알루미늄 시트의 클램핑을 위해 진공을 생성할 때 에너지 절감

경금속 소재의 고정밀 비행기 구성 요소의 제작은 A&T Group의 사업 분야 중 하나입니다. A&T Group은 두께가 0.3~8mm이고 길이가 최대 7m에 이르는 알루미늄 철판을 가공합니다.

2대의 5축 밀링 머신에서 금속 시트를 밀링하는 경우에는 진공 흡입 컵을 사용하여 가공 테이블에 미리 구부린 시트를 고정합니다. 3개의 R5 로터리 베인 진공 펌프가 장착된 Busch (부쉬) 진공 솔루션의 진공 시스템이 2대의 밀링 머신 모두를 위한 진공을 생성합니다.

진공 시스템의 설계 및 압력에 따른 제어 덕분에 진공 펌프는 매우 에너지 효율적으로 작동하며 컨투어 밀링 중에 알루미늄 시트를 안정적으로 고정할 수 있습니다.

A&T Group 소개

A&T Group은 2007년에 설립되었으며, 자체 회사 네트워크를 통해 다양한 제품과 서비스를 공급합니다. A&T는 경금속 소재의 항공기 부품 외에도 항공기 내부를 위한 다양한 형상의 장식용 프로파일을 양산하고 있습니다. 또한, A&T는 풍력 터빈용 로터 블레이드를 제조하기 위한 맞춤형 유리 섬유 및 탄소 보드도 생산합니다. 그리고 독일의 여러 지점을 통해 물류 부문도 적극적으로 운영하고 있습니다.

노르덴함에 위치한 본사의 A&T 제조 부문은 항공기 제작을 위한 알루미늄 가공에 특화되어 있으며 최고의 정밀도와 품질 표준으로 민간 항공 산업을 위한 복잡한 구조의 부품을 제작합니다.

클램핑 알루미늄 시트

알루미늄 시트, 알루미늄 합금 또는 티타늄이 사용됩니다. 평면 금속 시트는 3축 밀링 머신을 사용하여 가공 테이블에서 표면 밀링이 수행됩니다. 각 머신은 최대 너비 2.8m 및 길이 10m의 시트를 밀링할 수 있습니다. 진공은 시트를 유지하기 위한 용도로 사용됩니다. 가공 테이블의 구멍을 통해 흡입하여 시트를 안전하고 단단하게 고정합니다. 진공은 Busch (부쉬)의 MINK 클로 진공 펌프 2대를 통해 생성됩니다. 이러한 건식(사용 유체 불필요) 진공 펌프는 압력 및 주파수로 제어됩니다.

예를 들어, 항공기 기체의 반경과 일치하도록 압연 또는 신장된 모양으로 금속 시트의 컨투어를 밀링하는 것은 기술적으로 보다 복잡합니다. 이러한 모양은 가공 테이블에 완벽하게 평평하게 놓을 수 없기 때문에, 높이 조절이 가능한 진공 흡입 컵이 사용됩니다. 그리고 가공 테이블의 지정된 위치에 정확하게 연결되며 성형된 금속 시트 부품의 높이가 조정됩니다.

Busch (부쉬)의 솔루션

Busch (부쉬) 진공 시스템(그림 2)은 사전 설정된 진공 레벨을 정확하게 유지하는 역할을 수행합니다. 이러한 진공 레벨은 밀링 중에 금속 시트를 안전하게 고정할 수 있을 정도로 충분히 높고, 금속 시트가 휘거나 구부러질 수 있을 정도로 너무 높지 않도록 프로그래밍됩니다.

이전에 2대의 각 밀링 머신에는 더 이상 사용되지 않는 로터리 베인 진공 펌프가 장착되어 있었으며, 이는 전체 작업 시간 동안 연속적으로 작동했습니다. 주 5일 3교대 작업에서 7.5kW 모터 2대는 연간 약 85,000kWh를 사용했습니다.

이러한 이유로 생산 관리자인 Leenert Folkens는 보다 에너지 효율적인 진공 공급을 위해 수 많은 노력을 기울였습니다. 다양한 밀링 머신에서 Busch (부쉬)의 진공 펌프를 사용한 경험이 많았기 때문에 그는 Busch (부쉬) 진공 전문가에게 상담을 의뢰했습니다. 이를 통해 3대의 R5 로터리 베인 진공 펌프가 장착된 진공 시스템이 결정되었습니다.

이 시스템의 상류에는 1,000L 용량의 버퍼 탱크가 위치합니다. 즉, 밀링 머신 2대 모두에 압력에 따라 진공이 공급됩니다. 조절 장치는 사전 설정 진공 레벨이 버퍼 탱크에 영구적으로 유지되도록 설계됩니다.

시스템이 시작되면 첫 번째 진공 펌프만 작동합니다. 이 진공 펌프가 60초 후에도 진공 레벨에 도달하지 않으면 두 번째 진공 펌프가 작동합니다. 60초 후에도 진공 레벨에 도달하지 않으면 세 번째 진공 펌프가 자동으로 작동합니다.

조절 장치는 2일마다 진공 펌프의 순서가 변경되는 방식으로 작동합니다. 이를 통해 진공 펌프 3대 모두의 작동 시간이 동일하게 됩니다. Leenert Folkens는 두 밀링 머신 모두는 성능이 충분하기 때문에 일반적으로 진공 펌프 1개만 작동하므로 이것이 중요하다고 말합니다. 전환 후 우연하게 두 밀링 머신이 동시에 시작되는 경우에만 2개 또는 3개의 진공 펌프가 모두 사용됩니다.

그러므로 조절 장치를 사용함으로써 진공 시스템의 성능을 실제 수요에 적합하도록 조정할 수 있습니다. 진공 펌프 3대 각각은 시간당 300 세제곱 미터의 흡입 용량을 제공합니다. 그러므로 최대 흡입 용량은 시간당 900 세제곱 미터입니다.

일상적인 운영에서 R5 로터리 베인 진공 펌프 3대 중 1개는 5.5분마다 약 30초 동안 작동합니다. 이는 일반적으로 진공 탱크에서 원하는 진공 레벨을 유지하거나 밀링 머신 2대의 진공 흡입 컵에서 충분한 진공을 보장하기에 충분합니다. 그 결과, 각 진공 펌프의 작동 시간은 시간당 약 5분이 됩니다. 시동 작업 및 이와 관련하여 시간이 오래 소요되는 작동 시간을 고려(시간당 평균 작동 시간을 5분이 아닌 10분으로 가정)하면 연간 전력 소비량은 약 7,100kWh가 됩니다. 85,000kWh의 이전 전력 소비량과 비교하면 이는 연간 77,900kWh 또는 90% 이상의 에너지 절감을 나타냅니다.

A&T Group에 제공되는 이점

중앙집중식 진공 시스템을 결정함으로써 Leenert Folkens는 에너지 절감이라는 목표를 완벽하게 달성했습니다. 또한, 진공 펌프에서 장애가 발생하는 경우에도 밀링 머신의 클램핑 장치에 부정적인 영향을 주지 않도록 하는 중복 진공 공급 장치도 설치되었습니다. 이제 진공 펌프의 유지보수도 생산을 중단하지 않고 밀링 머신에서 수행할 수 있습니다. 대규모의 에너지 절감 뿐만 아니라 운영상 매우 안정적인 솔루션도 발견되었습니다.