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[IT뉴스]디지털 설루션으로 금속 가공 'CNC 장비' 정밀·맞춤형 성형 구현

온카뱅크관리자

2025-03-11 09:17:30

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 생산기술연, CAD데이터 기반 성형경로·속도·마찰 제어기술 개발 고질적 압흔 문제 완화…"생산현장서 테스트 중" 
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 생산기술연 연구진이 개발한 진공기반 성형모듈(생산기술연구원 제공)
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 (서울=뉴스1) 윤주영 기자 = 국내 연구진이 추가 금형 없이 3D 설계 데이터만으로 맞춤형으로 금속 성형을 할 수 있는 기술을 개발했다. 금속 판재를 반복해서 눌러 형상을 빚는 CNC 장비의 가공을 최적화하는 기술이다.
 11일 한국생산기술연구원에 따르면 원내 유연생산연구부문 박남수 수석연구원, 송정한 수석연구원 공동 연구팀은 시뮬레이션, 공정 최적화, 장비 제어 기술을 통합해 '디지털 유연성형 토탈 설루션'을 제시했다.
 금속 성형은 공정 과정에서 제품의 형상이 조금만 바뀌어도 새로운 금형 제작이 필요해 시간과 비용이 많이 든다. CNC 장비로 판재를 반복해서 눌러 원하는 형상을 만드는 점진성형기술이 사용되고 있으나, 성형 시간이 길고 압흔이 남는 데다 강도 높은 소재에는 적용이 어렵다는 한계가 있다.
 설루션은 기존 점진성형기술 한계를 극복했다.
 연구팀은 3D CAD 설계 데이터를 기반으로 성형 경로·속도·마찰 조건을 자동 산출·제어하는 기술을 개발했다. 시뮬레이션을 통해 소재 물리적 특성을 정밀하게 분석하고, 점진적 성형 과정에서 발생하는 변형을 예측할 수 있어 최적의 가공 조건을 도출할 수 있다.
 특히 CNC 장비가 이해할 수 있는 언어로 변환하는 G코드 자동 변환 기술을 개발해 설계 데이터가 성형 공정에 바로 반영되도록 했다.
 성형 공구의 반복적 접촉으로 인한 압흔 문제를 해결하기 위해 진공 기반 성형 모듈도 개발했다. 진공 방식으로 판재를 고정해 성형 중 소재가 불규칙하게 움직이는 것을 방지하고 성형 압력을 균등하게 분산시켰다.
 이를 통해 표면 손상을 줄이는 동시에 넓은 면적을 한 번에 성형할 수 있어 시간을 단축할 수 있다.
 아울러 연구팀은 두 개의 CNC 장비를 실시간으로 동기화하는 제어 시스템을 개발했다, 장비 하단엔 특정 부위에만 열을 가하는 국부 열원 모듈을 적용해 성형 정밀도를 높였다.
 두 개의 성형 공구가 상·하부에서 독립적으로 작동해 국부적으로 가해지는 힘을 제어할 수 있다. 복잡한 형상도 세밀하게 조정할 수 있다, 국부 열원 모듈을 적용해 타이타늄, 마그네슘 등 성형이 어려운 소재도 정밀하게 가공할 수 있다.
 개발된 성과는 생기원 뿌리 분야 대표 과제를 통해 창출된 것이다. 현재 자동차 부품, 가전제품, 의료기기 등 다양한 생산 현장에서 기업들과 실증 테스트를 진행 중이다.
 실증 과정에서 프레스 성형과 점진 성형을 결합한 복합 생산 공정을 적용, 제품 디자인에서 요구되는 날렵한 모서리 형상을 구현하는 기술도 개발했다.
 박남수 수석연구원은 "기존 CNC 장비를 교체하지 않고도 모듈과 제어 기술만으로 추가 금형을 제작할 필요 없이 맞춤형 생산이 가능해질 것"이라고 설명했다.
 총괄책임자인 이호년 수석연구원은 "기존 대량생산 방식과 달리 제품별로 맞춤형 유연생산이 가능하다"며 "실증을 거쳐 실제 제조 현장에 적용하기 위한 테스트를 진행 중"이라고 말했다.
 legomaster@news1.kr 
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