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설계와 제조 부문을 연결하는 데이터 흐름의 허브(hub)

다이캐스팅(die casting)은 알루미늄이나 아연 등의 금속을 녹인 뒤 금형에 부어 원하는 형상을 성형하는 가공법이다. 정밀도 높은 부품을 단시간 내에 대량으로 생산할 수 있어 다양한 분야에서 활용되고 있다. 특히 자동차 부품 제조 분야는 다이캐스팅을 빼놓고 이야기할 수 없을 정도다. 그렇다면 다이캐스팅 공정의 생산성과 부품의 정밀도를 한층 높이기 위해 필요한 것은 무엇일까.

다이캐스팅의 핵심은 ‘금형’

일본 미야기(宮城) 현에 위치한 자동차 부품 제조기업 이와기다이캐스트공업은 부품의 정밀도와 생산성을 높이기 위해 ‘금형’에 주목했다. 기술혁신추진실 스즈키 아츠시(鈴木 敦) 과장은 더 나은 금형을 만들기 위한 이와기다이캐스트공업의 노력으로 ‘사내 일관 생산’과 ‘다기능공에 의한 금형 설계 및 제작’을 들었다.

많은 이들이 생산성 향상을 위한 최적의 방안으로 ‘분업’을 꼽는 데 비해, 이와기다이캐스트공업의 설계자와 제작자들은 다기능공, 즉 ‘멀티플레이어’다. 설계자는 금형 설계는 물론 거래처와의 협의를 통해 금형 제작을 위한 최적의 방안을 검토 및 제안하고 시제품 제작까지 도맡는다. NC 데이터 작성부터 절삭 등의 가공 공정, 마무리 작업, 조립에 이르기까지 금형 제작과 관련된 공정은 제작자가 담당한다.

스즈키 과장은 “책임이 무거운 만큼 의욕도 높고 생산성도 뛰어나다”며 “특히 금형은 품질이 뛰어난 제품을 단기간에 만들어야 하므로 다기능공에 의한 금형 설계 및 제작이 적합하다고 본다”고 말했다.

이제 혁신해야 할 때

앞서 설명한 두 가지 노력을 통해 이와기다이캐스트 공업은 높은 성과를 거두었다. 하지만 자동차 산업은 물론 산업기계, 사무기기 등 제조 분야 전반에 걸쳐 QCD(품질, 원가, 납기) 향상에 대한 요구가 높아짐에 따라 기존의 노력을 유지하는 것만으로는 두각을 나타낼 수 없게 되었다. 이에 이와기다이캐스트공업은 2007년, ‘이와기 혁신 프로젝트’를 단행하게 되었다.

금형 설계 및 제작 부문에서도 QCD를 향상시키기 위해 네 가지 목표를 세웠다. 다기능공에 의한 금형 설계 및 제작의 고도화, 멀티 CAD/CAM 환경 실현, 데이터의 허브 역할을 할 3D CAD 뷰어 도입, 제조 공정의 3D화가 바로 그것이다.

3D CAD 뷰어, 데이터 흐름의 허브

그중 3D CAD 뷰어를 도입하기에 앞서 고민에 빠졌다. 다기능공은 다양한 업무를 혼자 해내야 하므로 성능이 뛰어난 3D CAD 뷰어를 필요로 했다. 또 거래처로부터 받 은 IGES, STEP, CATIA V5, Parasolid 등 다양한 형식의 데이터를 높은 정밀도로 변환할 수 있어야 했다. 무도면화를 추진하고 설계 및 제조 부문을 연결하는 문제도 간과할 수 없었다. 이와기다이캐스트공업에서 필요로 하는 것은 데이터 흐름의 허브 역할을 수행할 수 있는 3D CAD 뷰어였다.

데이터 흐름의 허브 역할을 수행하는 3DTascalX(3DX=3DTascalX의 네이티브 데이터)
데이터 흐름의 허브 역할을 수행하는 3DTascalX(3DX=3DTascalX의 네이티브 데이터)

CAD 뷰어에서도 3D 도면을 그릴 수 있다면?

“3DTascalX를 보자마자 다른 CAD 뷰어는 더 알아볼 필요도 없었다”는 스즈키 과장. 그 이유는 바로 CAD 뷰어임에도 불구하고 3D 도면을 그릴 수 있었기 때문이다. 지금까지의 CAD 뷰어는 열람을 위한 툴이었으며, 공차나 제조 상의 지시사항 등을 기입할 수 없었다. 반면 3DTascalX는 치수나 주의사항 등을 입력할 수 있을 뿐만 아니라, 제조 부문에서 코멘트를 추가하는 것도 가능해 설계와 제조 부문 간 피드백이 원활해진다.

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스즈키 과장은 “많은 직원들이 무도면화에 반대했다”며 “제조 부문이나 협력 업체 등에서는 3D 형상을 보기만 해서는 작업을 수행할 수 없기 때문”이라고 당시를 회상했다. 그러나 3DTascalX는 CAD 데이터 위에 다양한 정보를 기입할 수 있어 무도면화에 따른 저항을 없애는 것이 가능했다.

제조 공정의 3D화로 인한 QCD 향상

현재 이와기다이캐스트공업은 10명의 직원이 3DTascalX를 활용하고 있다. 설계자는 거래처와 협의할 때 3DTascalX를 가져가 견적을 내기 위한 체적 측정 등에 활용한다. 이후 금형 제작자에게 설계 정보를 제공할 때도 종이 도면 대신 3D 도면에 공차나 지시사항 등을 기입해 전달한다.

금형제작과의 오노데라 요스케(小野寺 洋輔)는 “이전에는 종이 도면을 머시닝센터에 붙여 놓고 궁금한 점이 생길 때마다 여러 장의 도면을 들춰보면서 머릿속에서 세부 사항을 상상해야 했지만, 지금은 머시닝센터 바로 옆에 3DTascalX를 띄운 채 3D 형상을 이리저리 돌려볼 수 있게 되어 가공 및 조립 공정의 능률이 향상되었다”고 말했다.

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이처럼 3DTascalX 도입으로 인해 ‘금형 제조의 3D화’가 대폭 진전되었다. 또 데이터 전달 면에서도 3DTascalX의 데이터 형식인 3DX가 표준으로 자리잡으면서 데이터의 흐름이 원활해질 수 있었다. ‘데이터를 제출하는 직원은 3DX로 변환하더라도 이상이 없는 데이터를 작성해야 한다’는 원칙이 공고해지면서 책임 소재에 대한 논란도 사그라들었다. 스즈키 과장은 “앞으로 사내 3DTascalX 활용이 확대되면서 ‘이와기 혁신 프로젝트’의 진행 역시 한층 박차를 가할 것으로 보인다”고 내다봤다.

더 알고 싶다면

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[3D 모델링 데이터 핸들링 툴 3DTascalX 도입 사례]
①설계 데이터, 아직도 종이로 전달하세요?(닛산자동차)
②금형 설계에 찾아온 혁신, 그 원동력은 ‘3차원 설계’(오므론)
③설계와 제조 부문을 연결하는 데이터 흐름의 허브(이와기다이캐스트공업)

About 송해영 기자

제조업이 꼭 어려울 필요 있나요? 쉽지만 깊은 기사를 쓰기 위해 노력하고 있습니다:)