레이저 허용 오차: 엔지니어들이 명확하게 하겠지만, 허용 오차가 정말로 필요하지 않는다면 돈을 낭비하게 됩니다!

레이저와 플라즈마 모두 열 프로세스를 사용하여 금속을 절단하지만 작업 방식은 매우 다릅니다. 종류와 무관하게(CO₂ 또는 섬유) 레이저는 전자기 방사의 유도 방출에 의해 생성된 강하고 일정한 단색광 빔을 사용합니다. 집속 빔의 장점 중 하나는 매우 엄격한 허용 오차로 절단할 수 있다는 점입니다. 작업 시 잘 보이지 않습니다. 일반적으로, 레이저는 절단 부위의 치수 오차를 0.25 mm* 미만으로 유지할 수 있습니다. 반대로 플라즈마는 이온화 지점까지 전원이 공급된 가스를 사용하여 에너지를 매우 높은 온도에서 집중하는 초집중 아크를 생성합니다. 이로 인해 X-Definition^® 기능이 탑재된 플라즈마 시스템을 사용할 경우 절단 부위의 치수 허용 오차가 대략 0.5 mm*가 됩니다.

파트 허용 오차 및 생산 공정 사양에 장단점이 있으며, 그 중 하나는 불필요하게 엄격한 요구 사항으로 인한 비용입니다. 위에서 설명한 레이저와 플라즈마 허용 오차의 차이는 일반적인 명함의 두께 정도에 불과합니다! 따라서, “레이저 품질”을 요구하거나, 새로운 장비를 도입하기 위해 레이저 장비와 시설의 업그레이드에 찬성하기 전에 다음을 자문해 보십시오. “정말로 이 파트에 이렇게 엄격한 허용 오차가 필요한가?”

더욱 엄격한 허용 오차의 숨겨진 비용

일반적으로, 더 엄격한 치수 허용 오차는 생산 공정과 제품에 추가 비용을 유발합니다. 파트의 형태, 피트 또는 기능에 엄격한 허용 오차가 필요하지 않는다면 이러한 엄격한 사양은 작업에 불필요한 비용만 발생시키며, 이 비용은 수익을 감소시키고 회사의 경쟁력을 낮추거나 이 두 가지 문제를 모두 야기시킬 수도 있습니다!

필요한 허용 오차보다 더 엄격한 허용 오차를 요구하면 다음과 같은 운영비가 발생할 수 있습니다.

• 허용 오차를 충족하는 데 필요한 장비 공구의 사전 비용. 레이저 대 X-Definition, XPR™, 플라즈마 시스템의 경우 투자액의 차이는 수백 수십만 달러가 될 수 있습니다. 대규모 투자는 회사의 대차대조표와 감가상각비용에 영향을 줍니다.
• 검사 장비 비용. 더욱 엄격한 허용 오차는 일반적으로 더 많은 검사 장비 비용과 관련되어 있습니다. 허용 오차를 줄자 또는 다른 간단한 장비로 측정할 수 있다면 검사 장비 비용을 최소화할 수 있습니다. 반대로 허용 오차에 좀 더 정교한 측정 도구가 필요한 경우(예: CMM(좌표측정기)) 투자 비용이 $120,000까지 증가할 수 있습니다. 최악의 경우, 정확하게 측정할 수 없는 허용 오차를 지정할 경우 실제로 수행할 수 없는 작업에 돈을 낭비할 수도 있습니다.
• 측정에 필요한 측정 횟수와 교육. 일반적으로, 허용 오차가 엄격할수록 더 자주 측정하고, 측정 장비를 사용하는 데 더 많은 교육이 필요합니다. 앞의 사례를 통해 직원이 줄자를 사용하여 허용 오차를 측정하는 데 필요한 교육과 비용 수준은 CMM을 사용하여 측정하는 것과 매우 다릅니다.
• 스크랩. 또 다른 비용 증가 요소는 스크랩입니다. 절단 작업은 지정된 허용 오차를 충족하는지 검증되어야 합니다. 기능이 약하거나 시간이 지남에 따라 저하된다면 더 많은 스크랩이 발생할 수 있습니다.
• 공급망 문제. 더 엄격한 허용 오차를 지정하면 외주를 주거나 역량 있는 공급업체를 찾는 데 한계가 있을 수도 있습니다. 공급업체 간 경쟁이 줄어들어서 비용이 증가할 수도 있습니다.
• 처리량 감소. 허용 오차 요구 사항이 더 엄격하면 절단 속도와 처리량이 줄어들 수 있습니다. 소재 유형 및 두께에 따라, 매 작업마다 운영비가 급격히 증가하고 더 적은 파트가 처리될 수 있습니다.

수익을 최적화하려면 엔지니어링과 운영에 철저한 DFM(생산성을 고려한 설계) 프로세스를 적용하여 제공하는 기능에 맞게 파트를 적절하게 측정하고 지정하도록 하십시오.

예를 들어, 파트가 절단 테이블에서 용접 베이로 이동한다면 용접 허용 오차가 파트 사양에서 허용하는 치수 허용 오차를 월등히 초과할 수 있으며, 파트 설계에서 지정한 엄격한 허용 오차가 무의미할 수 있습니다.

허용 오차의 경우 더 엄격할수록 더 좋다는 함정에 빠지지 마십시오. 파트 사양은 불필요한 생산 투자와 비용을 예방하기 위해 파트 비용 및 기능의 장단점을 고려해야 합니다.

 

* 치수 허용 오차는 절단 중인 금속의 두께에 따라 다를 수 있습니다.