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CoroDrill® DS20 – 깊이의 새 역사를 쓰다

7년간의 개발 끝에 탄생한 CoroDrill® DS20은 깊은 고정밀 드릴링의 벤치마크가 될 것으로 기대된다.

숫자 자체만 생각해보면 5에서 7로의 변화는 그리 대수롭지 않은 일이다. 하지만 2019년 10월 새로운 CoroDrill DS20 교환형 인서트 드릴 제품군을 출시한 샌드빅 코로만트에 5xDC에서 7xDC로의 발전은 회사와 제품을 위한 엄청난 도약이다.

CoroDrill DS20은 4–7xDC 범위로 출시되며, 탄생한지 14년 되었고 이제 단계적으로 사라질 CoroDrill 880 4–5xDC 범위를 대체할 예정이다.

5xDC와 7xDC라는 용어는 드릴의 깊이를 의미하는 것으로 실제 드릴 직경의 5배 또는 7배를 나타낸다. 실제 현장에서 거대한 강 가공물의 경우 긴 볼트와 나사용 홀 가공시 CoroDrill® 880으로 양쪽 끝에서 드릴링을 하는데 이제 한 쪽에서 끝까지 드릴링을 할 수 있다는 것이다. 예를 들어 CoroDrill® DS20의 정밀도를 이용하여 100kg의 풍차 슬루잉 링에서 한 번의 패스로 이 작업을 수행하면 더 이상 가공물을 뒤집지 않아도 되고 고비용의 실수도 피할 수 있기 때문에 산업 고객은 엄청난 시간과 비용을 절약할 수 있다.

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CoroDrill DS20의 이전 모델인 구형 CoroDrill 880 제품군은 2005년 출시 후 바로 금속 가공물에 정밀 홀을 만드는 교환형 인서트 드릴 시장에서 1위의 입지를 구축했다. CoroDrill 880은 안정적이고 효율적이었지만 드릴의 강성과 칩 배출 프로세스를 수정하는 수많은 노력에도 불구하고 길이가 충분하지 않았다.

샌드빅 코로만트의 교환형 드릴 분야 수석 R&D 엔지니어인 하칸 칼버그(Håkan Carlberg)는 새 드릴 제품군이 탄생한 배경을 설명했다. “교환형 인서트 드릴 시장이 경쟁사들로 포화 상태라는 사실을 알고 있었습니다. 비즈니스를 성장시키려면 기존의 틀을 뛰어넘어야 했습니다. 경쟁사들로부터 시장 점유율을 빼앗아오는 대신 잠재력을 어떻게 키울지 고민했습니다.”

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2012년, 샌드빅 코로만트는 교환형 인덱스 드릴로 최대 7xDC까지 드릴링할 방법을 찾기 위해 여러 파라미터 중에서도 드릴 바디 소재, 생산 기술, 드릴 바디 설계 및 인서트 설계 등에 관한 일련의 개발 프로젝트에 착수했다. 성공하려면 사용하기 쉬워야 하고(플러그 앤 플레이), 폭넓은 분야에 적용 가능해야 하고 예측 가능하고 일관적이며 긴 공구 수명과 높은 관통률로 생산성이 높아야 했다. 많은 경쟁사가 이를 시도했지만 실패했다.

이를 위해 수반된 것은 드릴 바디 공정과 인서트 자체뿐 아니라 드릴 공정의 기하학적 구조에 대한 총체적인 재고였다. 높은 공정 안정성과 반복성 및 안정적인 품질과 함께 최고의 강성을 달성하기 위해 칩 배출 프로세스에 각별한 관심을 기울였다.

드릴 연장 시 가장 큰 문제 중 하나는 휨이나 편향이 고속에서 급격하게 높아진다는 것이다. 길이를 2배로 늘리면 드릴에서 편향이 8배나 높아져 정밀도가 낮아진다. 간단히 말해 길어질수록 정확성이 떨어진다는 것이다.

칼버그에 따르면 한 가지 도전 과제는 양면 인서트에 4개의 절삭날을 보장하고 힘이 균형을 이루도록 절삭날의 형상을 조정하는 것이었다. 그런데 칼버그의 지적과 같이 이 새로운 개념을 총 256개의 드릴 바디 품목 전체에 적용해 출시하는 것은 훨씬 복잡한 일이었다.

“CoroDrill® DS20 개발의 복잡성을 비유하자면, 50개의 노브가 있는 믹서 테이블을 상상해 보십시오. 드릴로 제어해야 하는 파라미터가 약 50개가 있는데 제대로 작동하려면 이 50개가 상호 의존적이기 때문에 모두가 균형을 이루도록 해야 합니다. 하나를 조절하면 나머지 49개도 조절해야 하는 거죠.”라고 칼버그는 말했다.

그는 “R&D 팀이 믿었고 연구소 테스트에서 대단한 가능성을 보여주었던 개념을 시험하고 개발한 뒤 현장 테스트를 수행했는데 생각만큼 훌륭하지 않다는 사실을 알게 되었습니다. 돌파구 또는 결정적인 사건은 어떤 가능성의 여지도 남기지 않는 분석 소프트웨어의 개발이었습니다. 앞서 언급한 모든 파라미터를 가상으로 제어하고 모듈레이팅하며 분석할 수 있었습니다. 간단히 말해, 개별 품목으로서가 아닌 전체 제품 구성에 대해 CoroDrill DS20 드릴을 최적화하는 프로그램을 만든 것이었죠.”라고 설명했다.

또한 그는 “극복할 장애물이 거대했기 때문에 프로젝트를 여러 번 중단할 수도 있었습니다.”라며 “하지만 한편으로는 이렇게 오랫동안 존재해 온 제품 영역 내에서 새로운 기반을 개척하고 진정한 혁신을 제시할 수 있다는 것은 환상적인 일입니다.”라고 덧붙였다.

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About 이상준 기자

생산제조인을 위한 매거진 MFG 편집장 이상준입니다. 대한민국 제조업 발전을 위해 일합니다.