(주)유도, 국내 최초로 전동실린더 상용화 성공

1960년대 처음 유·공압 구동 방식으로 만들어졌던 수직다관절 로봇은 이미 대부분 서보모터를 적용한 전동 방식으로 전환됐고, 사출성형기 역시 하이브리드를 넘어 전동 방식으로의 전환을 꾀하고 있으며, 블로우몰딩 머신 역시 유압에서 전동으로의 전환이 진행되고 있는 상태이다. 현장 환경 개선에 대한 요구, 높은 품질에 대한 소비자의 욕구 증가 등 갈수록 정밀하고 정교한 제어의 필요성이 높아지며, 이제 유·공압 구동의 전동식 전환은 하나의 큰 트렌드가 된 듯싶다. 최근에는 (주)유도가 국내 최초로 전동실린더 ‘SEVA’ 상용화에 성공하며 이러한 산업계의 흐름을 더욱 가속화시킬 것으로 전망되고 있다.

1. (주)유도, 국내에서 선도적으로 전동실린더 상용화 성공

글로벌 플라스틱 산업계에서 활약하고 있는 유도그룹((주)유도, 유도썬스(주), 유도스타자동화(주), 유도로보틱스(주), 페트원(주))이 최근 30여 년 간의 노하우로 제품설계부터 하드웨어 전 구성품, 소프트웨어까지 자체 원천기술력으로 개발된 전동실린더 & 컨트롤러 ‘SEVA’ 시리즈를 공개하며 업계의 주목을 받고 있다. 

통상적으로 플라스틱 제품 생산을 위한 핫 러너 시스템은 노즐의 밸브 핀 제어에 있어 유·공압 방식의 실린더 적용이 일반적이었으나, 최근 해외에서는 전동실린더에 대한 관심도가 높아지고 있다. 사출성형품의 품질 향상에 대한 욕구가 높아지고, 정밀한 제품 성형에 대한 수요가 증가함에 따라 더욱 정확하면서도 완벽한 수지 제어의 필요성이 대두됐기 때문이다. 

그럼에도 불구하고 국내 시장에서 전동실린더의 도입은 사실상 어려움이 있었다. 국내 메이커의 부재로 인해 전량 수입에 의존해야 되는 상황에서 가격과 메인터넌스, 도입 시 금형이 대형화되는 등 유저의 부담이 컸기 때문이다. 

이러한 국내 시장의 애로사항을 해결해 준 것이 바로 유도의 SEVA다. SEVA는 동급의 타사 전동실린더 대비 더욱 콤팩트하고, 2배 이상 파워풀하며, 극소형 제품부터 대형 제품까지 적용범위가 넓은 전동실린더로, 유도 관계자는 “이미 업계에서는 대형 플라스틱 성형품이 지니고 있던 Flow-mark, Hesitation-mark 등의 불량에 대한 문제를 해소하고, 초소형 제품 성형 시 밸브핀의 정밀 위치제어로 0.02g과 같은 사출의 극소량 제어가 가능하여 재현성 및 균일성이 확보되지 않는 점에 대한 고민들을 해결할 수 있어 기대가 높다.”고 전했다.

2. 하이엔드 시장이 요구하는 ‘SEVA’

기존의 유·공압 실린더로 대응이 불가능하거나, 혹은 0.1g 이하 초소형 제품에서 품질 균일성 및 재현성이 떨어지던 부분에 대한 개선을 위해 이미 글로벌 플라스틱 성형 업계에서는 전동실린더가 주목받아 왔다. 이러한 상황에서 유도의 전동실린더 SEVA를 주목해야 되는 이유가 몇 가지 있다.

1) 콤팩트한 사이즈

전동실린더 SEVA의 가장 중요한 특징 중 하나는 콤팩트한 사이즈다. 얇은 PCB가 내장된 판 형태의 엔코더와 커스터마이즈한 볼스크류를 모터 속에 직접 삽입함으로써 기존의 전동실린더들보다 더욱 콤팩트한 사이즈를 구현했다. 기존의 전동실린더의 경우 엔코더 등 실린더 제어를 위한 부가적인 장치들을 포함해 설치할 시 부득이하게 금형의 크기가 커지고, 이는 곧 높은 톤수의 사출기 및 공간의 필요성 등 유저의 부담으로 작용했지만, SEVA는 동급의 사출기로도 충분히 적용 가능할 만큼 소형화된 것이다. 더불어 리니어스테핑 모터 대신 BLDC 서보 모터를 적용, 비슷한 사이즈의 타 전동실린더보다 뛰어난 출력을 보여준다. 

2) 초정밀 밸브 핀 제어

서보모터가 적용된 SEVA는 고도로 정밀한 밸브 핀 제어를 합리적이고 손쉽게 실현할 수 있다.

64zones 이상 동시 제어가 가능하며 0.01㎜까지 밸브 핀의 개별 제어가 가능해 안정적인 공정과 고품질의 제품을 생산할 수 있도록 도와준다. 

정밀한 제어를 통해 유저들이 얻을 수 있는 이점은 다양하다. 정량 제어를 통한 원재료 낭비를 방지할 수 있고, 원하는 위치에서 밸브 핀의 슬로우, 스톱 제어가 가능해 게이트 코어의 파손 확률도 현저히 낮다. 

또한 기존의 유·공압 실린더를 사용해 시제품을 제작할 경우 밸브 핀의 포지션 조정 시 수동으로 혹은 재제작을 하는 수밖에 없었지만 SEVA는 간단한 수치 입력만으로 이를 해결할 수 있다.

3) 원천기술부터 소프트웨어까지 ‘자체 제작’

기존의 핫 러너 메이커에서 선보인 전동실린더 제품군들은 극소형 혹은 대형에 국한되어 있었고, 아울러 요소 기술의 경우 대부분 OEM 방식을 채택하고 있다. 

하지만 SEVA에 적용되는 모터, 볼스크류, 제어 드라이버 등 핵심 요소기술까지 모두 자체적으로 개발한 유도는 초소형에서부터 중·대형까지 다양한 스펙의 라인업(SEVA 14/SEVA 20/SEVA 50/SEVA 70)을 확보함으로써 SEVA를 어떠한 어플리케이션에도 적용시킬 수 있도록 준비했고, 아울러 유도가 HRS와 Robot 등 자동화 부분에서 보유한 30년 노하우와 신뢰를 바탕으로 철저한 사후관리까지 지원한다.

3. 전동실린더가 필요한 어플리케이션

SEVA가 적용될 수 있는 시장은 크게 4가지로 분류할 수 있다.

1) 대형 제품 사출성형

자동차 산업 등 대형 성형품이 적용되는 분야의 경우 단순한 Open, Close 기능을 넘어서 각 게이트 오픈 속도의 유기적인 관계를 파악, 밸브 핀을 최적의 속도로 제어해야 한다. 

SEVA는 내부의 급격한 Pressure Drop을 방지함으로써 품질이 중요한 대형제품에 Hesitation-mark 및 Flow-mark와 같은 밀림현상이 없는 매끄러운 표면 성형이 가능하다. 

2) 초소형 제품 사출 성형

한편 사출성형품이 소형일 경우 그만큼 정밀한 수지 토출 제어가 필요하다. 초소형 제품의 경우 SEVA를 사용함으로써 기존의 유·공압 실린더 대비 뛰어난 재현성과 균일성을 확보할 수 있다.

3) LSR 사출

수십 분의 일, 수백 분의 일그램에 달하는 수지 토출 능력이 필요한 극소형 제품처럼 기존의 유·공압 실린더가 제어할 수 없는 분야의 사출성형에서 SEVA의 진면목이 드러난다. 특히 최근 모바일 기기의 방수씰링 등 다양한 분야에서 LSR의 수요가 증가하며 정밀을 넘어선 초정밀 영역에서의 밸브 핀 제어를 위해 전동실린더의 채택이 고려되고 있다. SEVA는 최소 수준의 필요량까지 정밀하게 정량제어가 가능함으로써 고가의 원료 낭비를 줄이고 각 캐비티 별 중량 밸런스를 조절할 수 있다. 

4) 멀티레이어

멀티레이어란 식품용기나 맥주병과 같은 산소와 이산화탄소의 차단이 중요한 용기에 PP(PE)-EVOH-PP(PE)와 같이 차단성이 뛰어난 물질을 삽입하여 다층구조를 형성하는 것을 의미한다. SEVA는 실린더 내부 볼스크류의 특화된 기술로 회전 운동을 직선운동으로 변환시키며 최대 25㎜까지 밸브 핀의 다단 제어가 가능하다. 자유로운 밸브 핀의 다단제어는 멀티레이어 형성에 핵심기술이다.

(주)유도 www.yudo.com

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - (주)유도, 국내 최초로 전동실린더 상용화 성공