먼저 레이저 가공품은 판금제작과 깊은 연관성이 있습니다. 판금물이란 얇은 판재를 사용해서 밴딩, 프레싱, 용접을 통해 제품을 만들어 내는데 가장 선행되는 것이 판재를 오려내는 것입니다. 오늘날 레이저 가공기는 판재를 미려한 형상으로 오려내는데 가장 효과적인 기술입니다. 아래 그림은 레이저 가공후 판재를 판금공정을 통해 제작한 제품의 예시입니다. 절곡면을 통해 형상을 구현하고 필요시 용접으로 이음매를 마감한 후 후처리를 통해 제품을 완성합니다.
일반 가공품과 차이를 이루는 몇가지는
비교적 큰 면적을 필요로 하는 제품을 만드는데 효과적입니다. (외함)
비용이 상대적으로 저렴합니다.
대량생산이 가능하고 생산 속도가 빠릅니다.
프레스 공정을 통해 판재의 강성(힘살 추가) 보완이 가능합니다.
동일 체적 대비 중량이 가볍습니다.
비용적인 측면에서 저렴하다는 장점이 있어 센서 브라켓이나, 치수공차가 필요없는 기계류의 부품으로 많이 사용합니다. 보일러, 프린터 부속품, 센서 브라켓과 같이 폭넓게 적용이 가능합니다. 다만 일정이상의 강성이 필요하거나 정밀한 치수를 요하는 부품으로 적합하지 않습니다.
레이저 가공품은 판금작업과 연관성이 있습니다. 일반가공품과 마찬가지로 모든 제품은 도면을 필요로 하는데, 판금작업을 OEM 형식으로 수주받아 진행하는 업체의 경우 발주처의 도면을 바탕으로 제작을 진행합니다. 대략적인 레이저, 판금작업 업무의 흐름을 살펴 보면
제작의뢰를 도면과 함께 접수한 후 이는 OEM 업체의 설계팀으로 인계됩니다. 인계된 자료를 바탕으로 가장 먼저 레이저에 입력하기 위해 제품을 2차원 형상으로 변형하는 작업을 수행합니다. 이를 전개도 작업이라하며 레이저 가공기는 일반 가공기계(MCT와 같은) 와는 달리 2차원 가공만 가능하므로 이를 위해서 사전에 필요한 업무입니다.
레이저가공기에 입력할 때는 dwg파일을 dxf 파일로 변환하여 특정 레이저 가공기 프로그램에서 판재, 두께, 절단방법등 필요한 값을 입력하여 레이저 가공기마다 가지고 있는 확장자를 통해 네트워크로 전송되고 이후에 오퍼레이터에 의해 판재가 로딩된 후 절단작업이 진행됩니다.
절단작업을 통해 1차적인 소재 가공이 끝난 제품은 필요에 따라 절곡, 밴딩, 용접등과 같은 후 공정을 거치게 됩니다. 대부분의 임가공 업체는 이와 같은 절차를 진행하는데 조직구성을 살펴보면 다음과 같습니다.
레이저 임가공업체의 조직구성
설계
레이저
절곡(밴딩)
용접
비교적 상대적으로 간단한 레이저 판금물은 앞서 기술한 업무흐름과 조직을 구성하고 있습니다. 여기서 금형설계가 들어가게되면 조금 복잡한 형상 구현이 가능하게 됩니다.
출처 - The Fabricator
위의 사진은 강판을 소재로 금형 작업을 통해 형성된 Forming 형상으로 판재의 늘어나는 성질을 통해 일반 가공품에서는 만들어 낼 수 없는 형상의 제조가 가능합니다. 실제 현업에서 제조되는 레이저 판금물의 형상은 2차원적인 간단한 형상보다 조금은 더 복잡하고 만들어 내기 쉽지 않은 제조물들이 더 많습니다. Mock-up 이나 개발품의 경우 정식금형을 통해 발생할 수 있는 비용적인 리스크를 피하기 위해 간이금형으로 제품을 만들어서 테스트를 진행하여 실패를 사전에 예방할 수 있습니다.
간이금형을 통해 제작을 하기 위해서는 앞서 언급한 조직 외, 금형조직이 별도로 구성되어야 합니다. 또한 정식 금형은 아니라 할지라도 금형설계가 가능한 설계 인원도 필요로 합니다.
공차관리가 필요한 일반가공품의 도면은 규격에 맞게 정밀하게 작성되는 경우가 많습니다.
레이저 가공품의 경우 정밀한 치수 관리가 어렵기 때문에 도면에 공을 들일 필요가 없습니다. 예를 들어 판재에 구멍을 내는 작업을 레이저를 통해 진행하면서 도면상에 Hole 의 공차를 Ø15±0.05 라고 표기하였다면 이는 의미없는 공차 관리 입니다. 왜냐하면 레이저 가공기는 일반 가공기와 달리 정밀한 공차 관리가 어렵습니다. 일반적으로 레이저 가공기의 공차는 ±0.1mm 입니다. 따라서 앞서 지시한 공차는 의미가 없습니다.
따라서 이를 알고 있는 경험있는 사람이라면 레이저 가공시 공차는 의미가 없다는 것을 알고 도면을 최소한 간소화 해서 작업하는 경우가 많습니다. 실제로 레이저 임가공 업체에서는 제조를 위한 도면을 전달 받을 때 dwg나 3D 파일을 받는데 치수 및, 정교하게 작성된 도면에 비중을 두기보다는 형상에 주안점을 두고 전개도, 레이저 프로그래밍을 위한 형상에 더 주목합니다. 좀더 현실적으로 이야기 하면 dwg 도면상에 치수를 전체 삭제한 후 형상(외형선)을 바탕으로 진행합니다.
레이저 가공업체에서는 치수도면을 잘 보지 않습니다. 그들의 목적은 레이저 프로그래밍을 위한 전개도 작업(2D 평면화)에 관심이 있기 때문입니다.
일반가공품과 달리 치수공차는 중요하지 않습니다. 전개도를 프로그래밍해서 레이저 가공기에 Loading 하는 순간 공차는 이미 정해져 있습니다. [±0.1mm]
정밀한 치수공차가 필요한 경우는 일반가공품 제작(MCT)을 고려해야 합니다.
레이저 가공품의 경우 외형도만 임가공의뢰해도 제품이 그대로 제작됩니다.
마무리
레이저 가공은 저렴하고 일반 가공품에서 만들지 못하는 형상(Forming) 구현이 가능합니다. 다만 정밀한 치수관리는 어렵다는 단점이 있으며 레이저 가공업체에서는 정교하게 작성된 치수 도면이 없이 외형도만 주어도 제품을 잘 만들어 낸 다는 점 이를 이용해서 업무 시간을 단축시킬수 있다는 점을 기억해야 겠습니다.
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