LaserWelding을 통해 더 나은 성과를 달성하는 안경 제조업체

고객의 의견

"저항 용접에서 레이저 용접으로 전환하면서 엄청난 성공을 거두어 전체 비용을 약 80% 절감했습니다. 그리고 정밀도와 반복성이 개선되면서 최첨단 안경테 디자인을 생산에까지 성공적으로 이끄는 데 매우 중요한 역할을 했습니다."

— Silhouette International Schmied AG, 원 부품 생산 공정 관리자, David Illitz

과제

오스트리아의 고급 안경 제조업체인 Silhouette International은 우수한 편안함과 기능성, 그리고 세련된 디자인을 갖춘 안경을 생산함으로써 경쟁력을 유지하고 있습니다. 무게가 1.8그램에 불과한 "Titan Minimal Art"(TMA) 프레임은 티타늄으로 되어 있고 나사와 경첩이 없는 최초의 안경이었으며, 이 제품의 성공으로 Silhouette International은 경첩이 없는 접근 방식을 다른 여러 디자인으로 확장하게 되었습니다. 하지만 이러한 디자인은 티타늄이나 기타 특수 합금과 같은 다양한 소재를 접합해야 하는 등 제조상의 여러 가지 문제를 가져옵니다. 그리고 이러한 접합부가 눈에 보이지 않고 또, 쉽게 느낄 수 있는 질감의 변화를 일으키지 않는 등 미적인 만족감을 주어야 합니다. 마지막으로, 접합부가 튼튼하고 매우 유연해야 하며 형태의 변화나 기계적 강도의 저하 없이 수차례 순환(접었다 펴기)할 수 있어야 합니다. 기존의 저항 용접으로는 이러한 모든 부분을 만족시키기가 어렵습니다.

솔루션

레이저 용접은 저항 용접의 한계를 극복하는 잘 정립된 방법입니다. 그러나 이 같은 유형의 정밀 분야에서 대량 생산을 통해 비용 효과적인 방식으로 레이저 용접을 구현하려면 몇 가지 기술적인 혁신이 필요했습니다. Silhouette International에게 아주 중요한 것으로 확인된 개선 사항 중 하나는 빔이 용접 이음매를 따라, 그리고 용접 이음매에 수직으로 빠르게 움직이는 "빔 워블"을 사용한 것입니다. Coherent는 레이저에 의해 생성되는 열 확산을 보다 유연하고 정밀하게 제어할 수 있게 해주는 SmartWeld라는 빔 모션의 첨단 구현 방식을 개발했습니다. 이것은 원형, 타원형, 또는 심지어 지그재그와 같은 복잡한 빔 패턴을 구체화합니다. SmartWeld는 용접 품질과 공정 일관성을 개선해주며 용접된 부품들의 넓은 간격 폭을 메워줄 수도 있습니다. 따라서 제작 공차와 요구 사항이 줄어들어 생산 속도가 높아지고 비용이 감소합니다.

결과

Silhouette International은 200W 파이버 레이저 소스와 스캐너 광학 장치가 통합된 Coherent MPS 회전식 자동 용접, 절단 및 드릴링 시스템을 설치했습니다. 이 시스템을 통해 하나의 기계에서 여러 공정 단계를 수행할 수 있게 됨으로써 전반적으로 툴링 및 제조 비용이 절감되어 에너지 절약과 생산성이 향상되었습니다. 또한, SmartWeld를 사용하면서 용접 품질이 향상되어 특히 강도가 더 우수하고(부품에 가해지는 열이 더 적음) 탄성이 개선된 접합부를 만들 수 있었습니다. 그리고 MPS Rotary는 제한된 로트 크기(일반적으로 150~300개)뿐 아니라 신규 디자인의 출시 시간을 단축해야 하는 회사의 요구 사항을 지원합니다.

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