현대 엔지니어링을 위한 판금 성형 기술

판금은 오늘날 우리를 둘러싼 거의 모든 응용 분야에서 사용되는 가장 필수적인 재료 중 하나입니다. 다양한 유형과 특성을 가지고 있어 성형 공정과 용도가 매우 광범위합니다. 판금은 자동차 및 트럭 차체, 의료용 테이블, 항공기 동체와 날개, 건물 지붕(건축), 그리고 기타 많은 분야에서 볼 수 있습니다.

판금에 대한 특정 성형 공정을 선택하는 것은 원하는 결과에 따라 달라집니다. 아래에서 설명하는 많은 방법이 유사한 결과를 제공하지만, 배치 크기, 가용성, 원하는 정밀도에 따라 비용이 다를 수 있습니다.

오늘은 다양한 판금 성형 공정 방법과 그 수행 방식에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

판금 성형 공정

다양한 금속 생산 서비스가 제공되고 있지만, 중요한 것은 비용 효율성을 유지하면서 귀하의 요구에 맞는 올바른 공정을 찾는 것입니다. 아래의 모든 정보는 바로 그 목적을 돕기 위한 것입니다. 다음은 다양한 판금 성형 공정 유형입니다.

벤딩(Bending)

벤딩은 벤딩 응력으로 인해 판금이 원하는 모양으로 구부러질 때 달성됩니다. 금속이 이전 모양을 유지하지 못하도록 소성 변형에 도달할 때까지 구부립니다.

벤딩은 V-다이(V-die)를 사용하여 수행할 수 있으며, 이를 V-벤딩이라고 합니다. 펀치 프레스와 함께 사용할 때 원하는 모양을 제공하는 가장 일반적인 벤딩 형태입니다. 이 벤딩은 플랜지 및 주름 형성을 만드는 데 사용될 수 있습니다. 또 다른 일반적인 방법은 와이핑 다이와 펀치를 사용하는 엣지 벤딩(edge bending)입니다.

롤링(Rolling)

이 판금 성형 공정은 금속 시트의 전체 두께를 줄이기 위해 수행됩니다. 또한 재료를 더 균일하게 만듭니다. 이를 달성하기 위해 재료는 온도(열간 압연 또는 냉간 압연)에 따라 한 세트 이상의 롤러를 통과해야 합니다. 열간 압연에서 강철의 온도는 약 1400°F(약 760°C)입니다. 이를 통해 1/16인치에서 5/16인치 두께를 얻을 수 있습니다. 반면 냉간 압연은 상온에서 수행됩니다. 시트는 산으로 세척하고 열처리하여 좋은 마감을 얻을 수 있습니다.

이 공정은 프레스 브레이크를 사용한 벤딩 대신 큰 반경의 벤딩을 얻는 데에도 사용됩니다. 지속적인 수작업 없이 큰 균일 반경을 달성하는 데 도움이 됩니다.

디캠버링(Decambering)

판금 디캠버링은 판금에서 캠버(camber)를 제거하는 것입니다. 특히 스트립 형태의 부품에서 판금이 시트로 평탄화될 때 수평 벤드가 생성됩니다. 이 수평 벤드는 가장자리를 평탄화하여 캠버를 잘라냄으로써 제거됩니다. 힘은 면이 아닌 변형된 가장자리에 가해져 직선 형태로 밀어넣습니다. 이는 일반적으로 제한된 길이의 섹션에서 수행됩니다.

펀칭(Punching)

이 공정은 판금에 구멍을 뚫는 매우 일반적인 기술입니다. 펀치와 펀칭 다이로 구성되며, 두 개 사이에 매우 작은 클리어런스가 있습니다. 펀치와 다이가 만나면 재료가 두 개 사이에 눌리고 충분한 힘으로 구멍이 뚫립니다. 이 공정은 대량 생산 시 상대적으로 저렴하며 스트립과 판금 모두에 구멍을 뚫을 수 있습니다.

다양한 크기의 구멍을 만들 수 있지만 구멍 직경은 재료 두께보다 큰 것이 권장됩니다. 일반적으로 강한 합금의 경우 펀칭되는 재료의 직경과 두께가 달라야 합니다.

딥 드로잉(Deep Drawing)

이 판금 성형 공정은 일련의 다이를 사용하여 여러 단계에서 시트 모양을 원하는 모양으로 변경할 때 발생합니다. 형성된 모양의 깊이가 시트 원래 직경을 초과하면 딥 드로잉으로 간주됩니다. 주로 시트를 싱크, 탱크, 자동차 부품 등 다양한 모양으로 변환할 때 대량 생산에 사용됩니다.

익스팬딩(Expanding)

익스팬딩은 금속 시트를 천공 물체를 통해 통과시켜 시트를 절단하고 패턴으로 늘리는 것입니다. 구조적 이점을 제공하는 다이아몬드 모양 메쉬가 사용됩니다. 울타리, 플랫폼, 캣워크, 격자 등을 생산하는 데 일반적으로 사용됩니다. 이 공정은 설계된 무게를 지탱할 수 있는 자체 배수 및 강한 제품을 제공합니다. 익스팬딩을 거친 제품은 공기나 액체 통과는 필요하지만 큰 입자는 차단해야 하는 곳에서 자주 볼 수 있습니다(예: 체질).

컬링(Curling)

컬링 방법은 판금에 링 모양의 가장자리를 형성하거나 날카로운 가장자리를 제거하고 컬링된 끝 근처의 관성 모멘트를 증가시키려 할 때 적용됩니다.

일반적인 컬링된 가장자리와 눈물방울 모양의 헴(tear-shaped hem) 사이에는 차이가 있습니다. 컬링에서는 초기 가장자리가 형성된 원 안으로 말려 들어가지만, 눈물방울 헴에서는 초기 가장자리가 여전히 열려 있습니다.

컬링은 오프센터(off-center) 롤과 온센터(on-center) 롤로 여전히 분류됩니다. 오프센터 롤은 중심이 시트 레벨 위에 있는 반면, 온센터 롤은 중심이 금속 시트와 같은 레벨에 있습니다.

휠링(Wheeling)

이 공정에서는 잉글리시 휠(English wheel)을 사용하여 평평한 판금을 늘리고 곡선을 만들어 원하는 모양으로 만듭니다. 휠링 방법은 고숙련 노동이 필요하여 비용이 많이 듭니다. 그러나 이 방법은 대량 생산에는 사용할 수 없으며 주로 저량 맞춤형 부품 생산에 사용됩니다. 항공기 및 자동차 시제품용 판금 부품 생산에도 사용됩니다. 이는 단계별로 수행되며 각 단계에서 작업자는 성형된 조각을 원래 모양과 비교해야 합니다.

하이드로포밍(Hydro-forming)

하이드로포밍 공정은 판금을 관례적인 모양과 같은 원하는 모양으로 성형하는 고급 방법입니다. 금형을 놓고 고압 유체를 사용하여 시트를 성형합니다. 이 판금 성형 공정의 좋은 장점은 더 복잡한 부품을 짧은 시간에 만들 수 있다는 것입니다. 작업이 덜 필요하므로 더 저렴합니다. 또한 스테인리스강, 황동, 탄소강 등 거의 모든 재료와 호환됩니다.

아이어닝(Ironing)

이 공정은 시트 특정 부분의 두께를 줄여야 할 때 적용됩니다. 딥 드로잉 제품 생산 시 균일한 벽 두께를 얻는 데 도움이 됩니다. 아이어닝은 소다 캔 생산 시 자주 수행되며, 캔 벽을 미리 정해진 두께로 얇게 만들어야 합니다. 알루미늄 소다 캔에서 원하는 두께를 만들기 위해 다른 다이로 2~3번의 아이어닝 공정이 필요합니다. 이 공정은 딥 드로잉과 결합하여 수행됩니다.

레이저 커팅(Laser Cutting)

판금 성형 공정에서 절단이 언급되면 레이저가 자주 사용됩니다. 대부분의 경우 CNC 기계가 특정 모양을 절단하는 데 사용됩니다. 공정이 정밀하고 마감이 매우 매끄럽습니다. 레이저로 절단되기 때문에 유연성이 확보되며, 이는 장점 중 하나입니다. 필요할 때 매우 복잡한 조각으로 금속 시트를 절단하는 것도 가능합니다.

포토케미컬 머시닝(Photo-chemical Machining)

이 공정은 요구 사항에 따라 판금 부품의 부식을 제어하는 것입니다. 에첸트(etchant)와 포토레지스트(photo-resist)를 사용하여 금속 시트에 모양을 부여합니다. 이 방법은 1960년대에 개발되었으며 오늘날 비교적 저렴한 방법입니다. 이 공정의 장점은 모든 금속을 절단할 수 있고 대량 생산에 이상적이라는 것입니다. 레이저 커팅과 마찬가지로 포토케미컬 머시닝은 매우 정밀하고 매끄러운 마감을 제공합니다. 미세 메쉬, 조리개, 유연한 발열체, 금속 가스켓, 전기 접점, 보석 제작에 사용됩니다.

프레스 브레이크 포밍(Press Brake Forming)

프레스 브레이크 포밍은 긴 금속 시트가 재료를 관통하는 직선 축을 중심으로 구부러지게 만듭니다. 작업이 쉬워 보일 수 있지만, 이 공정에서 정밀 벤딩은 수행하기 어려운 작업입니다.

스프링백 양을 완벽하게 하기 위해 재료 특성을 프레스 및 툴링과 함께 고려할 수 있습니다. 프레스 브레이크 포밍은 작은 부품에 완벽하게 사용할 수 있어 작은 조각뿐만 아니라 큰 조각에도 적합합니다.

증분 성형(Incremental Forming)

증분 성형은 판금에 특정 모양을 주기 위해 수행되는 금속 가공 공정입니다. 다만 제품이 증분 단계로 형성되므로 저량 생산에만 실행 가능합니다. 이 공정에서는 번거로움 없이 제품에 빠르게 변경할 수 있습니다. 증분 방식은 더 유연합니다. 이 공정은 딥 드로잉과 유사한 결과를 제공하여 펀치와 다이가 필요 없게 만듭니다.

이번 "판금 성형 공정" 기사입니다. 읽으시면서 즐거우셨기를 바랍니다. 그렇다면 댓글을 달고 다른 학생들과 공유해 주세요. 감사합니다!