▲ 두산공작기계가 온라인 전시회를 통해 적층·절삭 하이브리드 장비 ‘DVF8000T-AML’를 소개했다.

두산공작기계가 항공, 자동차 등 산업에 필요한 대형 부품 제작 및 수리 보수를 장비 하나로 끝낼 수 있는 적층·절삭 하이브리드 솔루션을 확대한다.

두산공작기계(사장 김재섭)는 9월13일부터 17일까지 온라인을 통해 ‘13회 DIMF(DOOSAN INTERNATIONAL MACHINE TOOL FAIR) 버추얼 전시회’를 개최했다. 14일 열린 웨비나에서 두산공작기계 선행기술팀 김두리 과장은 금속 적층과 절삭 가공 복합 공정이 가능한 적층 가공(AM) 하이브리드 공작기계 및 솔루션을 발표했다.

산업계에서 그간 널리 사용된 절삭 가공은 높은 정밀도와 표면 품위를 자랑하지만 난삭 소재를 가공하기 어렵다는 단점이 있다. 반면 30년전부터 상용화된 적층 가공은 난삭 소재를 쉽게 적층할 수 있지만 낮은 표면 품위와 후가공 과정에서 열변형으로 인한 품질 이슈가 있다.

두산공작기계는 이러한 적층·절삭 가공의 단점을 상호보완하고 한 장비 안에서 적층·절삭 가공이 순차적으로 이뤄져 완제품 수준으로 가공이 가능하도록 적층·절삭 하이브리드 장비를 개발했다.

금속분말을 분사함과 동시에 레이저를 쏘아 녹여 적층하는 DED 방식 3D프린터와 5축 가공기가 장착됐다. DED 방식은 PBF 방식 대비 표면조도는 떨어지지만 대형부품 생산이 가능하면서 속도가 빨라 절삭 가공과 시너지가 크다.

이 장비는 형상제작, 수리보수, 코팅 및 클래딩에 활용할 수 있으며 항공, 에너지, 자동차, 금형 등 산업에 필요한 대량 맞춤 생산을 통해 제조 원가를 절감할 것으로 기대되고 있다.

현재 두산공작기계가 출시한 적층·절삭 하이브리드 장비는 △DVF5000T-AML △DVF8000T-AML 등이 있다. DVF8000T-AML의 경우 최대 지름 1000mm, 높이 590mm의 부품을 가공할 수 있다.

두산공작기계의 하이브리드 장비는 제조현장에서 사용하기 쉽고 효율적으로 운영할 수 있도록 설계된 것이 특징이다. 사용자는 통합 제어 시스템을 통해 적층 공정 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있으며 사용자를 위한 대화형 프로그램 시행이 가능하다. 대화형 프로그램을 통해 레이저 출력, 빔 사이즈, 분말 공급량, 캐리어 가스량 등 다양한 공정변수를 입력할 수 있으며 레이저 초점 높이와 파우더 센터 위치를 맞추고, 정확한 적층 위치 셋업이 가능하다.

이밖에도 적층 공정 경로를 자유롭게 설계가 가능하며 파손된 제품을 수리할 수 있도록 3D스캐너·CAM 연동 프로세스도 장착됐다. 일례로 일부 파손된 타이어 금형을 3D스캐너를 사용하여 3D모델을 확보하고 이를 원본과 대조해 수리 부분을 파악한 뒤 수리를 위한 절삭, 적층 경로를 도출할 수 있다. 이러한 과정에 필요한 도면, 적층공정 변수, CAM 데이터, 제작결과, 분석 및 평가 데이터는 통합 관리 시스템에 저장돼 언제든지 쉽게 활용이 가능하다.

김두리 과장은 “두산공작기계 하이브리드 솔루션은 단순 장비 생산·판매가 아닌 분말 선정, 초기 공정 수립, CAM 경로 생성, 가공, 후처리 등에 이르는 제품 제작 또는 수리에 필요한 프로세스 체인 기반 기술을 연계해 사용자 접근성을 높이는 것이 목표”라며 “수요 부품에 맞춰 다양한 적층·가공 하이브리드 장비를 개발할 계획“이라고 밝혔다.

▲ 두산공작기계의 적층·절삭 하이브리드 장비를 통해 제품 제작 및 보수가 한번에 가능하다.

▲ 두산공작기계 선행기술팀 김두리 과장이 금속 적층과 절삭 하이브리드 가공 시스템의 필요성을 발표하고 있다.