최적의 프로세스

보빙겐에 위치한 공구 제조업체 Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH의 대표이사 랄프 후프슈미트(Ralph Hufschmied)는 자사가 주로 개별적으로 최적화된 공구를 생산한다고 밝혔다. “표준 제품을 바탕으로, 가공 조건과 가공 대상 재료, 그리고 제조 기업의 경제적 요구 사항에 정확히 부합하는 드릴 및 밀링 공구를 개발합니다. 이를 통해 최적의 공정 구현에 크게 기여하고 있습니다.”라고 그는 이 공구 제조사의 경영 철학을 설명합니다. 

30년 전, 그와 그의 아버지는 이러한 아이디어를 바탕으로 회사를 설립했다. 현재 Hufschmied에서는 약 130명의 직원이 이러한 원칙에 따라, 특히 가공이 까다로운 소재와 특수한 가공 공정을 위한 고품질 드릴 및 밀링 공구를 생산하고 있다. 이는 예를 들어 자동차 산업용 유리섬유 및 탄소섬유 강화 플라스틱 부품의 절단 및 고정밀 가공에 해당합니다. 또한 의료 기술 분야의 티타늄-알루미늄 합금과 같이 고강도, 고인성 금속을 가공하기 위해서도 이 공구 제조사는 생산적이고 효율적인 공정과 공구를 개발하고 구현하고 있습니다.

랄프 후프슈미트(Ralph Hufschmied)가 강조하듯이, 후프슈미트(Hufschmied)는 항상 혁신에 열린 자세를 취하고 있습니다. 그래서 몇 달 전, ZOLLER가 제안한 광학 검사 장비 »mμFocus«를 도입하기로 결정했습니다. 

이 측정 기술은 플라이델스하임에 본사를 둔 제조사가 선보인 미래 지향적인 혁신 중 하나입니다. 이번 협력을 통해 졸러(ZOLLER)는 현장 경험을 갖춘 공구 제조사로부터 기능, 조작법 및 측정 결과에 대한 피드백을 얻을 수 있다는 특별한 이점을 누리게 되었습니다. 

랄프 후프슈미드는 다음과 같이 덧붙입니다. “우리는 ZOLLER와 함께 20년 넘게 공구 생산에 적합한 측정 방식을 꾸준히 찾아왔습니다. 그래서 지난 몇 년간 »genius« 측정기를 사용해 왔습니다. 이 측정기들 역시 당사의 경험과 피드백을 바탕으로 장비 사양과 조작성을 현장 실정에 맞게 최적화하는 데 기여했습니다.” 따라서 양사는 공구 생산 과정에서 얻은 통찰력을 바탕으로 혁신적인 광학 측정 방식인 »mμFocus«를 공동으로 발전시켜 나가기로 신속하게 합의했습니다.

공구 제조업체 Hufschmied는 다양한 공구에 대한 반복적인 측정을 통해 지금까지 예상치 못했던 통찰력을 얻었습니다. 이에 대해 푸엔테스(Fuentes) 박사는 다음과 같이 설명합니다. “예를 들어, 밀링 공구의 경우 샤프트 표면을 터치 방식으로 측정해 왔습니다. 표면 거칠기 R_a 값이 최적 수준이었음에도 불구하고, 절삭력으로 인해 수압 확장 척이나 수축 척에서 공구가 빠져나오는 경우가 끊임없이 발생했습니다. 이에 대해 육안으로 측정해 본 결과, 놀라운 사실을 발견하게 되었습니다.” 

이를 통해 공구 제조사들은 접촉식 측정 시 측정 결과가 방향에 따라 현저한 차이를 보인다는 사실을 밝혀냈습니다. 이는 특히 공구 샤프트와 그로 인해 전달되는 클램핑 힘에 해당합니다. 또한 푸엔테스(Fuentes) 박사가 설명하듯이, 접촉식 측정으로 얻은 측정 결과들은 서로 항상 비교 가능하지 않으며, 표면 거칠기를 평가하는 데 일관되게 사용할 수 있는 것도 아닙니다. “여러 공구의 평균 및 측정된 거칠기 깊이(R_z)가 일치함에도 불구하고, 공구의 거동에는 뚜렷한 차이가 있습니다. 

저희의 경험에 따르면, 광학 측정 방식과 ZOLLER의 »mμFocus« 검사 장비를 통해서만 거칠기 깊이와 표면 거동 간의 상관관계, 특히 장력 및 전달 가능한 토크 측면에서 이를 상세히 평가할 수 있습니다.”

광범위한 이점 

ZOLLER의 검사 장비 »mμFocus«를 이용한 광학 측정은 공구 제조사 Hufschmied의 전문가들에게 공구 표면 특성에 대한 예상치 못한 통찰력을 제공합니다. 이를 통해 접촉식 측정 방식처럼 한 줄, 한 방향으로만 측정하는 것이 아니라, 표면 전체에 걸쳐 거칠기를 측정하고 평가하는 것이 처음으로 가능해졌습니다. »mμFocus« 검사 장비는 광선을 이용해 1.3백만 픽셀 해상도로 1.0 x 0.8 mm 크기의 측정 면적을 포착합니다. 컬러 화면에 표시된 표면 이미지는 0.3 μm 해상도로 높이 구조를 다양한 색상으로 보여줍니다. 이를 통해 운영자는 캡처 및 측정된 표면을 종합적으로 평가할 수 있습니다. 그 결과, 지금까지 예상치 못했던 통찰력을 얻을 수 있습니다. “예를 들어 공구 샤프트와 같은 일부 표면에서는 거칠기의 명확한 방향성을 확인할 수 있습니다. 이는 공구의 연삭 과정에서 비롯된 것일 수 있습니다.”라고 푸엔테스 박사는 설명합니다. 

코팅된 공구의 경우에도 광학 현미경 측정 방식을 통해 유사한 결과가 도출됩니다. 코팅 표면의 일반적으로 측정되는 산술 평균 거칠기 값 R_a가 모든 곳에서 동일하다 하더라도, 검사 장비 »mμFocus«로 측정된 표면에서는 뚜렷한 차이를 확인할 수 있습니다. 이는 높이 구조의 특성뿐만 아니라 거칠기 깊이에도 해당됩니다. 특히 코팅된 공구의 실제 기하학적 특성에 대해서는 지금까지 알려진 바가 거의 없습니다. 또한 일반적인 측정 방법으로는 미세 기하학적 구조를 대략적으로만 평가할 수 있습니다. 반면, »mμFocus« 검사 장비를 활용한 혁신적인 광학 측정 방법은 표면을 훨씬 더 정확하고 상세하게 평가할 수 있는 큰 가능성을 열어줍니다.