판금 성형: 현대 제조를 위한 기술 & 응용

판금 성형 기초

산업용 제조 공정을 사용해 금속을 평평하고 얇은 조각으로 가공해 판금을 만듭니다. 판금은 금속 가공에 사용되는 매우 편리한 방법 중 하나로 다양한 형상과 치수로 수정하고 절단할 수 있습니다. 판금 사용으로 광범위한 제품이 제조되어 현대 세계의 필수적인 부분이 되었습니다. 판금은 두께가 다양합니다. 두께는 게이지(gauge)라는 척도로 정량화됩니다. 게이지 번호가 클수록 금속은 얇아집니다. 판금은 포일(foil) 형태로도 찾을 수 있습니다.

시장에서 판금이 발견되는 형태는 코일 스트립(coiled strips) 또는 평판(flat pieces)입니다. 코일은 판금을 롤 슬리터(roll slitter)에 지속적으로 통과시켜 만듭니다. 보통 7~20 게이지 범위의 코일이 사용됩니다. 판금은 기계, 건물 지붕, 자동차 차체, 비행기 등 다양한 제품에 사용됩니다.

공정에 사용되는 판금 재료

판금 제조에 사용되는 일반적인 재료는 알루미늄과 스테인리스 강입니다. 스테인리스 강에서 가장 알려진 등급은 304, 316, 410입니다. 304가 가장 일반적인 등급 중 하나입니다. 하지만 시트 형태로는 이용할 수 없습니다. 다른 두 등급은 304보다 훨씬 내식성과 강도가 높습니다. 알루미늄의 경우 1100-H14, 3003-H14, 5052-H32, 6061-T6 네 가지 알려진 등급이 있습니다. 각 등급은 이전 것보다 강하며 다른 기계, 무기, 장비에 사용됩니다.

판금 성형 공정

이는 알려진 목적과 알려지지 않은 목적을 위한 부품 제조에 도움이 되는 일반적으로 사용되는 제조 공정입니다. 판금 성형 공정은 프레스에서 수행되며 부품은 두 다이 사이에서 성형됩니다. 상단 다이는 펀치(punch)라고 불립니다. 판금은 냉간 성형됩니다.

판금 성형 공정에는 다음 단계가 포함됩니다:

벤딩 (Bending)

이 단계는 금속 부품을 만들기 위해 판금을 구부리는 것을 포함합니다. 짧은 길이의 금속은 공정 중 다이를 사용해 구부려집니다. 더 긴 길이의 금속은 프레스 브레이크(press brakes)를 사용해 누릅니다. 복잡한 형상을 위해 반복 벤딩도 사용됩니다. 이는 롤러 세트를 통해서도 수행됩니다.

롤 성형 (Roll Forming)

판금에 일련의 벤딩 작업이 수행되어 롤 성형이 이루어집니다. 판금이 일련의 롤 스테이션에 의해 공급되는 롤 성형 라인이 있습니다. 각 스테이션은 판금 양쪽에 있는 롤러 다이입니다. 이 롤러들은 판금의 서로 다른 각도에 있을 수 있습니다. 판금이 롤러 다이를 통해 강제로 통과하면 판금이 구부러지고 변형됩니다.

스피닝 (Spinning)

판금이 고속으로 회전하며 미리 부착된 헤드스톡 스핀들에 압착됩니다. 테일스톡이 회전하는 동안 금속을 지지합니다. 특수 공구로 금속에 압력을 가해 금속의 원하는 형상을 얻습니다.

딥 드로잉 (Deep Drawing)

이 단계에서 금속은 클램핑되지 않고 다이에 놓입니다. 딥 드로잉의 첫 단계는 컵핑(cupping)이라고 불립니다. 압력 패드가 블랭크를 다이에 고정한 상태에서 펀치가 아래로 이동해 블랭크를 캐비티로 가져갑니다. 금속은 소성적으로 구부러지며 가장자리를 넘어 당겨져 컵이 형성됩니다. 압력 패드가 동시에 모든 주름을 제거합니다. 반복된 딥 드로잉으로 훨씬 깊은 제품을 만들 수 있습니다.

스트레치 성형 (Stretch Forming)

이 작업에서 판금은 블랭크 홀더로 둘레를 따라 클램핑되고 두께에 따라 형상이 변합니다. 홀더가 금속을 다이의 캐비티로 당깁니다. 금속이 늘어나면 얇아집니다.