RO-RA 어비에이션 시스템(RO-RA Aviation Systems)의 핵심 부품 가공 사례

[Marketing]

Force를 이용한에러 제거

RO-RA 어비에이션 시스템(RO-RA Aviation Systems)의 핵심 부품 가공 사례

2023년 8월 22일 DEVELOP3D에 게시된 기사입니다.

기사 원문 보기

RO-RA항공 성공사례 동영상 보기

RO-RA 어비에이션 시스템(RO-RA Aviation Systems GmbH)은 항공우주 공급 업체로 아주 정밀하고 복잡한 난삭재 부품에 특화된 기업입니다.

약 190여 명의 직원이 근무하는 RO-RA는 2006년부터 주로 항공 분야 OEM, 주요 공급사 및 CNC 가공 계약을 맺은 고객을 위해 기능성 어셈블리와 정밀 부품을 생산해왔습니다. 생산품에는 민간 항공기, 비즈니스 제트기, 헬리콥터 및 엔진에 사용하는 로드, 고정밀 부품과 메커니즘 등이 포함되어 있습니다.

오스트리아의 쇠르플링(Schörfling am Atersee)에 본사를 둔 이 회사는 고객이 절대 신뢰할 수 있는 주요 부품을 생산해야 합니다. 따라서 회사의 가능한 최고의 성능으로 가공 셋업을 진행할 필요가 있습니다.

사진: RO-RA는 항공우주산업 고객을 위한 고강도의 니켈 기반 합금을 전문적으로 가공합니다.

“사전 개발, 계산, 설계, 및 인증 그리고 프로토타입 생산이 비즈니스 모델의 필수 구성 요소입니다.”

– (Helmut Biesenberger – RO-RA 매니징 디렉터)

회사의 성공 요인 중 하나는 개발과 생산 공정의 디지털화입니다. 항공 부품 개발에 핵심인 경량 내열 소재 가공에 대한 수년간의 노하우를 최적화했습니다.

“고합금강, 티타늄, 알루미늄 가공 외에도 고강도의 니켈 기반 합금 가공도 전문적으로 하고 있습니다. 우리의 가공 기술로 아주 정밀한 형상의 부품도 생산하고 스카이빙이나 호빙 방식으로 기어를 경제적으로 제작할 수도 있습니다.”

– (Patrick Fellinger, RO-RA 엔지니어링 팀장)

로봇 스테이션 7개를 포함한 30대 이상의 최첨단 장비의 약 90%가 자동화되었습니다. 최대 직경 300mm 혹은 850 x 700 x 500 mm (X/Y/Z)의 부품을 상시 가공할 수 있습니다

아주 정밀한 형상의, 각기 다르게 설계된 부품 약 3천여 개를 생산하는데, 모두 아주 정확하고 품질도 높게, 하지만 단가는 낮추어 생산한다는 것은 아주 어려운 도전 과제입니다. 예를 들어 가공률이 약 95%인 항공기 연료 라인의 부품인 알루미늄 커넥터는 아주 정교한 부품으로 비전도성이어야 하며 면의 가공 품질이 완벽해야 합니다.

과거 RO-RA는 CAM 시뮬레이션을 이용함에도 불구하고 값비싼 장비 유휴 시간과 장비 수리 시간이 필요한 충돌을 경험한 바 있습니다. 이 상황을 피하고 공정 신뢰를 최대한 높이기 위해 2018년 RO-RA는 고심 끝에 CGTech의 VERICUT 시뮬레이션과 최적화 소프트웨어를 도입했습니다.

엔지니어링 팀장 Fellinger는 CAM 시뮬레이션이 툴패스만 시뮬레이션할 뿐 NC 코드를 시뮬레이션 하지 않는다고 지적합니다. “VERICUT을 사용하면 가장 장비와 공정을 디지털-트윈으로 재현할 수 있어 우리가 생성한 툴패스의 이동을 확인하여 공정을 100% 신뢰할 수 있습니다.”

Fellinger는 VERICUT 소프트웨어 사용이 아주 쉬워 RO-RA의 모든 밀링 프로그램을 장비로 전송하기 전에 VERICUT으로 검증하여 에러를 확인할 수 있다고 말합니다. “결국 장비 코드 등 NC 데이터의 생산 시뮬레이션을 해야 장비 가공 전부의 안전을 보장할 수 있습니다. 이제 더 이상 충돌을 걱정할 필요가 없어졌습니다.”

에러 제거

RO-RA에서 VERICUT과 더불어 Force 모듈을 사용하여 공정 최적화를 진행한지 1년 정도가 지났습니다. NC 프로그램 전체의 가공 조건을 분석하는 물리적 기반의 소프트웨어 Force는 NC 프로그램을 최적화하는 VERICUT의 모듈입니다.

조금 더 자세히 이야기하면, 공구 날에 가해지는 부하와 스핀들 파워, 최대 칩 두께 등 가공 조건에 맞는 믿을 수 있는 최대 이송 속도를 결정해 주는 소프트웨어입니다.

“지금까지 35개의 부품을 Force로 최적화했습니다. 소재와 정밀도에 따라 다르지만 최대 25%의 가공 시간이 단축되었습니다.”

– (Patrick Fellinger, RO-RA 엔지니어링 팀장)

“특히 반복 생산하는 부품의 프로그램 및 공구 기술 측면에서 최대한 활용하고자 합니다. Force는 회사의 경쟁력을 더 향상할 수 있는 아주 간단한 또 하나의 수단이 되고 있습니다.”

Force는 기존의 밀링 전략이나 툴패스를 변경할 필요 없이 피드로 모든 것을 제어하여 더 유리하게 가공할 수 있도록 해줍니다. 형상은 바뀌지 않습니다.

Force는 특히 난삭재 정밀 다축 가공에 그 진가를 드러냅니다. CGTech은 RO-RA 항공의 엔진 부품을 분석하여 12시간 걸리던 가공 시간을 10시간 이내로, 약 18% 절감했습니다. RO-RA 항공이 CGTech에 제공한 정보는 VERICUT 파일과 소재(이 경우 인코넬 718), 최대 스팬 두께 등 가공 리밋 등의 추가 정보가 전부였습니다.

상응하는 실 가공 테스트 기반의 데이터베이스 활용하여 비슷한 부품을 시뮬레이션 포함 최적화하는 데에는 약 2시간이 소요되었습니다. 인코넬이나 티타늄의 경우 공구 수명이 40%까지 개선되는 효과도 확인했습니다.