알루미늄 스탬핑: 공정, 금형 및 부품에 대한 완벽 가이드

알루미늄 스탬핑

현대 제조 공정은 여러 산업 분야에서 알루미늄 스탬핑과 밀접하게 연관되어 있습니다. 이 공정은 얇은 알루미늄 판재를 설계 요구 사항에 따라 다양한 복잡성을 가진 정밀한 3D 부품으로 변환하는 것을 포함합니다. 

자동차, 항공우주, 전자, 포장, 건설 등 어떤 산업 분야에서든 알루미늄 스탬핑 부품이 필요하다면, 알루미늄 스탬핑 공정을 이해하는 것이 설계 및 비용 최적화 전략에 도움이 될 수 있습니다. 

이 글에서는 알루미늄 스탬핑 공정의 기본 사항, 즉 알루미늄 스탬핑 단계, 방법, 적합한 알루미늄 등급 및 응용 분야에 대해 설명합니다. 

 

알루미늄 금속 스탬핑이란 무엇입니까?

알루미늄 스탬핑은 힘을 가하는 공정입니다. 금속 스탬핑 다이 판금을 성형하여 사용 가능한 3차원 부품을 생산하는 데 사용됩니다. 열을 가하거나 재료를 제거하지 않고 정밀한 완제품을 만들어내는 널리 사용되는 냉간 성형 공정입니다. 

 

알루미늄은 스탬핑에 적합한가요? – 특성

알루미늄은 가장 흔히 사용되는 재료 중 하나입니다. 스탬핑 재료 가볍고 연성이 뛰어나며 내식성이 우수하기 때문입니다. 강철보다 밀도가 약 3배 낮고 성형성이 뛰어나 다양한 판금 스탬핑 용도에 널리 사용됩니다.

가벼움 알루미늄은 가벼운 무게 덕분에 많은 엔지니어링 분야에서 선호되며, 이는 자동차의 연비 향상과 같은 이점을 제공합니다. 또한 등급에 따라 강도가 비교적 높아 무게 대비 강도 비율이 우수합니다. 

두들겨 펼 수 있는 – 알루미늄은 녹는점이 낮아(3003 알루미늄 합금의 경우 약 650°C) 원하는 모양으로 쉽게 성형할 수 있습니다. 

부식 방지 알루미늄은 부식을 방지하는 보호막을 형성하는 자연적인 능력을 가지고 있습니다. 따라서 알루미늄으로 제작된 부품은 염수나 화학물질이 많은 환경과 같은 부식성 환경에 적합합니다. 

재활용 용이 – 알루미늄은 재활용률이 가장 높은 산업용 금속 중 하나이며, 이는 스탬핑 부품 ​​제조업체와 사용자 모두에게 중요한 장점입니다. 

불연성 – 3003 알루미늄 합금은 열전도율이 매우 높기 때문에(162~193W/m·K), 이 소재로 만든 스탬핑 부품은 열전도율이 중요한 응용 분야, 예를 들어 열교환기 등에 안정적으로 사용할 수 있습니다. 

 

금속 스탬핑에 사용되는 알루미늄의 종류

알루미늄 판금 스탬핑은 주로 1xxx, 3xxx, 5xxx, 6xxx 시리즈와 같은 단조 합금에 집중되어 있습니다. 단조란 알루미늄을 인발, 압출, 단조 또는 압연하여 원하는 형태로 만든 것을 의미합니다. 

알루미늄의 각 범주는 특정 판금 제품에 적합한 고유한 특성을 가지고 있습니다. 

1XXX이것은 순수 알루미늄으로, 성형성이 가장 뛰어납니다. 

3XXX이 소재들은 가공성이 뛰어나며, 중간 정도의 강도를 가진 재료들과 잘 어우러집니다. 예를 들어 3003 알루미늄 합금이 있습니다. 

5XXX이 시리즈는 뛰어난 내식성으로 유명하며, 이는 해양 및 기타 부식성 환경에 필수적입니다. 5052 알루미늄 스탬핑은 이러한 산업 분야에서 흔히 사용됩니다. 

6XXX이 시리즈는 열처리가 가능하고 약간의 성형성이 있습니다. 6061 알루미늄 합금과 같은 옵션도 포함되어 있습니다. 

하지만 경도가 높은 합금은 어닐링 공정을 거쳐 스탬핑할 수 있습니다. 

스탬핑용 알루미늄 합금

대체 텍스트: 스탬핑 가공이 가능한 다양한 알루미늄 합금의 이미지와 설명을 보여주는 인포그래픽. 다음 표는 금속 스탬핑에 사용되는 주요 알루미늄 합금과 그 특성 및 특징을 보여줍니다.

알루미늄 합금	주요 특징	공통 응용 프로그램
1100 알루미늄	상업적으로 순수한 알루미늄으로, 뛰어난 연성과 내식성을 자랑합니다.	식품 산업 및 화학 장비
3003 알루미늄	뛰어난 성형성, 우수한 가공성	패널 및 조리기구
5052 알루미늄	우수한 성형성, 높은 내식성 및 강도	해양 부품
6061 알루미늄	우수한 내식성과 강도 대비 무게 비율. 적당한 성형성.	구조적 구성요소
7075 알루미늄	높은 강도, 제한적인 내식성 및 성형성	항공우주 등급 부품
6063 알루미늄	우수한 성형성, 평균적인 내식성	건축적 응용
2024 알루미늄	매우 강하지만 내식성은 낮습니다.	항공우주 및 자동차 부품

 

알루미늄 스탬핑 기본 공정

좋아요 스테인리스 스틸 스탬핑알루미늄 스탬핑 공정은 재료 준비, 프레스에 재료를 설치하는 단계, 그리고 설계된 대로 스탬핑하는 단계로 구성됩니다. 스탬핑력은 제어됩니다. 하지만 이러한 공정이 시작되기 전에 금형 설계가 이미 완료되어 있어야 합니다. 펀치가 판금을 캐비티 안으로 밀어 넣으면서 소성 변형이 발생하고 원하는 부품이 만들어집니다. 그런 다음 부품이 배출되어 후속 가공을 받을 준비가 됩니다. 

일반적인 알루미늄 스탬핑 공정은 다음과 같습니다.

1단계: 도구 설계

알루미늄 스탬핑 공정은 엔지니어들이 참여하는 금형 설계부터 시작됩니다. 프로린테크 CAD/CAM 소프트웨어를 사용하여 금형 설계를 제작합니다. 

2단계: 재료 준비

다음 단계는 알루미늄 등급을 선택하고 그 매개변수를 결정하는 것입니다. 원자재는 일반적으로 코일 형태로 제공되므로, 평탄화 작업을 거쳐 스탬핑에 적합한 스트립으로 절단합니다. 

알루미늄 스트립

대체 텍스트: 자동 스탬핑 프레스를 통해 공급되는 알루미늄 스트립

3단계: 스탬핑 작업/공정

이제 알루미늄 스탬핑 공정이 시작되며, 이 단계는 여러 작업으로 구성됩니다. 일반적으로 블랭킹이 첫 번째 공정이며, 최종 형상이 완성될 때까지 다른 공정들이 순차적으로 진행됩니다. 

4단계: 2차 공정

스탬핑 처리된 알루미늄 부품의 2차 가공에는 버 제거, 분체 도장 및 도색이 포함됩니다. 

5단계: 품질 검사 

마지막으로, 최고의 알루미늄 스탬핑 업체들은 스탬핑된 알루미늄에 대해 품질 검사를 실시하여 요구 사항을 충족하는지 확인합니다. 판금 스탬핑은 통계적 공정 관리(SPC) 차트, 좌표 측정기(CMM) 및 특수 게이지를 사용하는 이러한 검사 없이는 완성될 수 없습니다. 

스탬프 처리된 알루미늄 검사 

견적 프로린테크에서 고품질 부품을 보장하는 이 중요한 단계에 대해 자세히 알아보세요.

4단계 스탬핑 공정

주요 스탬핑 공정은 알루미늄 프로그레시브 다이 스탬핑, 알루미늄 트랜스퍼 다이 스탬핑, 알루미늄 4슬라이드 스탬핑, 알루미늄 파인 블랭킹의 네 가지입니다. 

알루미늄 프로그레시브 다이 스탬핑

이는 부품이 일련의 기계 스테이션을 순차적으로 통과하는 빠르고 비교적 저렴한 스탬핑 공정입니다. 

프로그레시브 다이 스탬핑

금속 띠가 기계 내부의 여러 단계를 거치면서 모양이 변형되고, 마지막 단계에서 최종 모양이 완성됩니다. 

알루미늄의 장점 프로그레시브 스탬핑

• 빠른 
• 저렴한 비용
• 스크랩 감소
• 높은 반복성

알루미늄 프로그레시브 다이 스탬핑의 한계

• 제한된 부품 조작
• 제한된 운영 
• 일반적으로 트랜스퍼 다이 시스템(다음에서 설명)보다 가격이 더 비쌉니다.

알루미늄 전사 다이 스탬핑

트랜스퍼 다이 스탬핑은 프로그레시브 다이 스탬핑처럼 스트립 형태로 성형하는 것이 아니라, 금속 부품을 개별적으로 성형하는 공정입니다. 또한, 이 공정은 단일 프레스 또는 알루미늄 멀티슬라이드 스탬핑 프레스에서 수행할 수 있습니다. 하지만 현대의 트랜스퍼 다이 스탬핑은 대부분 단일 프레스에서 이루어집니다.

전사 다이 스탬핑

알루미늄 전사 다이 스탬핑의 장점

• 대형 부품의 빠른 생산
• 높은 다양성 
• 부품을 정밀하게 조작할 수 있습니다.

알루미늄 전사 금형 스탬핑의 한계

• 소형 부품의 경우 비용 효율성이 떨어집니다.
• 소량 생산에만 비용 효율적입니다.

알루미늄 4슬라이드 스탬핑

4슬라이드 스탬핑 방식은 캠 제어식 공구를 갖춘 수평 스탬핑 프레스를 포함한다. 표준적인 수직 이동 방식과는 달리, 측면으로 이동하는 슬라이드가 스탬핑 작업을 수행한다. 

4슬라이드 다이

알루미늄 4슬라이드 스탬핑의 장점

• 재료 낭비 감소
• 자재 취급량 감소
• 2차 수술 횟수 감소
• 동일한 부품의 빠른 생산

알루미늄 4슬라이드 스탬핑의 한계

• 복잡한 부품에는 적합하지 않습니다.
• 유연하고 얇은 시트에 가장 효과적입니다.

알루미늄 정밀 블랭킹

알루미늄 정밀 블랭킹 스탬핑 공정은 정수압 원리를 이용하며, 위쪽과 아래쪽에서 동시에 스탬핑 압력을 가합니다. 허용되는 간극은 매우 작습니다. 

알루미늄 정밀 블랭킹과 표준 스탬핑의 장점 비교

• 마이크론 단위의 정밀 스탬핑에 적합합니다.
• 매끄럽고 깨끗한 표면 - 후처리 불필요 
• 복잡한 형태를 만듭니다
• 다양한 알루미늄 등급에 활용 가능

정밀 블랭킹 vs 블랭킹

알루미늄 정밀 블랭킹의 한계 

• 제한된 재료 두께
• 더 높은 툴링 비용 

 

알루미늄 스탬핑 공정의 종류

알루미늄 스탬핑은 벤딩, 드로잉, 코이닝, 블랭킹, 펀칭, 엠보싱과 같은 다양한 기법을 활용하여 이루어질 수 있습니다. 스탬핑은 원하는 부품을 얻기 위해 여러 기법을 조합하여 사용하는 경우가 많습니다. 

프로린테크의 알루미늄 스탬핑 기술은 다양한 산업 분야의 요구 사항을 충족하는 정밀한 공차의 부품을 생산합니다. 다음은 일반적인 알루미늄 스탬핑 공정 또는 기술에 대한 자세한 내용입니다.

벤딩 

벤딩은 알루미늄 판을 다이와 펀치 사이에 놓고 원하는 각도로 성형하는 공정입니다. 흔히 사용되는 각도로는 L, U, V 등이 있습니다. 

코 이닝 

코이닝은 금속판에 금형을 눌러 오목하거나 볼록한 패턴을 만드는 공정입니다. 이 공정을 통해 부품의 외관과 내구성을 향상시킬 수 있습니다. 

코 이닝 

딥 드로잉

딥 드로우 스탬핑 금형을 사용하여 평평한 알루미늄 판을 늘려 복잡하거나 깊은 부품으로 만드는 공정입니다. 

블랭킹 

블랭킹은 알루미늄 판재를 금형을 사용하여 지정된 크기로 절단하는 공정을 말합니다. 이 공정을 통해 원하는 부품의 기본적인 윤곽이 만들어집니다. 

꿰뚫는 

다이와 펀치를 조합하여 피어싱이라는 공정을 통해 절단이나 구멍을 뚫을 수도 있습니다. 알루미늄은 유연성이 매우 높지만, 맞춤형 금속 스탬핑 서비스 제공업체는 균열 없는 결과를 제공할 수 있습니다. 

블랭킹 및 피어싱 

플랜지 

플랜징은 알루미늄 판금을 곡선 축을 따라 구부리는 공정입니다. 플랜지는 안쪽 또는 바깥쪽으로 뻗어 나갈 수 있으며, 일반적으로 90도 각도를 이룹니다.

알루미늄 스탬핑용 특수 금형이 있습니까?

네, 알루미늄 스탬핑 금형은 재료의 고유한 특성을 고려하여 특수하게 설계되었습니다. 알루미늄 스탬핑 작업은 재료의 탄성 회복력, 모서리 균열 및 마모 가능성을 고려하여 수행해야 합니다. 금형은 이러한 난관을 극복하기 위해 제작되며, 릴리프 각도, 연마된 표면, 정밀하게 계산된 간극과 같은 설계 특징을 포함합니다. 

 

알루미늄 스탬핑 전용 윤활제가 있나요?

네, 알루미늄 스탬핑에 사용되는 윤활유는 특정 유형 또는 범주로 나뉩니다. 오랫동안 사용되어 온 일반적인 윤활유로는 수용성 오일(에멀젼), 광물성 수용성 오일, 건식막 윤활유 등이 있습니다. 유화액은 유동성이 좋은 스탬핑 공정을 지원하는 능력 때문에 가장 선호됩니다. 최근에는 VOC가 없는 흡수성 윤활유와 재생 가능한 자원 기반의 수용성 오일과 같은 다양한 대안이 등장했습니다. 

 

알루미늄 스탬핑의 과제와 해결책

앞서 언급했듯이 알루미늄 스탬핑은 스프링백을 비롯한 여러 가지 문제점을 안고 있습니다. 알루미늄은 무른 소재이기 때문에 천공, 공구 마모, 긁힘 등 다양한 방식으로 스탬핑 공정에 문제를 일으킬 수 있습니다. 

다행히 이러한 문제에는 대개 해결책이 있습니다. 예를 들어 자동차용 알루미늄 스탬핑 윤활제를 사용하는 방법이 있습니다. 숙련된 알루미늄 스탬핑 업체들은 스탬핑 부품의 최고 품질을 보장하는 다양한 노하우를 보유하고 있습니다. 

금속 스탬핑 서비스 아래에서 논의하는 바와 같이 이러한 문제에 대한 해결책을 포함합니다. 

스프링백

스프링백이란 하중이 제거되었을 때 변형된 부품이 원래 형태로 부분적으로 복원되는 현상입니다. 스탬핑 공정은 기본적으로 소성 변형을 기반으로 하지만, 탄성 변형도 일부 발생합니다. 적절한 제품 및 공정 설계와 보강재 사용을 통해 이러한 결함을 해결할 수 있습니다. 

다트 뻣뻣하게 만들기

못살게 괴롭히는

갈링 현상은 알루미늄 부품이 공구에 달라붙어 표면에 결함이 생기는 현상으로, 자동차 부품 등에 발생합니다. 이를 해결하는 가장 좋은 방법은 깨끗한 알루미늄 스탬핑 공구와 자동차용 알루미늄 스탬핑 윤활제를 사용하는 것입니다. 

공구 마모

알루미늄 합금의 부드럽고 점착성이 강한 성질 때문에 금형에 마모가 발생할 수 있습니다. 고품질 윤활유, PVD 코팅 및 더 단단한 공구를 사용하면 이러한 문제를 해결할 수 있는 경우가 많습니다. 

구멍 뚫기

4XXX 시리즈 알루미늄 합금은 스탬핑 공정 중에 변형되거나 수축되는 경향이 있습니다. 일반적인 해결책은 플랫 펀치의 전단 각도를 최소화하고 다이 클리어런스를 크게 하는 것입니다. 

 

알루미늄 스탬핑 부품의 예

알루미늄 스탬핑 부품의 일반적인 예로는 전자 장비 케이스, 구조용 브래킷, HVAC 덕트, 자동차 열 차폐막 등이 있습니다. 그 외에도 장착 하드웨어와 조명 반사판 등이 있습니다. 이러한 스탬핑 부품 ​​중 일부는 단순하고 작지만, 다른 부품들은 여러 번의 굽힘과 복잡한 형상을 포함하며, 이 모든 것을 맞춤형 알루미늄 스탬핑으로 전문적이고 정확하게 제작해야 합니다. 이러한 차이점이 부품의 품질을 결정할 수 있습니다. 금속 스탬핑 비용. 

 

알루미늄 스탬핑 부품의 일반적인 산업 분야

의심할 여지 없이, 자동차 산업은 알루미늄 스탬핑 부품의 주요 분야이며, 이러한 부품의 경량성 덕분에 많은 이점을 누리고 있습니다. 

스탬핑 처리된 자동차 부품

이러한 부품을 사용하는 다른 산업 분야로는 항공우주, 포장, 전자, 건설 및 통신이 있습니다. 

다음은 이러한 응용 프로그램을 표로 정리한 것입니다.

업종	적용 사례
자동차	엔진 마운팅 브래킷, 차체 패널, 부품 스트랩 및 구조 보강재
우주항공	지지 브래킷, 패널 고정 장치 및 장착 하드웨어
포장	식품 용기 마개, 음료 캔 뚜껑
전자	방열판, 섀시 구성 요소, 장착 브래킷, 하우징
건설	빗물받이 부품, HVAC 덕트, 장착 브래킷
통신	정션 박스 커버, 부품 케이스 및 방열 부품

 

알루미늄 스탬핑 부품에 일반적으로 사용되는 표면 처리 방법

알루미늄 스탬프는 양극 산화, 브러싱, 전기 도금, 분체 도장, 샌드블라스팅 및 연마를 통해 표면 처리할 수 있습니다. 아래 표는 이러한 표면 처리의 세부 사항을 요약한 것입니다.

표면 처리 공정	방법	목적
아노다이징 처리	스탬핑된 부분을 전해산조에 담급니다.	보호용 산화알루미늄 층을 형성합니다.
칫솔질	연마 벨트나 브러시는 표면을 기계적으로 마모시킵니다.	표면의 작은 흠집을 가리기 위해 균일한 새틴 마감 처리를 합니다.
전기 도금	해당 부품을 금속 이온이 포함된 전해액에 넣고 전류를 흘려보낸다.	알루미늄 위에 2차 금속층을 올려놓으세요.
세련	미세하고 작은 연마제가 묻은 휠이나 버프를 사용하여 표면을 연마합니다.	매끄럽고 거울처럼 반짝이는 마감을 만드세요
분말 코팅	정전기적 메커니즘을 이용하여 건조 분말 입자를 부품에 분사합니다.	내구성이 뛰어난 보호 마감재를 도포하십시오.
샌드 블라스팅	모래 또는 기타 연마재가 알루미늄 표면에 분사됩니다.	버를 제거하고 깨끗하게 다듬어 무광 마감 처리를 하세요.

추가 읽기 :

펀칭 vs 스탬핑

맺음말

알루미늄 스탬핑은 가벼운 무게, 높은 강도, 우수한 성형성, 내식성 및 손쉬운 재활용성 등의 특성이 요구되는 산업 분야에서 중요한 역할을 합니다. 소재의 특성과 가공상의 어려움을 고려할 때, 숙련된 CNC 가공 전문 업체와 협력하는 것이 중요합니다.

저희 회사는 최첨단 기계, 숙련된 인력, 그리고 세계 최고 수준의 생산 공정이 조화를 이루어 타의 추종을 불허합니다. 따라서, 최대한 빨리 여기를 클릭해주세요. 그리고 여러분이 가공한 알루미늄 부품의 변화를 직접 목격해 보세요.