개요
우리의 모든 기술과 산업에 끊임없이 동력을 공급하는 에너지 부문은 현대 문명에 필수적입니다. 에너지를 지속적이고 효율적으로 생산하기 위해서는 석유 및 가스 부문의 유압 밸브, 태양 전지, 풍력 터빈 부품 등 다양한 첨단 기계가 필요합니다. 이러한 정교한 장치들을 개발하는 데에는 CNC 가공 기술이 필수적입니다.
항공우주 및 자동차 산업을 제외하고 CNC 가공의 주요 응용 분야 중 하나는 에너지 산업입니다. 그러나 에너지 부문은 기존 에너지원과 더불어 더욱 깨끗하고 현대적인 에너지원을 수용해야 하거나 (더 극단적인 경우) 화석 연료를 완전히 포기하고 재생 에너지로 전환해야 하는 중대한 기로에 서 있습니다. 2007년부터 2017년까지 재생 에너지 산업은 전 세계적으로 프로젝트 증가와 지원 확대에 힘입어 연평균 5%씩 성장했습니다.
발전 설비에 사용되는 도구와 부품의 품질 및 효율성은 일반적으로 OEM CNC 부품과 정교한 가공 기술의 사용으로 향상됩니다.
특정 신재생에너지 분야에서 CNC 가공의 역할
친환경 에너지 시장은 현재 확대되고 있습니다. 풍력, 태양열, 수력과 같은 친환경 에너지원은 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 또한, 이러한 에너지 관련 부품의 대부분은 CNC 가공 기술을 통해 생산됩니다. 재생 에너지에 사용되는 장비 및 ODM CNC 밀링 부품에는 최고 수준의 정확도와 극도의 정밀도가 요구됩니다.
그들은 그 결과 더 열심히 일하고 최고의 성과를 얻을 수 있습니다.
태양 광 발전
지금까지 발견된 재생 에너지원 중 가장 잘 알려진 것은 태양열 발전일 것입니다.
겉으로 보기에는 시스템과 장치들이 상당히 단순해 보이지만, 몇 가지 중요한 장점이 있습니다. 태양광 패널이 효율적으로 작동하고 더 많은 전기를 흡수하려면 매우 정밀한 부품이 필요합니다. 하지만 그것만이 전부는 아닙니다. CNC 가공 기술을 사용하여 후면 및 캐리어 레일, 심지어 프레임까지 높은 정밀도로 제작합니다.
드릴링 및 밀링 머신은 이러한 작업에 적합하며, 여러 업체에서 CNC 장비가 태양광 패널 부품 제조에 특히 유용하다고 홍보하고 있습니다. 대규모 태양광 패널 생산 라인에서도 수많은 작업자가 동시에 작업하는 것 외에도 다양한 비CNC 공정이 포함됩니다. 이러한 비CNC 공정에는 절단 및 드릴링이 포함됩니다.
또한, 플라즈마 및 파이버 레이저 절단 장비는 태양광 패널 생산에 특화되어 있으며, 실제 패널 분할 공정에는 서로 다른 종류의 레이저가 사용됩니다. 이와 유사하게, 일부 기업은 CNC 가공과 3D 프린팅을 결합하여 태양광 패널을 생산합니다. 이는 태양광 발전 분야에서 하이브리드 제품 개발의 가능성이 있음을 시사합니다.
풍력
풍력 발전에는 극한의 스트레스에도 정밀도를 잃지 않고 견딜 수 있는 견고하고 내구성이 뛰어난 부품이 필요합니다. 풍압에 따른 마모를 최소화하려면 제조업체는 정밀한 블레이드를 제작해야 합니다. 각도를 제어하는 거대한 베어링과 같은 부품 제작은 물론 블레이드 생산에도 금속 및 탄소 섬유 가공이 주로 사용되어 왔습니다. CNC 가공은 풍력 터빈의 조정 메커니즘에 사용되는 작은 부품과 동일한 정밀도로 대형 베어링을 생산할 수 있도록 해줍니다. 항공기 엔진 블레이드와 마찬가지로 이러한 대형 부품은 움직임이 작동 성능에 큰 영향을 미치기 때문에 매우 정밀해야 합니다.
일반적으로 로터, 기어박스 하우징 및 기타 부품은 다목적 선반에서 가공됩니다. 일반적인 풍력 터빈의 규모를 고려할 때, 크고 강력한 기계가 필수적이며, 기어 휠 생산의 약 90%는 금속 절삭으로 이루어집니다. 최근에는 호브 또는 디스크 커터를 사용하는 기어 밀링이 주로 사용됩니다. 다양한 에너지 시스템에 사용되는 튜브형 열교환기의 구멍을 가공하는 방식과 유사하게, 이 공정에도 CNC 드릴링 머신이 사용됩니다.
풍력 터빈과 풍차에는 강화 탄소 섬유 플라스틱이나 유리 섬유 소재를 생산하는 CNC 기계가 필수적입니다. 로터 블레이드는 가벼운 목재, 알루미늄 또는 속이 빈 유리 섬유로도 제작할 수 있습니다. 대부분의 로터 블레이드 형상은 항공기 블레이드와 유사하기 때문에 매우 높은 수준의 정밀도가 요구됩니다.
수력 발전
수력 발전에 사용되는 터빈과 발전기는 단순히 거대한 기계일 뿐만 아니라, 압력과 물에 의한 손상에 강해야 하며, 이러한 특성을 공유하는 재질로 만들어져야 합니다. 주로 탄소강과 스테인리스강 부품이 사용됩니다. CNC 기술은 모든 규모의 기업에서 단순한 축과 부싱부터 수력 터빈용 하우징, 임펠러, 커버에 이르기까지 다양한 OEM CNC 부품을 생산하는 데 활용됩니다.
시설의 요구 사항에 따라 대규모 선삭, 라인 보링 및 밀링 작업이 자주 수행됩니다. 예를 들어, 북미의 캐니언 하이드로(Canyon Hydro)는 직경 최대 16피트(4.9m), 무게 25톤에 달하는 펠턴-프랜시스 수력 터빈을 제작할 수 있는 7축 CNC 밀링 머신을 사용합니다. 터빈의 사소하지만 잠재적으로 치명적인 결함은 CNC 머신을 사용하여 수정됩니다. 이는 캐니언 하이드로 제조 시설에 있는 여러 대의 기계 중 하나입니다. 이보다 훨씬 더 큰 규모로, 보이스 하이드로(Voith Hydro)의 요크 공장에서는 직경 최대 42피트(12.8m), 무게 350톤(317.5t)에 달하는 공작물을 제작합니다.
터빈 외에도 댐과 수력 발전소의 수문 개발에는 CNC 밀링 및 기타 가공 기술이 사용됩니다. 특정 경우에는 다양한 CNC 기계의 개발로 인해 이러한 OEM CNC 가공 부품을 멀리 떨어진 제조업체에 보내는 대신 현지에서 생산하는 것이 가능해졌습니다.
친환경 에너지 생산에 CNC 가공이 사용되는 이유는 무엇일까요?
다음은 CNC 가공이 신재생 에너지원용 부품 생산에 선호되는 몇 가지 이유입니다.
- 최고 수준의 마무리.
- 광범위한 생산
- 상당량이 포함되어 있을 수 있습니다.
- 현장 생산은 간단합니다.
- 정말 정확하고 신뢰할 수 있습니다.
많은 기계 가공 부품과 마찬가지로 에너지 산업에 필요한 부품은 최고 품질이어야 하며, 강한 충격, 급격한 온도 변화 및 부식을 견딜 수 있도록 정밀하게 설계되어야 합니다. 재생 에너지 산업은 부품 생산 속도와 정확도를 높이기 위해 CNC 가공을 최대한 활용하고 있으며, CNC 가공 및 최신 기술은 친환경 에너지 산업에 큰 이점을 제공합니다.
CNC 가공을 통한 지속가능성 확보
현재 세계 에너지 시장 상황은 경제 발전의 회복력을 강화해야 할 필요성을 보여줍니다. 팬데믹에 대응하고, 탄소 배출량 급증을 막고, 경제를 활성화하는 동시에 더욱 안전하고 지속 가능한 에너지 미래를 위한 기반을 마련하기 위해, 미국 에너지정보청(EIA)은 각국 정부가 경제 구제 계획의 핵심 기반으로 청정에너지를 활용할 것을 권고했습니다. 고품질 OEM 밀링 부품을 꾸준히 생산할 수 있는 CNC 기계의 역량은 지금 그 어느 때보다 중요합니다.
CNC 기계의 수많은 장점 중 하나는 효율성 향상일 뿐입니다. 환경을 중시하는 기업들은 탄소 배출량을 크게 줄이기 위해 CNC 기계를 활용하고 있습니다. 핀란드의 한 연구에서 CNC 가공이 배출량을 줄이는 여러 가지 방법을 밝혀냈으며, 이 연구 결과는 Science Direct에 게재되었습니다. CNC 가공은 운송을 최소화하여 배출량을 줄이는 주요 요인 중 하나일 뿐 아니라, 불필요한 자재 사용과 가공 시간을 줄여줍니다. 기계를 필요 이상으로 가동하거나 폐기물을 대량으로 처리하는 것을 줄임으로써 대기 중으로 배출되는 이산화탄소량을 감소시킬 수 있습니다.
CNC 기계를 이용한 시제품 부품 제작은 현재 컴퓨터 지원 설계(CAD) 파일에 의존합니다. 이러한 OEM CNC 부품은 모든 공정이 컴퓨터로 제어되기 때문에 매우 정교하고 고도로 자동화되어 있습니다. 라우터, 드릴, 선반과 같은 기존 산업 기계는 특수 컴퓨터 프로그램으로 작동되는데, CNC 가공은 이러한 정밀한 제어를 가능하게 함으로써 차별화됩니다. CNC 가공은 전체 생산 공정을 간소화하기 때문에 다양한 산업 분야에서 널리 활용되고 있습니다.
"최근 몇 년 동안 CNC 제품에는 여러 변화가 있었습니다. 친환경 생활 전문가들은 CNC 분야에서 일어나고 있는 수많은 발전에 대해 잘 알고 있어야 합니다."
CNC 가공은 환경에 해로운가요?
CNC 가공은 많은 선진국에서 수출 및 국내 소비를 위한 OEM 가공 부품 생산에 사용됩니다. GDP는 증가하고 있지만, 이러한 공정에서 발생하는 탄소 배출의 영향은 여전히 우려의 대상입니다.
사업주들은 흔히 매출을 기준으로 성공을 평가합니다. 회사의 매출이 지속적으로 증가한다면 잘 되고 있다고 생각하는 것이죠. 이는 타당해 보이지만, 항상 그런 것은 아닙니다.
많은 경우, 어떤 대가를 치르더라도 회사를 성장시키는 것은 최선의 선택이 아닙니다. 이러한 방식은 상당한 재정적 위험을 수반할 뿐만 아니라 환경 재앙의 가능성도 내포하고 있습니다.
주철로 만든 기계 대신 더 가벼운 기계를 사용하면 CNC 가공이 환경에 미치는 영향을 줄일 수 있습니다.
맺음말
우리는 환경에 미치는 악영향이 적은 친환경 에너지 부품 개발이 필수적인 시대에 살고 있습니다. 기존 에너지 생산 방식에서도 더욱 안전하고 환경 친화적인 부품을 활용할 수 있습니다. CNC 가공은 더욱 효율적이고 품질이 높은 친환경 에너지 부품을 생산할 수 있도록 해줍니다. 최신 장비를 활용하여 적절하게 적용할 경우, CNC 가공은 기업 공정을 크게 개선하고 지속 가능한 에너지 생산을 위한 친환경 에너지 부품을 제공할 수 있습니다.
