소규모 과제 해결

글: James Thorpe, 샌드빅 코로만트 글로벌 제품 관리자

"작은 것들을 잊을 수 없게 만들어야 한다"는 스티브 잡스의 철학은 Intel, Samsung, TSMC와 같은 대형 전자 기업들이 더 작은 장치와 인쇄 회로 기판(PCB)에 더 많은 기능을 집어넣으면서 매년 더욱 현실화되고 있습니다.

그러나 이러한 발전은 제조업체가 작은 부품을 가공할 때 품질과 생산성 사이의 균형을 유지해야 하기 때문에 마이크로 드릴링과 같은 응용 분야에서 과제를 제시합니다.

Fortune Business Insights에 따르면 전자 제조 서비스(EMS)의 글로벌 시장은 2022년 5,042억 2천만 달러에서 2029년 7,979억 4천만 달러로 성장할 것으로 예상됩니다. 동시에 전자 부품은 점점 작아지고 있습니다. 더 짧은 시간에 더 많은 처리를 수행하고 동일한 볼륨에 더 많은 저장 공간을 담을 수 있기 때문에 디지털 회로 축소의 필요성은 분명합니다. 소비자는 또한 더 작고 더 많은 픽셀로 구현되는 고해상도 화면 디스플레이를 요구하고 있습니다.

더 작은 전자 부품에 대한 수요가 증가함에 따라 직경 3mm(0.118인치)보다 작은 구멍을 생성하는 마이크로 드릴링과 같은 공정을 포함하여 제조업체에 실질적인 과제가 제시됩니다. 마이크로 드릴링 기술은 항공우주 부품, 유압 밸브, 시계 케이스 및 의료 기기부터 수술 기기, 전자 장치, 액추에이터, 센서, 항법 시스템 등에 이르는 구성 요소를 생산하는 데 사용됩니다.

그러나 과제는 무엇입니까? 특히 제조업체에서는 인코넬, 스테인리스강, 세라믹, 티타늄과 같이 가공하기 어려운 재료로 작고 복잡한 부품을 가공해야 하는 요구가 점점 더 커지고 있습니다. 최고의 품질을 유지하면서 이러한 재료를 비용 효율적으로 가공하는 것은 어려울 수 있습니다. 실제로 완벽한 표면 마감은 광섬유 커넥터와 마찬가지로 항공우주 부품에도 중요합니다.

성장하는 EMS 시장에서 경쟁하려면 제조업체는 최고 수준의 품질 관리를 유지하는 동시에 과도한 불량품이나 가동 중지 시간을 유발할 수 있는 생산 프로세스의 문제를 줄여야 합니다. 제조업체는 어떻게 경쟁력을 유지하면서 이러한 과제에 대처할 수 있습니까? 그 답은 고성능 드릴링 솔루션에 있습니다.

더 오래 지속되는 도구 제조업체들은 ISO M 재료로 만든 것과 같은 거친 공작물을 가공할 때 마이크로 드릴이 부적절한 공구 수명을 나타낼 수 있다는 사실을 발견했습니다. 이러한 경우 드릴의 디자인, 형상 및 코팅 유형이 성능과 내구성에 큰 영향을 미쳤습니다.

이에 대해 샌드빅 코로만트는 두 가지 새로운 마이크로 드릴, 즉 -XM 형상의 CoroDrill® 462와 -GM 형상의 CoroDrill® 862를 출시했습니다. 이 도구는 의료, 항공우주, 자동차, 일반 엔지니어링, 전자 및 시계 제조 등 소형 부품을 다루는 산업의 정밀 드릴링에 이상적입니다. 이 마이크로 드릴 제품군은 모든 ISO 소재(P, M, K, S, O 및 H)의 가공을 지원하는 데 사용할 수 있습니다. 새로운 형상은 다양한 절삭 직경과 길이를 제공합니다.

즉, 마이크로 드릴의 품질이 최종 가공 제품의 품질에 큰 영향을 미칩니다. 그러나 어느 정도인가? 이 질문에 답하기 위해 샌드빅 코로만트는 테스트를 수행했습니다.

고품질 출력샌드빅 코로만트 공구 전문가들은 주요 마이크로 드릴 경쟁사 공구의 성능을 -GM 형상을 갖춘 CoroDrill 862와 비교했습니다.

각 공구는 ISO M 316L 스테인리스강 가공물에 막힌 구멍을 뚫기 위해 DMG Mori Seiki Milltap 700 기계에서 실행되었습니다. 각 경우에 동일한 공구 설정이 사용되었으며, 절삭 직경은 2.5mm(Dc), 속도(vc)는 40m/min, 이송 속도는 0.04(fn)mm/z였습니다.

결과는 명확했습니다. 경쟁사의 공구는 공구 수명에 도달하기 전에 630개의 홀을 생산했습니다. 한편 CoroDrill 862는 1,260개의 홀을 생산했는데, 이는 경쟁사의 드릴에 비해 공구 수명이 100% 이상 증가한 것입니다.

샌드빅 코로만트의 엔지니어들은 티타늄, 알루미늄, 유리, 세라믹과 같이 가공하기 어려운 소재에 미세한 크기의 홀을 드릴링하려는 고객에게 이러한 까다로운 작업에서 공구 수명을 연장하려면 다결정 다이아몬드(PCD) 코팅을 고려해야 한다고 권장합니다. 샌드빅 코로만트는 백금으로 만든 마이크로 부품에 대한 PCD 드릴의 성공적인 테스트를 바탕으로 PCD가 솔리드 초경보다 내마모성이 최대 100배 더 뛰어나고 솔리드 초경 공구보다 더 정확하고 더 엄격한 공차를 생성할 수 있다는 사실을 발견했습니다.