프레스기계 기술동향

프레스는 작동방식에 따라 기계식 프레스와 액압식 프레스, 서보프레스로 구분된다. 기계식 프레스는 크랭크축을 기본으로 슬라이드, 볼스터로 구성되어 있으며, 이를 프레임 본체가 받쳐주는 구조이다. 액압식 프레스는 슬라이드와 볼스터 및 동력을 발생시키는 유압제어 유니트로 구성된다. 나중에 등장한 서보 프레스는 기계식과 액압식 프레스를 구동하는 기구로 서보모터를 사용한다.


기계식 프레스

국내의 기계식 프레스 설계기술은 독일, 일본과 큰 차이를 보이지 않지만, 조립, 소재, 열처리기술의 부족으로 설비고장율과 내구성에서 미미한 차이를 보이고 있다. 기계식 프레스의 정밀도는 다음의 4개 항목으로 규정되며 고속프레스는 특급기준에 맞추어 생산하고 있다.

  • 볼스터 상면과 슬라이드 하면의 직진도
  • 볼스터 상면과 슬라이드 하면의 평행도
  • 볼스터 상면과 슬라이드 상하운동의 직각도
  • 프레스를 이루고 있는 전체부품의 조립공차(틈새)


액압식 프레스

액압식 프레스는 가공속도가 떨어지지만 스트로크 전체범위에서 최대하중을 발생시킬 수 있다. 또한 상하부에 다수의 가압축을 설정하여 1회의 스트로크만으로 다단성형이 가능해지므로 복잡한 성형가공에 적합하다. 수입에 의존하고 있는 파인블랭킹 프레스, 핫스탬핑 프레스, 하이드로포밍 프레스가 액압식 프레스에 해당된다.


서보 프레스

서보 프레스는 가공에 맞는 최적의 모션설정을 통해 난소성재에 대한 고정도 성형을 가능하게 한다. 연비 향상을 위한 자동차산업의 경량화는 고장력강판 및 알루미늄합금, 마그네슘합금 등의 소재혁명을 가져왔으며 경량소재의 특징인 난성형을 극복하기 위해 서보프레스 개발이 진행되었다. 서보프레스는 소비전력과 윤활유 사용량이 줄어들어 운영비용을 절감할 수 있다(많게는 50% 전력 감소). 국내에서는 높은 가격 때문에 서보프레스의 수요가 활발한 편이 아니다. 서보프레스의 핵심요소부품을 국산화로 개발하여 기계의 가격을 낮추어야 한다. 세계적인 탄소저감 흐름에 순항하고 자동차 경량화 소재 채택에 따른 선진 성형설비 보유가 필요하다.


프레스기계에 통신기능을 갖춘 센서나 콘트롤러를 설치하면 프레스 동작을 실시간으로 파악하게 된다. IoT 모니터링 시스템을 활용해서 프레스기계의 설정값과 실측치를 비교한 후 편차를 보정하는 신호를 내보낼 수도 있다. 국내외적으로 숙련작업자 부족이 산업을 위축시키고 있는 현실에서 기계운영에 차질이 생기지 않도록 네트워크 경로를 통해 기계 스스로 간단한 유지보수를 수행할 수 있는 것이다.

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