CNC(computer numerical control)를 문자 그대로 풀이하면 컴퓨터 수치 제어입니다. 컴퓨터를 이용해서 절삭기나 선반 등의 공작 기계를 제어하는 제조 공정을 뜻합니다. CNC에 대해 알아보고 싶다면? (☞더 알아보기)
컴퓨터를 이용해서 기계를 정밀하게 제어한다는 점에서 CNC는 뿌리산업 분야 중에서도 꽤나 스마트한 제조 분야입니다. 최신 기술을 적용해 끊임없이 쇄신을 시도하고 있죠. 올해 하반기 주목해야 할 CNC 트렌드 5가지에 대해 알아보겠습니다.
① CNC + 3D프린팅 '협업'
CNC 머신과 3D 프린터의 작동 원리는 다릅니다. CNC는 절삭 가공법을, 3D 프린팅은 적층 가공법을 따르죠. CNC 머신은 쓸모없는 부분을 깎아내고, 3D 프린팅은 3차원의 형상을 층층이 쌓아나갑니다. (☞더 알아보기) 제조 과정에서 둘 중 하나만을 사용해야 하는 건 아닙니다. 각각의 장점이 있기 때문입니다.
최근 들어 수많은 제조사가 ‘CNC 밀링’을 ‘선택적 레이저 소결법(SLS)이나 여타 적층 제조법’과 결합하는 ‘하이브리드 제조법’을 채택하고 있습니다. 제조 전체 과정에서 CNC만을 고집하지 않고, 각 제조 단계에 적합하기만 하다면 3D 프린터도 사용하는 겁니다.
반드시 단일한 제작 공법으로 생산을 완료해야 하는 건 아니기 때문이죠. CNC는 3D 프린터보다 훨씬 빠르게 제품을 양산할 수 있지만, 때때로 3D 프린터를 이용해서 부품을 제작하는 것이 합리적일 수 있습니다. 이러한 결합 제조법을 통하면 효율적이면서도 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.
② CNC, '디지털 트윈?'
디지털 트윈은 시뮬레이션보다 대상을 훨씬 더 생생하게 구현합니다. 디지털트윈을 활용하면 현실에서 진행하기 어려운 테스트를 디지털 세계에서 진행할 수 있습니다. (☞더 알아보기)
디지털 트윈은 물리적 대상 혹은 장소의 ‘디지털 버전’입니다. 시뮬레이션이 대상의 단일한 측면이나 단일한 프로세스를 보여주는 데 반해, 여러 개의 복잡한 프로세스를 동시에 보여줍니다. 사전에 제조를 테스트하기에 적합합니다.
생산 단계에서 오류를 일으키지 않기 위해 셋업 단계에서 디지털 트윈을 활용하는 것이 올해 하반기 CNC 업계의 트렌드입니다. CNC 프로그래밍을 각 기계에 사용되는 툴링과 홀더에 연결하는 데 사용할 수 있는 클라우드 기반 소프트웨어 제품들이 이미 있습니다.
작업자가 특정 CNC 기계에 대한 데이터를 시스템에 입력하면, 프로그램이 그에 따라 피드, 속도 및 툴링 권장 사항을 자동으로 제공합니다. CNC 기계용 디지털 트윈을 만드는 것은 아직 일반적이지는 않지만, 디지털 트윈의 활용 범위는 확대될 것으로 전망됩니다.
③ 선제적 '유지 보수'
2022년 하반기 CNC 트렌드 중 하나는 반응형 유지 관리에서 벗어나는 것입니다. 흔히 소 잃고 외양간 고친다고 하죠. 고장이 나고서야 유지 및 보수를 진행하는 사후 대처형 관리법에는 문제가 많습니다. 사전 유지·보수 비용을 아끼려다 오히려 시간과 비용을 낭비하게 될 수 있습니다. 미리 CNC 장비를 점검하고 보수해 최신 상태로 유지해야 합니다. 장비의 서비스 수명을 연장하고 성능을 최대 효율성 단계로 이끌 수 있기 때문입니다.
선제적 유지 보수는 예방 유지 관리와 예측 유지 관리로 나뉩니다. 예방 유지 관리는 예기치 않은 고장의 가능성을 줄이기 위해 장비 운영 스케줄에 집중하고, 예측 유지 관리는 문제가 발생하기 전에 운영자에게 경고하는 것을 목표로 합니다.
최근 미국의 한 기업 연구원들은 인공지능(AI)을 활용해 CNC 밀링 기기 품질 성능을 개선하는 테스트를 진행했습니다. 기계 학습을 사용해 음향 신호를 감지하고 해당 신호 지표를 CNC 장비의 퍼포먼스와 대응시켰습니다. 작동에 문제가 있었던 경우의 음향 신호를 데이터화하여 활용했습니다. 이러한 알고리즘은 부품 교체의 적절한 시기를 제안하고 기계의 마모 정도를 평가합니다.
AI를 활용해 CNC 기기의 성능을 개선하는 연구는 아직 초기 단계입니다. 현재 많은 업계 종사자들이 새로운 CNC 기계 유지 관리 방법에 관심을 기울이는 추세입니다.
④ CNC '자동화'
최근 몇 년 동안 자동화의 중요성이 커지고 있습니다. 카메라로 제어하는 로봇 셀을 이용해 CNC 기계에 자동으로 자재를 적재하거나 하차할 수 있습니다. 여기에 회전, 측정 및 마킹을 처리하기 위한 스테이션을 추가로 설치할 수 있죠.
미츠바시(Mitsubishi)와 AIST사가 협력해 ‘자동화와 AI를 결합한 CNC 기계 솔루션’을 개발한 경우도 있습니다. AI를 사용해 CNC 기계의 현재 위치와 명령 값 간의 불일치를 계산하는 오류 수정 시스템입니다.
이와 같은 AI 결합 접근법은 비-AI 접근법에 비해 시스템 정확도가 51% 높습니다. 이 기술은 동적 가공 중에도 수정 사항을 즉시 적용할 수 있어 고품질을 유지하면서도 리드 타임(☞더 알아보기)을 절약할 수 있습니다.
⑤ 인력 교육, 도제식서 '스마트 러닝'으로
인터넷은 교육 기회를 대폭 확대했습니다. 주요 국외 CNC 기기 업체는 교육 시설에 직접 방문할 수 있는 개인을 대상으로 직접 CNC 머신 교육을 제공해 CNC 전문 인력을 양성합니다. 동시에 인터넷을 통해 액세스할 수 있는 라이브 온라인 세션과 자료도 적극 제공하는 추세입니다.
미국 제조 연구소(Manufacturing Institute)의 2020년 연구에 따르면 회사 직원의 평균 교육 시간은 연간 27.7시간입니다. 신입사원의 경우 연평균 42.9시간으로 훨씬 깁니다. 라이브 온라인 세션과 자료를 적극적으로 활용한다면 연평균 교육 시간을 더욱 효율적으로 책정할 수 있을 것입니다. 이를 통해 CNC 기계 작업의 연속성을 높이고 더 나은 인력을 빠르게 배출할 수 있습니다.
제조업체 매칭플랫폼 카파(CAPA)에는 CNC 가공 분야의 경쟁력 있는 전문 업체들이 포진하고 있습니다. 지금 카파에서 최적의 사출 성형 파트너를 만나보세요.
'제조 뉴스 > 제조 트렌드' 카테고리의 다른 글
| [제조 트렌드] 사출성형 이끌 핵심기술 4가지! (0) | 2022.06.13 |
|---|---|
| [제조 뉴스] 3D프린팅 양산을 위한 전제조건은? (0) | 2022.04.28 |
| [제조 뉴스] 망자를 위한 3D 프린팅, 들어보셨나요? (0) | 2022.04.20 |
| [제조 트렌드] 2022 사출 성형 최신 트렌드 (0) | 2022.04.15 |
| [제조 뉴스] 3D 프린팅, 미군의 새로운 무기로 떠오르다 (0) | 2022.04.06 |