니다. 전극 자동화에는 진공 시스템이 있는 네 개의 고속 흑연 가공 센터, 100% Erowa 로봇 통합, 세 개의 Makino CNC 싱커 EDM 시스템, 두 개의 와이어 EDM 시스템이 포함하고 있습니다.
PTI는 전극 자동화를 절대적으로 우선시합니다. 전극이 수백 개에 달하는 고도로 정밀한 작업을 처리하기 위해 자동화에 투자한 결과, PTI는 생산 능력을 크게 향상시켰고 고객의 요구에 신속히 대응할 수 있었습니다.
베어링은 “우리는 로봇용 전극 홀더 2,500개를 보유하고 있으며, 4~5주 동안 사용한 후 교체해야 할 수도 있습니다”라고 말했습니다. 이전에는 전극 가공 자동화 후에도 싱커 기계를 수동으로 프로그래밍해야 했지만Cimatron의 전극 솔루션은 PTI의 Makino 싱커 EDM 기계와 완벽하게 통합됩니다.
"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 베어링은 덧붙입니다.
PTI는 Cimatron 도입과 전극 자동화에 집중한 결과, 금형 제작 프로세스가 개선되었으며 비즈니스 성과에도 큰 영향을 미쳤습니다. 매년 제작되는 금형 수를 800개에서 300개 이하로 줄이는 대신, 더 많은 캐비티와 복잡한 금형 제작에 집중하게 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.
Cimatron 도입은 PTI에 커다란 변혁을 가져왔습니다. 2000년대 초 Cimatron을 도입하기 전까지 PTI는 다섯 가지 다른 소프트웨어 패키지에 의존했습니다.
Cimatron 도입 후 효율성이 5배 향상되었으며, 데이터 변환 시간과 파일 전송 오류가 사라졌고 공정 전반의 성과가 개선되었습니다.
"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.
PTI는 Cimatron을 기반으로 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
Classic Tool & Die는 시마트론의 고급 CAD/CAM 소프트웨어를 활용하여 생산성을 75% 향상하고 탄소 배출량을 줄이는 동시에 까다로운 금형 설계 프로젝트를 성공적으로 해결하고 자동차 OEM과의 혁신을 촉진했습니다.
PTI Engineered Plastics는 전극 설계 및 자동화에 중점을 둔 금형실과 함께 효율성을 개선하고 가공 비용을 절감하며 고품질의 제품을 제공하고 있습니다.
Clips & Clamps Industries는 Cimatron CAD/CAM 소프트웨어를 활용하여 복잡한 금형 설계와 대량 생산 요구 사항을 효율적으로 처리하여 워크플로우를 간소화하고 설계를 최적화하며 재료 최적화 및 향상된 가공 기능을 통해 비용 크게 절감합니다.
Cimatron의 통합 CAD/CAM 소프트웨어 패키지는 데이터 변환 오류를 줄이고, 설계 프로세스를 간소화하며, 작업장 효율성을 개선하고, 공구 리드 타임을 단축하는 데 도움이 됩니다.
2elle-engineering SRL은 유연한 CAD 소프트웨어를 활용하여 고객의 요구 사항을 신속하게 충족하고 최고급 단조 휠을 생산할 때 프리미엄 품질을 유지합니다.
BNL Bearings은 내식성, 내열성, 내마모성, 윤활 필요성, 에너지 효율성 및 비용 절감과 같은 장점을 제공하는 플라스틱 베어링을 설계하고 제작하기 위해 CADCAM Cimatron 소프트웨어를 사용합니다.
