오늘, 내일, 모레의 힘 센서: HBM 전문가와의 대화

2020년, HBM은 'KMR+ force washer와 C11 초소형 센서' 등 힘 측정 기술 부문에서 많은 혁신을 이루었습니다. 또한 C9C와 U9C센서는 능동 센서로서 영구 연결식 인라인 앰프와 함께 제공됨에 따라 포트폴리오의 “전화(electrification)“가 확대되고 있으며 이러한 추세는 앞으로도 지속될 전망입니다.

이 인터뷰에서, 힘 측정 전문가 토마스 클레커스와 마커스 그래프는 시장의 미래성을 평가하는 방법과 HBM이 장기적으로 전세계적 경쟁에서 우위를 유지하기 위해 어떤 노력을 하고 있는지에 대해 설명합니다.

힘 측정 기술은 위기에 효과적으로 대처 가능하고 장기적으로 존재할 수 있을까요?

[마커스 그래프] 힘 트랜스듀서는 다양한 애플리케이션 분야와 시장에서 사용되기 때문에, 제품 활용성은 유연해야합니다. 센서가 매우 다양한 애플리케이션에서 예상되는 성능을 항상 구현할 수 있도록 많은 프레임워크 조건을 고려해야 합니다. 다소 복잡할 수 있지만 이러한 점은 힘 트랜스듀서의 장점입니다.

[토마스 클레커스] 센서를 연구개발, 생산 모니터링 또는 기준 센서로 사용한다면 개별 영역에서 발생하는 변동을 보정할 수 있습니다. 이러한 광범위한 포지셔닝을 통해 힘 센서는 미래 시장을 형성할 수 있습니다. 요구되는 센서의 수는 현대적인 생산 방식(키워드 산업 4.0)으로 인하여 증가할 전망입니다. 훨씬 더 많은 정보가 필요하며 센서가 없으면 통제는 가능하지 않습니다. 또한 여기에서도 더 많은 센서가 사용됨에 따라 시험 부문의 시장이 성장하고 있습니다.

중요하다고 생각하는 다른 추세는 무엇입니까?

[토마스 클레커스]

정확도를 개선하려는 추세가 오랫동안 지속되고 있습니다. 결과적으로, 가능한 측정 범위가 확장되는데 예를 들어 50kN ~ 5MN 사이의 힘을 처리하려면 센서는 6개가 아닌 4개가 필요합니다. 또한 시간이 많이 소요되는 시험대 재구성 절차 없이도 더 많은 시험을 할 수 있으며 더욱 정확한 공정 모니터링을 통해 불량품 발생을 줄일 수 있습니다. 그러므로 정밀도는 그 자체로 목적은 아니지만 사용자에게 경제적 이득을 가져다 줍니다. 고객은 주문 및 실행 과정에서 유연성을 요구합니다. 로드셀은 적용 가능해야 하며 큰 노력[납땜 등] 없이도 운용 가능해야 합니다. 최근 몇 년간 펼쳐지고 있는 현상은 다양한 환경 조건을 견디고, 어디에서나 신뢰할 만한 측정 결과를 제공하는 강력한 힘 센서에 대한 수요가 늘어나고 있는 것입니다. 이는 습도나 더 큰 온도 차이에만 적용하는 것이 아닙니다. 충격과 진동에 대한 저항력 또한 매우 중요해졌습니다. 아울러, 사용자들은 더 작은 센서에 관심이 보이고 있습니다. 동시에, 이러한 소형 트랜스듀서의 성능에 대한 요구는 엄격해지고 있습니다. 전반적으로, 수요는 증가 추세에 있습니다. HBM은 충격 및 진동 시험에 필요한 모든 시험 장비를 갖추고 있을 뿐만 아니라 전자기 호환성 구현을 위한 공인 실험실을 구비하고 있으므로 자사의 개발 엔지니어가 직접 접근 할 수 있다는 장점을 보유하고 있을 정도로 매우 잘 준비되어 있습니다.

마커스 그래프

힘 센서 개발팀 팀장

기계 엔지니어인 마커스 그래프는 2009년부터 HBK에서 근무하고 있습니다. 마커스 그래프는 경력 초반부에 고객 특정적인 힘 트랜스듀서 개발 업무를 담당했습니다. 2013년부터, 마커스 그래프는 힘, 압력, 변위 및 스트레인 변환기 부문에서 개발 팀을 이끌었으며 힘 트랜스듀서를 지속적으로 개발하고 있습니다.

토마스 클레커스

힘 센서 제품 매니저

토마스 클레커스는 1992년부터 HBM(현재 HBK)에서 근무하고 있습니다. 스트레인 게이지 개발 엔지니어로서 근무를 시작한 후, 2009년부터 힘 센서 제품 매니저로 일하고 있습니다.

시장이 어떤 방향으로 향하고 있는지 어떻게 알 수 있습니까?

[마커스 그래프] 애플리케이션 분야가 다양하기 때문에, 모두에게 적합한 시장이나 추세는 존재하지 않습니다. 이는 HBM 이 다른 접근법을 추구하는 이유입니다. 로드맵은 틀을 제시하지만 처리 도중에 여러 번 조정이 필요합니다. 로드맵에 대한 입력 정보는 고객 피드백, 판매, 시장 조사, 내부 논의에서 창출한 아이디어의 결합에서 비롯합니다. 그러나 무엇보다도 애플리케이션에서 관찰한 내용과 사용자와의 대화가 중요합니다.

[토마스 클레커스] 고객이 로드셀을 사용하여 무엇을 하는지를 이해하고 적절한 제품이 어떤 형태이어야 하는지를 파악해야 합니다. 따라서, HBM 은 고객의 업무를 제품의 출발점으로 간주합니다.

잘못된 판단으로 관련 제품이 실패한 사례가 있었습니까?

[두 사람 모두] 없었습니다.

[토마스 클레커스] 물론, 다시 거부된 접근법도 있었지만 실패작으로 드러난 제품(힘 측정 기술 부문)을 개발하지는 않았습니다. 팀은 서로를 관리하며 프로젝트가 특정 상태에 도달한 시점부터 고객 피드백 또한 중요한 역할을 합니다.

[마커스 그래프] 주요 고객은 규모가 더 큰 프로젝트 개발에 참여하며 공식적인 출시 전에도 HBM 제품을 자사 애플리케이션에 통합합니다. 만족스럽지 않은 경우에도, 그러한 과정은 힘 센서를 첫 단계부터 개선하는 데 도움이 됩니다.

개발 시간 단축과 실현 가능한 가장 빠른 시장 출시를 어떻게 달성합니까?

[마커스 그래프] 우리는 모든 구성원이 분명한 강점을 지닌 검증된 개발자 팀에서 일합니다. 최근 몇 년 동안, 내부 문제는 체계적으로 기록하고 해결하였습니다. 또한, 개발과 생산 간의 상호 연관성을 크게 강화했는데, 결과적으로 새로운 시리즈를 훨씬 빠르게 구축 할 수 있게 되었고 생산과 판매 승인이 동시에 이루어지는 경우도 있었습니다.

[토마스 클레커스] 신속한 프로세스를 위해서는 개발, 생산, 시험과 교정을 한 장소, 즉 Darmstadt 이곳에서 중앙 집중적으로 실행하는 것이 도움이 됩니다. 또한, 스트레인 게이지, 회로 기판 또는 스프링 바디 등 구성품의 부서 간 사용에 따른 이득이 있지만 무엇보다도 모듈식 시스템은 그 자체로서 입증되었습니다. 이를 통해, 포트폴리오 내의 다른 제품으로 새로운 개발을 확장 할 수 있습니다. 이러한 시스템은 고객에게 다양한 옵션과 더욱 우수한 품질을 동시에 제공하며 부품 번호에도 반영합니다. 모듈식 시스템은 생산과 개발을 가속화할 뿐만 아니라 고객 친화적 특성이 있습니다.

[마커스 그래프] 이상적인 포트폴리오의 특징은 부품 번호가 많다는데 있지 않습니다. 오히려, 날씬하면서도 다기능적이어야 합니다. 목표는 고객이 다양한 애플리케이션을 가능한 한 쉽게 처리 할 수 있게 하는 것입니다.

이제, 고객 친화성은 기술 혁신만큼 중요합니다. 여기에서 어떤 일을 계속 하고 계십니까?

[토마스 클레커스] 이미 언급했듯이 시험을 담당하는 엔지니어는 점점 더 많은 센서에 대처해야 하므로, HBM 은 설치와 시운전이 관리 가능하도록 다양한 구성 옵션, 적절한 액세서리, 다양한 ‘플러그-앤-플레이’ 솔루션을 제공합니다. TEDS를 사용하면 증폭기 모듈을 설정할 필요가 없습니다. 힘 범위를 넘어서는 표준화된 인터페이스 또한 중요성이 커지고 있습니다. 또한, HBM 은 애플리케이션이 잘못되지 않도록 미리 생각하고 많은 시험을 합니다. 즉 HBM 은 신뢰할 만한 트랜스듀서와 정확한 설명을 제공하기 위해 노력합니다. 고객이 가장 적절한 센서를 찾는 데 여전히 어려움이 있으면, 영업팀에서 기꺼이 도와드릴 것입니다.

[마커스 그래프] 다른 팀들도 빠른 솔루션을 제공할 수 있도록 고객 문제 해결에 동참합니다. HBM 은 고객이 실망하지 않도록 노력합니다!

C9C(및 U9C) 소형 힘센서는 영구적으로 연결된 인라인 앰프와 함께 선택적으로 사용할 수 있으므로 전자 장치를 조정할 필요가 없습니다.

고객에게 품질을 보장하기 위해 힘 센서 시험을 어떻게 실행합니까?

[토마스 클레커스] TKNull, 굽힘 모멘트, 이력 현상이나 특성값 등 중요한 파라미터는 모든 힘 트랜스듀서에서 시험 됩니다. 100% 시험을 가능하지 않게 하는 다른 요인들이 있습니다. 여기서는 신중한 유형의 시험과 보안 절차를 실행합니다.

[마커스 그래프] 어떤 특징(기능)을 확인해야 하는지 파악하고 비용을 염두에 두고 생산 시험을 조정하는 것이 비법입니다. HBM 의 프로세스 최적화는 신뢰성을 훼손하지 않는 방식으로 또는 기술 데이터 시트의 정보에 일치하는 방식으로 시험 요구사항이 비용 최적화되는 수준으로 이루어집니다. HBM 는 조심스럽게 살펴봅니다. 또한, 품질 부서는 개발 단계에서 원활하게 진행되지 않은 부분에 신중하게 집중합니다.

[토마스 클레커스] HBM는 무엇을 시험해야 하는지를 알고 있습니다. 실제로, 결과는 정확합니다. 고객은 과도하게 낙관적이지 않은 ‘절대적으로 신뢰할 만한’ 데이터 시트를 받습니다. 올바르게 사용한다면, HBM 로드셀은 수십 년 동안 수리 할 필요 없이 순조롭게 사용 가능하므로 장기적으로 경제적입니다.

...인터뷰를 마무리하면서

물론, 토마스 클레커스는 HBK의 힘 트랜스듀서 포트폴리오를 좋아합니다. 토마스 클레커스가 가장 마음에 드는 이름을 붙여야 한다면, 그 이름은 U10M이 될것인데 그 이유는 변환기가 매우 정밀하면서도 “까다롭지 않기 때문”입니다. 소형 힘 센서 U9C 와 C9C는 신뢰적인 동시에 많은 공간을 차지하지 않기 때문에 2위로 올라섭니다.

마커스 그래프는 육아 휴직 기간 중 잠시 시간을 내어 이 인터뷰에 응했습니다. 개발자인 그는 기준 트랜스듀서, 까다로운 개발 작업, 토마스 클레커스와 함께 하는 대단히 중요한 전략 개발을 선호합니다.