일본산업뉴스요약

자동화가 극대화된 ‘초복합가공기’를 목표로
DMG모리세이키와 도쿄대학이 협업

DMG모리세이키(森精機)가 도쿄대학과 협업해 현재의 복합가공기를 뛰어넘는 공작기계 개발에 착수했다. 도쿄대학 대학원 공학계 연구과 내에 ‘머시닝 트랜스포메이션 연구센터’(MX센터)를 개설. 기계와 재료, 제어, 수리, 데이터 과학 등 학술적 지식을 도입해 지속적 기술 개발을 추진한다.

DMG모리세이키는 에너지 절감과 인력 부족 해소, 미완성 제품 감소라는 사회적 과제를 해결하기 위해 공작기계의 공정∙기능 집약에 나서고 있다. 절삭, 연삭, 적층 조형 등 다양한 가공을 한 대의 기계로 처리하는 복합가공기를 개발해 2050년에 자사의 전 세계 공작기계 보유 대수를 현재 약 500만 대에서 약 100만 대로 줄일 계획이다.

이 계획을 실현하려면, 예를 들어, 현재 5대의 공작기계로 처리하고 있는 모든 가공을 한 대로 처리할 수 있는 ‘초복합가공기’를 개발해야 한다. 하지만 기존 기술의 연장선상에서는 이러한 공작기계를 실현할 수 없다고 DMG모리세이키는 보고 있다. 복합화에 필요한 공정과 공정 사이에 기술적 격차가 존재하기 때문이다.

-- 가공점을 시각화 --
선삭과 밀링 가공을 처리할 수 있는 선반 베이스의 복합가공기 등, 이미 공정 간 기술적 격차를 줄여 복합화에 성공한 제품도 존재한다. 하지만, 5가지 서로 다른 가공 공정에 대응하면서 효율적으로 가동할 수 있는 1대의 초복합가공기를 개발하려면 보다 고도화된 기술이 필요하다.

구체적으로는, 공작기계의 설계 기술과 공정의 설계 기술, 가공 기술은 물론, 물리적 현상을 모델링하거나 예측하는 기술, 그리고 측정을 통해 가시화하는 기술 등이 있다. 이러한 기술 개발로 이어지는 연구를 실시하는 것이 MX 센터의 역할이다.

예를 들어, 물리적 현상의 가시화에서는 대형 방사광 시설 ‘SPring-8’을 이용한 고속 X선 촬영 기술을 활용해 공작기계의 가공점을 관찰할 수 있게 한다. 금속을 투과해 가공점을 가시화하는 것이다.

현재의 기계 가공에서는 가공점이 보이지 않기 때문에 어떤 현상이 일어나고 있는지에 대해 예측하는 것 외에는 방법이 없다. 하지만 SPring-8을 이용하면 가공점, 즉, 공구의 날 끝 부분에서 무슨 일이 일어나고 있는지를 시각적으로 확인할 수 있다.

적층 조형 사례에서는 레이저로 가공 대상을 녹여 만든 용융 웅덩이(멜트 풀)의 움직임을 고속으로 촬영하여 관찰해 최종적인 기계 특성을 예측한다. 이를 통해 금속의 소결(燒結) 현상의 메커니즘을 규명하고, 재료 프로세스를 원스탑으로 개발할 수 있다.

MX 센터는 인재 육성 기능도 갖추고 있다. 기술에 대해 높은 전문성을 갖추고, 기술을 조망할 수 있는 인재 양성을 목표로 하고 있다.

구체적으로는 DMG모리세이키의 직원이 도쿄대학에 자신의 경험을 전수하고, 도쿄대학 교원이 DMG모리세이키의 직원과 중견 기술자를 대상으로 기초 및 응용 발전적 내용의 연구·기술 교육을 지속적으로 실시하고 있다.

DMG모리세이키의 모리(森) 사장은 향후 공작기계에 요구되는 기술 개발은 “하나의 민간 기업만으로는 어렵다”라고 보고 있다. 가공 대상이 되는 재료가 다양해졌을 뿐만 아니라, 예를 들어, 의료 부품에 사용되는 재료는 의학부와의 제휴가 필요해지는 등, 폭넓은 지식과 네트워크 구축이 요구되기 때문이다.

DMG모리세이키는 MX 센터를 통해 도쿄대학과 협력함으로써 흥미로운 문헌이나 유용한 사례에 대한 정보를 제공 받거나, 다른 기업과의 연결 고리를 제공 받는 것을 기대하고 있다.

MX센터는 2026년 4월 1일에 개설될 예정이다.

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