기획특집
특집: 주요 글로벌 사출성형기 업체 최근 현황
- ENGEL Digital Days - 플라스틱 기술 발전에 주목하다
- Wittmann Competence Days - AI, 자동화, 지속가능성의 최신 제품을 선보이다
번역 및 감수: 아이미(AiMi) 솔루션
(All about injection Molding industry Solution)
김영기 대표 컨설턴트(ykkim2025@gmail.com)
ENGEL은 2024년 6월 18일부터 20일까지 Schwertberg와 St. Valentin에서 디지털 데이 행사를 개최했습니다. 이 행사는 사출성형산업의 핵심 질문에 대한 구체적인 답변을 제공했습니다. 400명 이상의 열광적인 방문객이 참석하여 실제 사례를 통해 사출성형의 디지털화 발전에 대한 현재 상태에 대한 흥미로운 통찰력을 얻었고, 가까운 미래에 대한 흥미로운 관점을 제공했습니다. ENGEL의 디지털화 활동은 생산 최적화, 에너지 비용 절감, 품질 개선 및 기술 부족 해결을 통해 고객 지향성을 강화하는 것을 목표로 합니다.
ENGEL CTO인 Gerhard Dimmler와 ENGEL 디지털 솔루션 영업책임자인 Hannes Zach는 사출성형산업에서 디지털화의 중요성에 대한 강의로 행사를 시작했습니다. ENGEL은 기계 제작자에서 고도의 디지털화 가능성을 갖춘 완벽한 솔루션 제공업체로 발전했습니다.
디지털 변환에는 프로세스 최적화, 지속가능성 및 기술 부족 해결이 포함됩니다. 디지털 지원 시스템과 제품은 생산 효율성과 품질을 향상시킵니다. ENGEL은 프로세스 최적화를 위한 AI와 디지털 트윈의 사용에서 사출성형의 미래를 봅니다. ENGEL은 이 분야의 선구자이며 디지털화에서 혁신적인 제품으로 고객을 지원합니다.
“미래와 현실의 만남”
이 모토 아래 ENGEL의 프로세스 및 응용기술 책임자인 Johannes Kilian은 디지털 제품이 사출성형산업에서 생산성을 어떻게 향상시킬 수 있는지 발표했습니다.
ENGEL의 ‘inject 4.0’ 전략은 고객이 고품질의 비용 효율적인 부품을 개발하고 생산할 수 있도록 하는 것을 목표로 합니다. 디지털 지원 시스템, ‘iQ 프로세스 관찰자’와 같은 AI 기반 분석 도구, ‘e-connect 고객 포털’의 ‘작업 현장 모니터링’ 사용을 통해 설계에서 샘플링, 생산 및 유지 관리에 이르기까지 전반적인 생산 체인이 최적화됩니다. 이러한 디지털 솔루션은 에너지 절감, 더 나은 부품 품질, 증가된 기계 가용성으로 이어져 장기적인 경쟁력을 보장합니다.
ENGEL의 디지털화를 위한 원스톱샵(One-Stop-Shop)은 다음과 같이 요약됩니다.
• ENGEL은 설계에서 유지 관리까지 전체 제품 수명 주기를 책임집니다.
• ENGEL은 고객이 초보나 이미 전문가이든 디지털화의 모든 진입점에 대한 솔루션을 제공합니다.
새로운 가능성의 잠금 해제
Triple Eight Solutions의 생성 AI 책임자이자 스위스 CoatingAI의 공동 창립자/COO인 AI 전도사 Malcolm Werchota는 “산업에서의 AI - 미래는 이미 시작되었을까?”라는 주제로 강연을 하고 명확한 답변을 제공했습니다.
“ENGEL은 고객의 프로세스 효율성을
개선하기 위해서 인공 지능을 사용합니다”
그는 강연에서 오늘날 많은 분야에서 이미 사용되고 있는 생성 AI의 이점을 강조했습니다.
강의를 마치며, 그는 세계 최초 혁신의 프로토타입을 소개했습니다.
ENGEL GPT를 사용하면 사출성형회사의 직원이 모든 기계 및 공정 데이터를 작업 현장에서 직접 사용할 수 있습니다. 간단한 음성 입력을 통해 광범위하고 상호 연결된 지식에 액세스할 수 있습니다. 이 시스템은 고객 포털에 직접 통합됩니다.
이 시스템의 프로토타입이 St. Valentin의 대형기계공장 기술 센터로 군중을 끌어들였습니다. 여기에서 AI가 사출성형의 미래에 제공하는 기회와 잠재력이 명확해졌습니다. 추가 스테이션에서 ENGEL은 디지털 제품 및 지원 시스템에서의 실제 구현을 발표했습니다.
실제 사례를 통한 고객의 프레젠테이션
일상 업무에서 ENGEL의 디지털 제품을 사용하는 고객이 심층적인 통찰력을 제공했습니다.
SolidPlast Sp. Z O.O.의 사장인 Dariusz Barton는 중견기업의 투명한 생산에 관해 얘기했습니다. ENGEL의 혁신적인 개념으로 SolidPlast는 생산 공정을 개선했습니다. ENGEL의 ‘iQ 시스템’과 ‘작업 현장 모니터링’ 덕분에 혁신적인 사출성형업체는 생산 비용을 4.2% 절감하고 기계 가용성을 연간 270시간 늘릴 수 있었으며, 이는 더 높은 효율성으로 이어졌습니다.
전환기의 사출성형: BIC의 디지털 여정
일회용 라이터, 면도기, 펜 분야의 글로벌 기업인 BIC는 ENGEL과의 11년간의 성공적인 디지털 협력을 돌아보며, 그 결과 생산을 크게 개선했습니다.
BIC Violex S.A.의 IMM 공정 및 금형 최적화 관리자 Yiannis Voultzatis:
“ENGEL ‘authentig’ 덕분에 제조 KPI가
크게 개선되었습니다.
이미 높았던 성형의 전체 장비 효율성(OEE)이
3% 증가했고 스크랩이 약 40% 감소했는데,
이는 정말 중요한 일이며,
더욱 지속 가능한 성형 공정으로 이어졌습니다.”
기술 부족 해결
Interroll SA의 제품 엔지니어링 및 유지 관리 책임자인 Piercarlo Balducci도 기술을 인력 문제를 해결하는 열쇠로 보고 있습니다. 이 회사는 경험이 부족한 작업자라도 짧은 설정 시간을 허용하는 디지털 설정 어시스턴트인 ENGEL ‘설정 어시스턴트’를 사용합니다.
금형 교체로 인한 기계 가동 중단 시간을 최대 80%까지 줄일 수 있습니다. 계약 제조업체의 경우, 이는 명확한 경쟁 우위를 나타냅니다. 또한 이 회사는 ‘iQ 유량 제어’를 사용하여 에너지 비용을 15.38% 절감했습니다. 따라서 Interroll은 프레젠테이션에서 ENGEL의 디지털 솔루션을 게임 체인저로 묘사했습니다.
섬유 산업의 AI
KM.ON GmbH의 클러스터 리더인 Florian Wurzel은 엣지 컴퓨팅을 통한 생산 혁신의 인상적인 사례를 발표했습니다. 그의 회사는 ENGEL Austria GmbH와 uni software plus GmbH의 합작 투자 회사인 DAIM의 엣지 컴퓨팅 플랫폼을 사용합니다.
엣지 컴퓨팅은 데이터가 클라우드에서 중앙이 아닌 ‘엣지’ 또는 작업 소스에서 직접 처리되고 분석되는 데이터 처리 개념입니다. 이를 통해 대량의 데이터를 빠르고 최소한의 지연으로 처리할 수 있습니다. DAIM의 엣지 장치는 ENGEL 사출성형기의 ‘e-connect’ 제품에도 사용됩니다.
스마트 운영 준비 - 새로운 CC300 plus 컨트롤러
CC300 컨트롤러의 발전된 버전인 ‘CC300 plus’도 St. Valentin의 기술 센터에서 군중을 끌어모았습니다. 향상된 인체 공학, 지원 및 개인화를 제공합니다. 이미 고객이 성공적으로 사용하고 있는 확장된 제어 개념이 여기에 제시되었습니다.
서비스 프로세스의 효율성 향상
ENGEL이 오늘날 AI를 어떻게 사용하고 있는지는 원격 지원과 디지털 도구에서 명확하게 드러났습니다. AI는 최적화 서비스의 핵심이며 사출성형회사에 필요한 시간을 크게 줄여줍니다.
서류 없는 제조
ENGEL은 데이터 기반 의사 결정을 통해 생산을 최적화하는 방법을 보여주었습니다. 제조사는 품목 및 주문 관련 결과와 KPI를 받아 스크랩과 기계 가동 중단 시간을 크게 줄입니다.
ENGEL과 함께 부가가치 창출 - 파트너 회사가 솔루션 제시
① DUALIS GmbH IT Solution: 디지털 공장을 통한 생산 최적화
② DAIM GmbH: 산업 보안에 초점을 맞춘 Industry 4.0을 위한 스마트 솔루션
③ Symate GmbH: AI를 통한 데이터 관리, 상호 작용 캡처
iQ 사용자 커뮤니티:
이벤트 시리즈의 첫째 날과 마지막 날에 iQ 사용자 커뮤니티가 열렸습니다. 그들은 특히 프로세스 기술자와 기계 운영자의 실질적인 요구 사항을 목표로 했습니다. 여기에서 사용자는 Schwertberg의 기술 센터에서 ENGEL의 iQ 제품을 테스트하고 논의할 수 있었습니다.
결론적으로, ENGEL은 Digital Days를 통해 열광적인 청중에게 플라스틱 기술 분야의 혁신적 강점을 인상적으로 보여주었습니다. 발표된 개발 및 기술은 디지털 혁신과 고객 지향에 초점을 맞춘 고급 솔루션을 통해 산업을 지속가능하게 형성하려는 회사의 의지를 강조했습니다. 이 행사는 귀중한 통찰력과 자극을 제공하여 미래의 발전과 협력을 위한 길을 열었습니다.
37개국에서 1,000명 이상의 참가자와 300명의 학생이 Wittmann Battenfeld GmbH Competence Days 컨퍼런스 및 오픈 하우스 행사를 위해 Vienna로 향했습니다.
19세기에 지어진 마르크스 할레 산업 건물을 개조한 20,000제곱미터 규모의 건물에서는 컨퍼런스 프레젠테이션, 기계 및 성형 부품 전시, 12개의 라이브 성형 시연 중 6개, 점심과 저녁 식사가 진행되었습니다.
오스트리아 코팅브룬에 있는 Wittmann 본사 공장에서 진행된 나머지 6개의 실시간 시연에서는 LSR 젖꼭지, 고정되지 않은 마개, 밀폐형 동적 가열 및 냉각을 이용한 고광택 하이브리드 플라스틱/금속 병따개 성형이 포함되었습니다.
검은색 물류 팔레트는 회사 최대 형체력인 2,200톤의 MacroPower 2200/33000 기계에서 성형되었습니다.
W918 선형 로봇이 장착된 EcoPower B8X 110/350 Insider 작업 셀이 K2022 시연에 이어 Kottingbrunn에서 120㎜×24㎜×8㎜ 장난감 조립 블록을 성형했습니다. 이 벽돌은 오스트리아 Tulln의 Bioblo Spielwaren GmbH에서 생산하며, 재질은 Vienna에 위치한 Fasal Wood GmbH의 목재 가루와 Borealis의 산업용 재활용 폴리프로필렌으로 구성된 컴파운드입니다.
디지털화
Fritz Öhlerer와 Martin Stammhammer가 “결코 잠들지 않는 서비스”라고 설명한 인공 지능 지원 기능을 갖춘 새로운 AIM4Help 헬프 데스크는 Open AI의 Chat GPT 기술을 사용합니다. 필요할 때 사람의 백업으로 사용할 수 있는 “1차 수준 지원”을 제공합니다. 이것은 Teamviewer 소프트웨어와 같은 웹 서비스를 통해 액세스할 수 있습니다.
AIM4Help는 은퇴로 인해 점점 늘어나는 숙련된 직원의 손실을 해결하지만, 일반적인 헬프 데스크 기능 외에도 제품 메뉴얼, 기술 문서, 문제 해결 가이드 및 소프트웨어 릴리스 목록을 제공할 수 있습니다.
Wolfgang Roth와 Marco Moser는 이것을 HiQ flow(사출), melt(용융), packing(팩킹), metering(계량) 디스플레이 및 모니터링 시스템뿐만 아니라 coining(코이닝), step force(단계별 형체력) 및 venting(가스 빼기) 모니터링 기능을 갖춘 전문적인 형체 제어까지 커버하는 “생각하는 기계”라고 불렀습니다.
HiQ Melt는 평균 체류 시간, 스트로크 활용, 용융 쿠션 및 프리미엄 버전인 용융 흐름 지수(MFI)까지 표시하고 모니터링합니다. HiQ Flow Premium은 동일한 샷 중에 보압 압력, 절환 지점, 또는 이 두 가지의 조합을 실시간으로 조정 및 수정하는 기능을 제공합니다.
HiQ Packing은 가스 빼기, 다중 캐비티 성형 및 분말 사출성형의 문제를 극복하기 위해 보압 단계의 속도를 제한합니다. HiQ 계량은 사출이 시작될 때 체크 링을 감압하고 닫힘위치로 놓아 계량 종료와 석백 시작 사이에 체크 밸브를 능동적으로 닫습니다.
Vienna에서는 각 커플링에 RFID 태그가 장착된 원료공급 라인의 사례가 전시되어 플라스틱 가공 기계에 대한 올바른 연결을 보장하고 개방 연결로 인한 누출을 방지합니다. 태그는 충격 흡수 플라스틱으로 오버 몰딩되어 알루미늄 하우징 내부에 장착되며 Wittmann 네트워크 제어 시스템에 의해서 연결을 모니터링합니다. 그래픽 디스플레이는 어떤 호스가 어떤 분배 장치에 연결되었는지 보여줍니다.
데이터 기록 및 분석
독일 Meinerzhagen에 위치한 Wittmann Battenfeld의 자회사 사장인 Andreas Schramm은 “단일 소스의 데이터 투명성”이라는 제목의 프레젠테이션에서 플라스틱 부품 생산 가치가 2022년에서 2023년 사이에 4.7% 증가했다고 밝혔습니다. 그러나 같은 기간에 제조 실행 시스템(MES)의 가치는 13.8% 성장했습니다.
Schramm은 전체 데이터 기록 및 분석, 그리고 MES 사용 결과가 사출성형의 미래 경쟁력을 결정할 것이라고 결론지었습니다. 그는 이탈리아 Feletto Canavese 소재의 호스 및 케이블 릴 생산업체인 Zeca SpA에 2022년에 설립된 신규 플라스틱 사출성형사업부에서 Wittmann의 TEMI+ 및 iMAGOxt 시스템의 이점을 보여주었습니다.
이 회사는 60~700톤 형체력의 유압 및 하이브리드 전기/유압 사출성형기 11대를 사용합니다. 기계 중 8대가 Wittmann 제품입니다. 기계에는 선형 로봇이 장착되어 있으며 중앙 집중식 플라스틱 건조 및 공급 시스템, 3대의 혼합기 및 8대의 사출기 옆 분쇄기인 Wittmann 주변장비에 의해서 지원됩니다.
전체 장비 효율성(OEE)은 실행 시간과 계획된 생산 시간, 이상적인 사이클 시간에 생산된 부품 수를 곱한 성능, 생산된 총 부품 수에 대한 양품의 비율 측면에서 품질에 따라 결정되는 가용성으로 결정됩니다. Schramm은 일반적인 비 디지털 기업이 가용성 49%, 성능 75%, 품질 84%를 달성하지만, TEMI+ 및 iMAGOxt를 사용한 데이터 기반 의사 결정을 통해 Seca는 60~80%, 90~95% 및 94~97%의 더 높은 해당 가치를 달성했다고 말했습니다.
Schramm은 또한, 독일 Lotte에 위치한 Frimo GmbH에 의해 성형된 자동차 도어 패널에 사용하는 Tagtec 제품 식별 시스템을 언급했습니다.
독일 Thurmansbang의 Sensorinstrumenten Systemtchnik GmbH는 Tagtec을 개발했으며, 독일 Leuchtstoffwerk Breitungen의 보이지 않는 2~8μm 무기 발광 안료로 구성된 오스트리아 Gumpoldskirchen의 마스터 배치 생산업체 Gabriel-Chemie GmbH의 마스터 배치를 통해 플라스틱 재료에 포함시킵니다. 결과로 나타나는 “Tagtec” 또는 “Taggant” 표시는 컴파운딩 및 사출성형 중에 핫멜트에 영향을 받지 않습니다.
시스템은 작은 플라스틱 부품, 심지어 파쇄/분쇄된 플라스틱 부품의 재료를 식별합니다. 안료를 UV 광선에 노출시켜 식별하고 Lumistar 카메라 기반 센서 시스템이 선택한 광점의 무작위 분포를 분석합니다. 이 패턴은 수학적으로 코딩되어 인터넷 데이터베이스에 저장된 다음 제품 식별에 사용됩니다.
Schramm은 Ecopower 110/525 사출기, B8X 제어 시스템 및 WFC 120 냉각수 분배기가 클라이밍 네트 홀더를 성형하는 생산 셀을 지적했습니다. 이것은 인라인 스프루 재활용을 위한 S-Max ‘by-the-press’ 분쇄기를 장착하고 직접 재료 공급을 통해 제품 탄소 배출량(PCF)을 줄이는 ‘인그라인더’ 시스템의 예였습니다. HiQ Flow 시스템이 재생재 성형으로 인한 공정 변동을 보상했습니다. 셀은 CO2 배출량 기록과 제조 실행 시스템(MES) 통합을 위해 TEMI+를 사용했고, 에너지 소비 분석을 위해 iMAGOxt를 사용했습니다.
가상 현실
Giorgio Pigozzo는 HiQ 적응형 성형을 갖춘 스마트 기계부터 MES를 통한 스마트 생산, 지능형 사용자 인터페이스와 자체 최적화 데이터 교환을 갖춘 스마트 작업 셀, 그리고 최종적으로 원격 유지 관리 및 가상 기계를 갖춘 스마트 서비스에 이르기까지 “Wittmann 4.0” 스마트팩토리 개념의 다양한 측면을 설명하여 Schramm의 의견을 뒷받침했습니다.
Pigozzo는 데이터 시각화 및 음성 제어 기능을 통해 사출기, 로봇 및 기계 작업자 간의 가상 현실 인터페이스를 제공하는 새로운 Wittmann Holoverse 시스템 내의 AI에 주목했습니다.
Wittmann은 B8X 제어 시스템과 W918 선형 로봇이 장착된 Smartpower 120/350 사출기의 단일 캐비티 금형에서 폴리프로필렌 스낵 상자를 성형하면서 Gravimax GMX 76 블렌더에서 Holoverse를 시연했습니다. 혼합현실 안경은 ‘미래를 내다보는 것’을 가능하게 합니다.
이 시스템은 기계와 로봇에 대한 음성 활성화 명령을 위한 중앙 음성 인식 시스템에 대한 액세스와 함께 제공됩니다. 이는 시청자의 시야에 추가 장비 정보를 삽입함으로써 촉진됩니다. 스낵 상자는 오스트리아의 Würmla에서 최고의 Miraplast Kunststoffverarbeitungs GmbH에서 생산하며 리빙 힌지와 폐쇄용 플랜지가 통합되어 있습니다. 이 프로세스에는 HiQ Metering, HiQ Melt 및 HiQ Flow 소프트웨어 패키지가 사용되었습니다.
자동화
B8X 제어 시스템과 WX138 선형 로봇이 장착된 Wittmann Battenfeld 90톤 서보 유압 드라이브를 갖춘 SmartPower 90/350 사출기에서 오스트리아 Götzis의 수준기 생산업체인 Sola Messwerkzeuge GmbH에서 20cm 길이 PT5 20 수준기 생산에 적용되는 자동화를 시연했습니다.
일반적으로 빨간색 ABS 상부 및 하부 하우징 부품이 1+1 캐비티 Sola 금형에서 갈색으로 성형되었습니다. 상부 성형물은 레이저 인쇄를 위해 레이저 스테이션으로 옮겨졌고, 하부 성형물은 Sola 아크릴 유리관이 그 안에 끼워지는 트레이에 놓였습니다. 그리고 일정한 힘으로 상단과 하단 부품을 함께 눌러 수준기를 완성했습니다. 그런 다음 수준기를 유리관 위치를 조절하는 비전 테스트 스테이션으로 이동되었습니다. 로봇은 마침내 완성된 수준이기를 컨베이어 벨트에 올려놓습니다.
Sola는 다양한 길이와 1.5㎜ 벽 두께의 수준기에 맞는 아크릴 유리관을 성형하기 위해 100톤 형체력의 전전동 구동의 Fanuc Roboshot 사출기를 사용해왔습니다.
마이크로 몰딩
자체 W8VS2 로봇을 통합한 Micropower 15 사출기가 4개의 캐비티 금형에서 손톱 크기의 판을 성형했습니다.
NanoVoxel의 Domenico Foglia와 공동 창업자인 Martin Ganz는 Plastics News에 NanoVoxel이 3D 프린팅된 금형 인서트를 공급했다고 했습니다.
Nanovoxel은 0.2~1μm 해상도의 미세 가공을 전문으로 합니다. 이는 초점 영역에서만 중합을 수행하는 SLA/DLP 단일 광자 적층 제조와 달리 Micropower 사출기와 UpNano의 2PP 2광자를 모두 작동하여 이를 수행합니다.
에너지 절약
EcoPower 180/750+ DC 사출기는 광전지 패널에서 직접 또는 간접적으로 직류로 작동하며 독일 Minden에 소재한 전기 단자 성형업체 Wago GmbH & Co. KG에서 개발하고 특허를 받았습니다. K 2022에서 처음 선보인 이 기계는 Competence Days 동안 2 캐비티 금형에서 PP 뚜껑을 성형했습니다.
DC 모드에서 기계를 작동하는 핵심은 단기 부하 피크를 보상하기 위한 염분 배터리 전력 저장 장치와 “슈퍼캡” 전기화학 축전기입니다. 이제 DC 작동 로봇과 새로운 Tempro plus D 90 DC 온도 컨트롤러가 있으며, 모두 사출기의 중간 DC 회로를 통해 직접 전원이 공급됩니다.
새로운 분쇄기
Vienna에서 선보인 새로운 G-Max XL 분쇄기는 Wittmann의 최대 규모의 사출기용 분쇄기입니다. 시간당 최대 100kg의 처리량으로 최대 200㎜×500㎜ 크기의 부품을 분쇄할 수 있습니다. Wittmann은 340rpm의 속도로 작동하는 분쇄기가 최적의 속도/토크 조합을 제공하고 쉽게 접근할 수 있는 분쇄 챔버의 긴 수명을 보장한다고 말합니다. G-Max XL은 사출기 옆 인라인 재활용 및 소형 중앙 분쇄기로 적합합니다. 개방형 절단 로터는 공기 순환을 원활하게 하여 분쇄 재료를 신속하게 냉각시킵니다.
