제조 공정: 정의, 종류 및 실무 예시

제조 공정이란?

제조 공정은 정의된 기하학적 형상을 가진 공작물을 생산하는 것입니다. 가장 중요한 생산 기술 중 하나입니다. 다른 기술로는 공정 기술(화학 물질 생산 등)과 에너지 기술(전기 생산 등)이 있습니다.

제조 공정 분류

제조 공정은 여섯 그룹으로 분류할 수 있습니다. 다음과 같습니다.

1. 1차 성형 공정 (Primary Shaping Processes)

1차 성형 또는 형성은 용융 또는 기체 상태, 또는 비정질 물질로부터 고체 본체를 제조하는 것입니다.

비정질 물질은 기체, 액체, 분말, 섬유, 칩입니다. 1차 성형 또는 형성 공구는 보통 수축 허용치를 고려하여 제품 형상에 대응하는 중공 공간을 포함합니다. 주요 1차 성형 공정은 다음과 같습니다.

1. 주조(Casting)
2. 분말 야금(Powder metallurgy)
3. 플라스틱 기술(Plastic technology)

2. 변형 공정 (Deforming Processes)

변형 공정은 압축, 인장, 전단 또는 복합 응력 같은 적절한 응력을 이용해 소재의 질량이나 조성을 변경하지 않고 소성 변형을 일으켜 원하는 형상을 만드는 제조 공정입니다. 성형에서는 소재가 제거되지 않고 변형 및 이동됩니다. 주요 성형 공정은 다음과 같습니다.

1. 단조(Forging)
2. 압출(Extrusion)
3. 압연(Rolling)
4. 판금 가공(Sheet metal working)
5. 회전 스웨이지ング(Rotary swaging)
6. 나사 압연(Thread rolling)
7. 폭발 성형(Explosive forming)
8. 전자기 성형(Electromagnetic forming)

3. 기계 가공/제거 공정 (Machining/Removing Processes)

모든 기계 가공 공정의 원리는 공작물과 공구 사이의 적절한 상대 운동을 제공하여 필요한 표면을 생성하는 것입니다. 이 공정들에서는 입력 소재의 불필요한 영역에서 소재가 제거됩니다. 이때 공작물은 성형 공정에 비해 더 낮은 응력을 받습니다. 주요 기계 가공 공정은 다음과 같습니다.

1. 선삭(Turning)
2. 드릴링(Drilling)
3. 밀링(Milling)
4. CP 및 플래닝(CP and planing)
5. 연삭(Grinding)
6. 방전 가공(EDM)
7. 전기화학 가공(ECM)
8. 초음파 가공(Ultrasonic machining)

4. 접합 공정 (Joining Processes - 제조 공정 종류)

이 공정에서는 두 개 이상의 금속 부품을 결합하여 서브 어셈블리나 최종 제품을 만듭니다. 접합 공정은 용융, 압착, 마찰, 리베팅 또는 기타 조립 수단으로 수행할 수 있습니다.

주요 접합 공정은 다음과 같습니다.

1. 압력 용접(Pressure welding)
2. 저항 용접(Resistance welding)
3. 확산 용접(Diffusion welding)
4. 폭발 용접(Explosive welding)
5. 브레이징(Brazing)
6. 납땜(Soldering)

5. 표면 마무리 공정 (Surface Finishing Processes)

이 공정들은 작업물의 금속 표면에 의도된 표면 마무리를 제공하기 위해 사용됩니다. 표면 마무리 공정을 적용하면 부품 치수가 기능적으로 변경되지 않습니다. 표면에서 극소량의 금속이 제거되거나 특정 물질이 표면에 추가될 뿐입니다. 표면 세정 공정도 표면 마무리 공정으로 인정됩니다. 주요 표면 마무리 공정은 다음과 같습니다.

1. 플라스틱 코팅(Plastic coating)
2. 금속 코팅(Metallic coating)
3. 유기 마감(Organic finishes)
4. 무기 마감(Inorganic finishes)
5. 아노다이징(Anodizing)
6. 버핑(Buffing)
7. 호닝(Honing)
8. 텀블링(Tumbling)
9. 전기 도금(Electro-plating)
10. 래핑(Lapping)
11. 샌딩(Sanding)

6. 소재 특성 변경 공정 (Material Properties Modification Process)

이 유형의 제조 공정에서는 형상을 변경하지 않고 공작물의 소재 특성을 변경하여 바람직한 특성을 얻습니다. 많은 구조용 금속은 의도한 용도에 더 잘 수행되도록 특성을 변경하는 특수 처리를 거칩니다. 주요 특성은 다음과 같습니다.

1. 열처리 및 표면 처리(Heat and surface treatment)
2. 어닐링(Annealing)
3. 응력 제거(Stress relieving) 등

이 글에서는 제조 공정의 다양한 종류와 그 특성 및 관련 공정을 배웠습니다.