다양한드라이브기술과 e-모빌리티의결합에는고정밀도로연삭된많은구성부품이필요합니다. 툰에소재한고품질연삭기술제조업체인 Fritz Studer AG는생산적인가공컨셉으로고품질연삭기계를공급한다는평가를받습니다.

우려했던 것과는 달리 모빌리티로의 전환으로 인해 가공 제작에서 생산이 급격한 침체를 겪을 것으로 보이지는 않습니다. 툰에 소재한 연삭기 제조업체인 STUDER의 전문가들은 이를 확신합니다. STUDER의 최고 영업 책임자(CSO)인 산드로 보타쪼는 앞으로 제작될 다양한 구성 부품들이 몇 년 또는 수십 년에 걸쳐 천천히 그리고 지속적으로 변화될 것이라고 강조합니다. 이러한 전망을 뒷받침하기 위해 그는 전 세계적으로 판매되는 승용차의 예상 수량과 각 드라이브 기술의 점유율을 인용합니다. 산드로 보타쪼는 “다양한 분석들을 살펴볼 때 내연 기관이 앞으로 수년 동안 계속해서 세계 여러 지역에서 중요한 역할을 할 것으로 가정하고 있다”고 보고합니다. 

앞으로 수십 년 동안 다양한 드라이브 기술이 우후죽순으로 등장할 것입니다. 순수 배터리에서 전원을 공급하는 전기 모터 외에도 배기 가스 정화 기능이 있는 디젤 엔진, 수소 엔진, 하이브리드 엔진 기술(즉, 연소 엔진과 전기 모터의 조합), 연료 전지에서 발전하는 전기 드라이브와 승용차 및 화물차용 드라이브 등이 계속해서 사용될 것입니다. 앞으로도 더 많은 드라이브 기술이 계속 개발될 것입니다. 이는 제조업체의 입장에서 드라이브 트레인용 정밀 부품이 여전히 많이 필요하다는 것을 의미합니다. 여기에는 샤프트, 차축, 부싱, 기어 및 압축기 휠, 캠 샤프트 및 크랭크 샤프트 등이 포함됩니다. 이밖에 현재 개발 중인 자율 주행 차량이 조만간 양산될 것입니다. 이러한 자율 주행 차량을 위해 자동차 산업은 또한 다양한 정밀 부품을 양산해야 합니다.

효율적인 드라이브 기술에는 일반적으로 매우 복잡한 시스템이 필요합니다. 이러한 시스템은 예를 들어 제동 시 전기 에너지를 회수하는 하이브리드 및 전기 드라이브에 적용됩니다. 가공 제작의 경우 이는 제작해야 하는 매우 복잡한 구성 부품의 수가 증가한다는 것을 의미하기도 합니다. “이로써 새로운 기회가 생겨납니다. 따라서 제품을 더욱 발전시키기 위해 시장을 계속 예의주시할 것”이라고 산드로 보타쪼는 강조합니다. 오늘날 이미 알려진 혁신적인 연삭 기술의 응용 분야에는 CVT 변속기(주로 하이브리드 드라이브에 사용됨) 구성 부품, 전기 모터용 로터 및 변속기 샤프트, 터보차저용 샤프트, 연료 전지용 압축기 샤프트, 수소 엔진용 샤프트 및 밸브, 전기 스티어링 시스템용 스크루 드라이브 및 전기 모터 케이스를 경제적으로 가공하기 위한 다양한 유형의 정밀 공구 등이 포함됩니다.  정밀 공구의 경우 상당한 성장을 보일 것으로 예상됩니다.

산드로 보타쪼가 보고한 바와 같이 Fritz Studer AG는 언급된 구성 부품에 신뢰할 수 있는 안정적인 연삭 기술을 제공합니다. 예를 들어 CVT 변속기의 경우 1차 및 2차 샤프트를 연삭해야 합니다. 이러한 연삭은 STUDER S41 브랜드 연삭기에서 각각 하나의 클램핑으로 가장 짧은 가공 및 처리 시간 내에 고정밀도로 이루어집니다. 샤프트의 볼 트랙 홈뿐만 아니라 디스크(시브)의 구멍도 하나의 클램핑으로 연삭할 수 있습니다. 이 작업을 위해 연삭기 S41에서 품질이 입증된 Y축에 장착된 수직 스핀들을 사용합니다. 디스크(시브)에 있는 볼 트랙을 고정밀도로 연삭할 경우 STUDER에서 개발한 특수 연삭기를 사용합니다. 완전 자동화 공정에서 하나의 클램핑으로 연삭할 경우 매우 경제적인 제작이 가능합니다. 이러한 특성은 연삭 공정의 적응형 제어뿐만 아니라 공작물의 로딩/언로딩 및 측정에 영향을 미칩니다. 특히 후자의 경우는 최고의 정확도와 공정의 안정성을 이룰 수 있도록 기여합니다. 이에 대한 산드로 보타쪼는 다음과 같이 강조합니다. “제조업체들은 STUDER로부터 모든 구성 부품이 서로 조화를 이루는 완전한 시스템을 제공받습니다.”

자율 조향 차량에 특히 필요한 전동식 스티어링 시스템은 고정밀도로 연삭한 스레드 로드로 작동합니다. 스티어링의 동작은 그 안에서 움직이는 볼에 의해 구동됩니다. 이 “볼 나사산”은 STUDER 연삭기에서 통째로 효과적으로 연삭할 수 있습니다. 이러한 연삭은 다른 가공 기술과 비교할 때 비슷한 가공 시간 안에 훨씬 더 나은 표면 품질을 얻을 수 있습니다. 장점은 스티어링 소음이 적고 스티어링 기어의 수명이 훨씬 더 길다는 것입니다. 드레싱에는 STUDER에서 자체 개발한 WireDress^® 드레싱 유닛(프로필의 와이어 컷 EDM)을 사용합니다. WireDress^®의 경우 금속 결합 CBN 및 다이아몬드 연삭 디스크로 연삭할 때 다음과 같이 완전히 새로운 작업이 가능해집니다. EDM 통합 드레싱 기술의 경우 비생산 시간을 엄청나게 절약해줄 뿐만 아니라 연삭기에서 소결 금속 결합을 최대 작업 속도로 매우 정밀하게 드레싱할 수 있습니다.

연료 전지에는 고속으로 작동하는 전동식 압축기가 필요합니다. 따라서 여기에 내장되는 샤프트와 디스크를 매우 정밀하게 제작해야 합니다. 또한 이 구성 부품들은 가공하기 어려운 재료로 만들어집니다. STUDER는 이러한 과제를 해결하기 위해 자체적으로 연삭 컨셉을 고안해냈습니다. 원통형 연삭기 S41의 경우 샤프트를 고속으로 필 연삭(peel grinding)하여 사전 가공할 수 있습니다. CBN 디스크는 STUDER에서 독점적으로 개발한 WireDress^® 기술을 채택하여 드레싱합니다. 동기화할 수 있는 심압대 덕분에 범용 원통형 연삭기는 다양한 치수의 부품을 안정적으로 가공할 수 있습니다.

작고 강력하며 특히 효율적인 내연 기관은 터보차저를 사용해야만 만들 수 있습니다. 게다가 내연 기관은 먼저 배기 가스양과 배기 압력이 충분하고 동시에 내연 기관의 속도가 충분히 높아야만 작동합니다. 그래야만 압축기가 증가된 연소 공기량을 실린더로 펌핑하는 데 필요한 압력을 형성할 수 있기 때문입니다. 엔진 속도가 낮아 공기량과 공기압이 부족해지는 것을 일상적으로 “터보 지연”이라고 부릅니다. 이러한 현상을 피하거나 줄이기 위해 엔진 제조업체에서 소위 e-부스터, 즉 전동식 차지 에어 컴프레서를 점점 더 많이 사용하고 있습니다. 내장된 모터 샤프트는 STUDER S31과 같은 범용 원통형 연삭기에서 효과적으로 연삭할 수 있습니다. 로터 샤프트는 가장 먼저 지름과 어깨 부분을 연삭합니다. 이를 위해서는 공작물을 픽업할 수 있는 특수한 클램핑 장치가 필요합니다. 연삭 후 자석을 씌웁니다. 그런 다음 자석 위로 티타늄 합금 슬리브를 올리고 압착합니다. 이제 슬리브를 정확한 외경으로 연삭해야 합니다. 이 작업은 범용 원통형 연삭기 S33에서 효과적으로 수행할 수 있습니다.

산드로 보타쪼가 이어서 보고하는 바와 같이 e-모빌리티가 증가함에 따라 차량의 실제 구성 부품 외에도 특히 공구를 고정밀도로 연삭해야 합니다. STUDER는 이러한 공구에 적합한 컨셉도 개발했습니다. 필요한 정확도에 도달하기 위해 STUDER 는 공구용 연삭기에 LaserControl^TM 공정 중 측정 시스템(In-Process-Measurement System)을 채택합니다. 이 시스템은 광학적으로 작동하므로 비접촉식입니다. 적응형 제어 방식인 “폐쇄 루프 프로세스(Closed Loop Process)”로 연삭 공정을 제어합니다.

또한 산드로 보타쪼는 연삭 기술의 잠재력과 관련하여 2022년 5월 17일부터 20일까지 슈투트가르트에서 개최되는 박람회 GrindingHub를 소개합니다. 박람회의 UNITED GRINDING 그룹 부스에서 STUDER는 e-모빌리티와 관련하여 이미 알려지거나 향후 추가될 공작물을 경제적이고 효율적으로 연삭하는 데 적합한 연삭 기술을 선보일 것입니다. 산드로 보타쪼: “당사는 조만간 개최될 GrindingHub에 대한 기대가 매우 큽니다. 당사는 이 박람회가 연삭기 제조업체를 위한 새로운 업계 만남의 장소가 될 것이라고 확신합니다. 이러한 기회를 살려 그룹 차원에서 당사는 1,200평방미터가 넘는 전시 공간에서 당사의 혁신 기술을 선보일 것입니다. 박람회에 참석하셔서 놀라운 기술들을 직접 관람해 보세요! ”.

UNITED GRINDING 그룹은 2022년 5월 17일 오전 10시 개막하는 GrindingHub 박람회 첫날 e-모빌리티에 적합한 새로운 STUDER 원통형 연삭기를 포함한 혁신 제품들을 공개할 예정입니다.