다른 재료가 모두 실패하는 경우

전 세계적으로 맥슨은 고정밀 드라이브로 유명합니다. 그러나 당사에 세라믹과 금속을 위한 자체 사출성형 부서가 있다는 사실을 아는 사람은 많지 않습니다. 이 부서에서는 세라믹 스핀들뿐만 아니라 시계 제조사와 음악 산업을 위한 특수 부품도 생산합니다. 세라믹은 기어헤드의 보강에 탁월한 재료입니다. 그래서 맥슨은 20년 전에 자체 분말 사출성형 부서를 설립했습니다. 오늘날 이 부서에서 생산되는 몇몇 세라믹 부품은 음악 애호가들의 감상 경험을 향상시키는 데에도 사용됩니다.

이 부서의 가장 큰 자부심은 자신만의 공간이 있다는 것입니다. 맥슨의 분말 사출성형 부서 책임자인 안드레아스 필립(Andreas Philipp)은 새로 지어진 벽을 향해 직행하여 문을 열고 방에 있는 한 대의 기계, 즉 세라믹 부품을 경화 가공하기 위한 레이저 장치를 가리킵니다. 이 최신 구매품은 2마이크로미터의 정확도로 세라믹을 절단할 수 있다고 필립은 설명합니다. 벽 두께가 17마이크로미터인 스프링 부재를 가공하는 동시에 정확한 측정을 수행합니다. 이것이 바로 이 부서에서 첨단 기술을 유지하고 고객에게 정밀 부품을 훨씬 더 빨리 공급하는 방법입니다.

보다 더 긴 사용 수명을 위한 세라믹

맥슨에 세라믹과 금속을 위한 자체 사출성형 부서가 있다는 사실을 아는 사람은 거의 없을 것입니다. 어쨌든 맥슨은 주로 화성과 여기 지구에서, 수술용 로봇과 실험실 자동화 시스템부터 문신 기계까지 애플리케이션을 계속 작동시키는 마이크로 모터로 유명한 회사입니다.

맥슨은 정밀 드라이브 외에도 컨트롤러와 인코더, 그리고 특히 기어헤드도 생산합니다. 특정 애플리케이션의 경우에는 이러한 제품을 보강해야 합니다. 기어 휠, 차축 또는 유성 캐리어와 같은 개별 기어헤드 구성품을 더 정밀하게 보강해야 합니다. 특히 세라믹이 이러한 종류의 업그레이드에 적합합니다. 즉 이 재료는 강철보다 화학 물질과 온도 변화에 더 강하고 매우 단단합니다. 세라믹 차축은 기어헤드의 사용 수명을 상당히 연장시키며, 특히 시작-정지 작동에 사용되는 드라이브의 경우 더욱 그러합니다. 그래서 맥슨은 약 20년 전부터 자체 세라믹 부품을 제조하기 시작했습니다. 현재 약 45명의 직원이 사출성형 부서에서 근무하고 있으며 개발자, 애플리케이션 엔지니어, 품질 전문가 및 생산 직원이 있습니다.

분말 사출성형 부서장인 안드레아스 필립(Andreas Philipp)은 다음과 같이 세라믹 스핀들을 소개합니다.

모터에서 스핀들까지

분말 사출성형 전문가들은 독일 남부의 젝사우에 소재한 맥슨의 전문화된 기어헤드 생산 현장에 소속되어 있습니다. 이 부서에서 제작한 부품 중 약 절반이 맥슨 드라이브에 사용됩니다. 선형 드라이브용 세라믹 스핀들은 운전 특성과 내마모성으로 인해 특히 인기가 높습니다. 안드레아스 필립은 “당사는 고객에게 단일 소스로 제작된 모터, 기어헤드 및 세라믹 스핀들을 제공할 수 있는 유일한 회사입니다.”라고 말합니다. 정밀 세라믹 부품의 개발 및 생산은 저렴하지 않습니다. 공정은 복잡하고 하드 가공에는 다이아몬드 공구 또는 위에서 언급한 레이저 기계가 필요합니다. 따라서 보다 더 일반적인 다른 재료로는 충족시킬 수 없는, 매우 특수한 요구 사항에 대해서만 보통 세라믹을 선택합니다. 또는 다르게 표현하면 다음과 같습니다. “세라믹은 다른 모든 재료가 실패할 경우 사용됩니다.”

경화 가공 공정에서 세라믹 부품은 마이크로미터 범위의 공차가 달성될 정도로 정밀하게 연마되고 샌딩됩니다.

용광로에서 이틀 동안 소결

생산 공정은 공급 원료라고도 하는 과립으로 시작됩니다. 이 과립에는 일정량의 접착제가 포함되어 있어, 첫 단계에서 재료를 금형에 찍어낼 수 있습니다. 그 부품은 사출성형 장치에서 꺼낸 후, 이미 약간 가공할 수 있습니다. 하지만 이러한 부품은 완성된 세라믹 제품과는 아직 공통점이 많지 않습니다. 이러한 부품은 성형체라고 부르며, 부서지기 쉽고 깨지기 쉬우며 완제품보다 훨씬 큽니다. 산업용 세라믹의 뛰어난 특성을 갖추기 위해서는 몇 가지 단계가 더 필요합니다. 첫째, 화학 공정에서 접착제를 제거합니다. 그런 다음 용광로로 보내 최대 섭씨 1500도에서 이틀 동안 소결합니다. 이 공정에서 부품은 최대 30%까지 축소됩니다.

이러한 체적 손실은 특히 공차를 마이크로미터 범위로 유지하려는 경우 계산하기 어렵습니다. 따라서 소결 후 필요한 공차를 달성하기 위해 많은 부품을 샌딩합니다. 몇몇 구성품에는 배송 준비 전에 간단한 연마 작업이 필요합니다.

소결 후 최종 연마 작업을 수행하면, 세라믹 부품의 표면은 매끄러워집니다.

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프로토타입의 빠른 생산

세라믹의 특수한 특성에 기인한 이점으로 인해 맥슨은 단순한 기어헤드 구성품 이상의 제품을 생산하게 되었습니다. 제조된 제품에는 산업 자동화용 소형 제트, 시계용 멈춤쇠 및 헤드폰 케이스도 포함됩니다. 헤드폰 케이스는 맥슨에서 수년 동안 생산되고 있으며 음질에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 간주됩니다. 또한 금속 케이스와 달리 긁힘에 강하고 아름다운 광택을 오랫동안 유지합니다.

분말 사출성형의 기본 원리는 지난 몇 년 동안 대체로 동일하게 유지되었습니다. 하지만 몇몇 사항이 변경되었습니다. 안드레아스 필립에 따르면, 앞으로 성형체 처리가 줄어들 것이라고 합니다. 그 대신 간단한 기본 형태를 성형한 다음 완벽한 모양이 될 때까지 첨단 장비로 기계 가공하게 됩니다. 안드레아스 필립은 “이러한 방식으로 고객은 훨씬 더 일찍 프로토타입을 받아 볼 수 있습니다.”라고 말합니다. 작은 배치도 더 빠르게 배송할 수 있습니다. 변하지 않은 것은 분말 사출성형에 대한 매력이며 모든 직원들이 느낄 수 있습니다. “모든 직업은 다르며 일상적인 일은 없습니다. 세라믹은 극히 까다로운 재료입니다. 따라서 세라믹은 흥미롭습니다.”