티타늄 비용 절감을 위한 단조

복잡한 티타늄 부품을 보다 비용 효율적으로 생산하기 위해 기계 공장에서는 고급 단조 장비를 점점 더 많이 통합하여 기존 CNC 기능을 보완하여 최소한의 가공만 필요한 거의 그물 형태의 부품을 만들고 있습니다. 경우에 따라 단조 공정이 매우 정밀하여 추가 가공이 필요하지 않은 경우도 있습니다.

기계 공장의 레퍼토리에 단조품을 포함시키면 상당한 이점이 있습니다. 최근 유압 단조 프레스의 제어 및 자동화가 발전함에 따라 정밀 티타늄 부품을 매우 엄격한 공차와 상대적으로 높은 볼륨으로 단조할 수 있습니다. 단조는 또한 티타늄 투입 비용을 50%까지 낮출 수 있습니다.

그러나 티타늄을 정확한 사양으로 단조하려면 기계 공장에서는 생산 매개변수를 매우 엄격하게 제어할 수 있는 올바른 장비가 필요합니다. 다행스럽게도 유압 프레스 설계, 제어 및 자동화의 발전으로 부품 품질, 생산 및 가격을 최적화하는 데 도움이 되고 있습니다.

크고 복잡한 티타늄 부품을 비용 효율적으로 생산하기 위해 펜실베이니아에 본사를 둔 항공우주 및 의료 부품을 생산하는 기계 공장인 FPD Co.는 더 높은 톤수로 제어력을 높일 수 있는 새로운 맞춤형 프레스에 투자했습니다.

“우리는 단조 부품의 범위를 늘리고 싶었고 이를 위해서는 티타늄 부품에 대한 보다 정교한 제어 기능을 갖춘 더 큰 프레스가 필요했습니다. 우리는 이미 티타늄에 비해 상대적으로 작은 2,500톤 프레스를 보유하고 있었습니다. 동시에 우리는 제어, 품질 및 주기 시간을 개선해야 했습니다.”라고 FPD의 총책임자인 Jeff Speicher는 말했습니다.

생산 목표를 달성하기 위해 FPD는 기계식 단조 프레스 및 개별적으로 설계된 유압 프레스 제조업체인 Erie Press Systems와 제휴했습니다. 1895년에 설립된 Erie Press는 현재 북미 최대의 단조 장비 공급업체인 Ajax-CECO-Erie Press의 일부입니다.

Erie Press가 시스템을 설계, 엔지니어링 및 구축했지만 FPD는 설계 요구 사항에 대한 중요한 정보를 제공했습니다. 그 결과, 전체 이동을 통해 완전히 제어되고 프로그래밍 가능한 속도와 하중 프로필로 3,000톤을 생산할 수 있는 맞춤형 고속 유압 프레스가 탄생했습니다.

“엔지니어링 및 툴링과 함께 맞춤형 프레스를 사용하면 항공우주 및 의료 기기 산업을 위한 티타늄 부품을 만들 때 매우 엄격한 공차를 일관되게 유지할 수 있습니다. 적절한 장비를 사용하면 단조품의 일관성이 매우 뛰어나며 가공이 최소화되거나 전혀 필요하지 않은 거의 정물에 가까운 형상을 생산할 수 있습니다. 부품에 구멍, 보어 또는 기타 보조 기능에 대한 추가 가공이 필요한 경우에도 그렇게 할 수 있습니다.” Speicher는 설명하면서 FPD가 현장에서 광범위한 5축 CNC 가공 서비스를 제공한다고 덧붙였습니다.

Speicher에 따르면 Erie Press 단조 장비는 단조 스트로크와 적용되는 힘을 보다 효과적으로 제어할 수 있는 고유한 서보 유압 시스템으로 설계되었습니다. 프레스 제어는 서보 비례 어큐뮬레이터 배출 밸브를 조절하여 부하에 관계없이 프로그래밍된 속도를 유지함으로써 일관된 단조 성능을 보장합니다. 이러한 배열은 기계적으로 조정된 어큐뮬레이터 배출 속도 구성으로는 불가능한 넓은 속도 범위에 걸쳐 부품을 단조할 수 있는 유연성을 제공합니다.

일부 부품 형상의 경우 티타늄의 변형 속도로 인해 성형 공정 전반에 걸쳐 가변 속도 프로파일이 필요할 수 있습니다. 변형률을 변경하면 FPD가 다이 수명을 향상시키는 동시에 스트로크 후반에 다이 캐비티 웹과 모서리를 채워 더욱 세부적인 부분을 만들 수 있습니다. Speicher는 서보 유압 시스템이 이러한 매개변수를 정의하는 데 매우 높은 해상도를 허용한다고 말했습니다. 또한 프레스 위치 컨트롤러는 기록 및 참조를 위해 각 부품의 단조 사이클에 해당하는 고속 플롯 또는 디지털 서명을 (FPD의 공장 서버에) 게시합니다.

FPD는 특정 힘이나 사전 정의된 톤수 제한으로 부품을 타격하도록 프레스를 제어할 수도 있습니다. 또한 프레스는 0.01"[0.25mm] 미만의 위치 정확도 내에서 프로그래밍된 위치로 스트로크할 수 있습니다.