샤이어링(Shearing)은 가장 오래된 금속 가공 공정 중 하나로, 제조 공정에서 가장 먼저 사용되는 공정과 기계입니다. 모든 샤이어는 강철 절단 능력으로 정격되며, 강철 기준 필요 용량에 따라 선택해야 합니다. 스테인리스강 가공 시에는 사용 소재 두께의 약 1.5~2배 정격 샤이어를, 알루미늄 가공 시에는 소재 두께의 약 1/2 정격이면 충분합니다. 소형 수동/풋 조작 샤이어(주로 HVAC 및 지붕재 산업용)도 있으나, 본 가이드는 북미 제작 공장에서 흔히 볼 수 있는 14게이지(.075인치 x 10피트) 이상급 동력 샤이어에 초점을 맞춥니다.
시트나 플레이트 강철 샤이어링은 가위 종이/골판지 자르기와 매우 유사합니다. 블레이드가 '블레이드 갭(Blade Gap)'이라 부르는 최소 거리/오프셋으로 접근해 소재를 파단시켜 원하는 블랭크 크기로 만듭니다. 하부 블레이드는 샤이어 '베드(Bed)'에 고정되고, 상부 블레이드는 직선 상하 '길로틴(Guillotine)' 방식 또는 회전 '로터리(Rotary)' 운동으로 움직입니다. 소재가 두껍거나 단단할수록 블레이드 간격을 벌리거나 블레이드 각도(레이크 앵글)를 키워 기계 정격까지 소재를 전단(파단)하는 데 필요한 톤수를 줄여야 합니다.
품질 좋은 샤이어는 벤딩, 용접, 조립 등 후속 공정에서 수많은 시간을 절약해줍니다. 따라서 정직하고 정확하며 빠르게 반복 가능한 깨끗한 절단 능력을 확보하는 것이 중요합니다. 샤이어 선택 시 고려해야 할 핵심 요소들은 아래와 같습니다.
모든 샤이어는 동일한 기본 구성요소로 이루어집니다.
상부 블레이드 동작이 직선 구동 메커니즘과 웨이 시스템으로 램과 블레이드를 직선으로 상하 운동시키는 설계입니다. 보통 더 크고 무거운 설계이며, 1/2인치(약 12mm) 이상 정격 설계에서 거의 항상 채택됩니다.
캔틸레버 램의 지레 원리를 이용해 톤수와 전단 능력을 높인 설계입니다. 상부 블레이드를 피벗팅 메커니즘 램에 장착하고 기계적/유압적 작동으로 지레 힘으로 강제 하강시킵니다. 일반적으로 기계 높이가 낮고, 클리어런스를 위해 블레이드 릴리프가 필요해 블레이드당 2개 절삭날만 사용 가능합니다. 이 설계의 변형 버전이 오늘날 가장 인기 있는 설계 중 일부입니다.
하나 이상의 실린더로 유압을 가해 램과 상부 블레이드를 하강시킵니다. 일반적으로 1~2개 유압 실린더 사용.
모터가 대형 플라이휠을 고속 회전시키고, 작업자가 클러치(공압/유압/기계식 작동)를 체결하면 플라이휠이 크랭크샤프트와 결합되어 램과 전단 블레이드를 상하 운동시킵니다.
상부 절단 블레이드가 하부 블레이드를 지나며 도입되는 각도입니다. 이 도입 각도 덕분에 주어진 순간 블레이드와 맞물리는 소재 부분만 작아져 긴 길이 전단에 필요한 힘을 크게 줄여줍니다. 이상적으로 전단 힘 고려 대상이 아니라면 0도 레이크 앵글이 이론상 가장 직선적인 전단부와 최단 사이클 타임을 제공합니다. 하지만 120~144인치(3~3.6m) 이상 소재를 다루는 샤이어에서는 필요 힘이 막대해 비용 금지적이므로, 소재 '파단/절단'에 필요한 실제 힘을 최소화하기 위해 '레이크' 앵글이 필요합니다.
이상적으로 품질 기계는 최소 레이크 앵글(보통 피트당 1/4인치)을 가지며, 과도한 레이크 앵글은 트위스트(전단부 말림) 및 보우(전단부 아크형 휨)를 유발합니다.
일부 제조사는 상부 블레이드 레이크 앵글을 가변하는 메커니즘으로 샤이어 용량을 극대화한다고 광고합니다. 레이크 앵글을 키우면 블레이드에 맞물리는 두꺼운 소재량이 샤이어 파워 '윈도우' 내에 들어옵니다. 하지만 이는 실제로는 훨씬 가벼운 기계로 레이크 앵글 증가를 통해 두꺼운 소재를 전단하는 것이며, 결과적으로 트위스트와 보우가 증가합니다. 가변 레이크 앵글 샤이어 선택 시, 최저/권장 레이크 설정에서의 용량을 철저히 확인해야 합니다. 그것이 샤이어가 본래 설계된 용량이며, 더 두꺼운 소재는 레이크 앵글 증가로만 가능해 전단부 품질 저하를 초래합니다.
상하 블레이드 간 오프셋이 클수록 소재 파단에 필요한 힘이 낮아집니다. 블레이드 갭이 과도하면 전단 블랭크에 버링(터링) 발생. 너무 작으면 파단 힘이 샤이어 능력을 초과합니다. 알루미늄, 강철, 스테인리스강 등 소재별 파단 힘이 다르므로 소재 종류와 두께에 맞는 블레이드 갭 설정이 필수입니다. 모든 샤이어는 블레이드 갭 조정 기능이 있으나, 수동 심(매우 느림), 베드/하부 블레이드 조정(느림), 퀵 블레이드 갭 조정 메커니즘(전동식 최속) 등 방식 차이로 작업 효율이 달라집니다. 다루는 소재 종류와 두께 범위에 따라 퀵 조정 기능 필요성이 결정됩니다.
많은 사람이 프레스 브레이크처럼 유압식이 더 나을 것이라 생각하지만, 전단은 완전히 다른 공정이며 다음 이유로 기계식 작동이 전단에서 선호될 수 있습니다.
유압식 샤이어의 장점:
샤이어가 소재 두께 능력(힘/톤수) 증가나 폭 확장 시 '피트', 더 정확히 '바닥 슬롯'이 필요할 수 있습니다. 전단 시 고톤수로 베드와 램이 처지기 때문입니다. 램(상부)에 질량 추가는 기계 높이만 높이고, 베드(하부)에 질량 추가는 작업 높이를 불편하게 만듭니다. 따라서 베드에 질량을 추가하고 바닥 아래에 두는 것이 이 힘을 상쇄하는 가장 쉽고 좋은 방법입니다. 이 추가 질량은 강성, 부품 품질, 수명, 제조 원가를 높여주므로 더 우수하고 무겁고 넓은 샤이어에서 발견됩니다.
기계와 부품이 휘지 않게 애초에 막는 것이 최선이므로, 높은 용량(3/8인치 이상)이나 넓은 폭(14피트 이상)에서는 플러시 플로어 마운트보다 피트 설치가 실제로 선호됩니다.
샤이어나 어떤 기계를 선택하든, 귀하 용도에 가장 적합한 기계를 얻고 있는지 확인하십시오. 가격, 가용성, 위치, 운임 등 6개월 후면(올바른/잘못된 기계가 바닥에 깔린 후) 아무 의미 없고, 3년, 5년, 10년 후엔 더더욱 그렇습니다. 영업사원은 귀하가 '구매하는' 것이 무엇이든(할인, 위치, 올바른 기계) 팔 수 있지만, 귀하가 그것을 요구할 때만 그렇습니다.
Southern Fabricating Machinery Sales, Inc. 직원들은 샤이어링 공정과 일반적인 문제들에 정통합니다. 지금 전화 813-444-4555로 귀하 용도 그리고 예산에 맞는 올바른 샤이어 선정을 도와드리겠습니다.
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