딥 드로잉 스탬핑은 제어된 재료 변형을 통해 원뿔형, 컵형, 캐비티형, 원기둥 절두체 및 이와 유사한 형상을 만드는 금속 성형 기술입니다. 특수 공정으로서 스탬핑 공정딥 드로잉은 펀치와 다이 설정을 필요로 합니다. 가공되지 않은 판금을 금형에 넣고, 반대쪽 펀치가 판금에 압력을 가해 깊은 금형 캐비티 모양으로 변형시킵니다.
깊게 성형된 금속 스탬핑 부품은 지름과 깊이의 비율로 정의됩니다. 일반적으로 깊게 성형된 부품은 길이가 지름보다 깁니다. 대표적인 예로는 조리기구, 싱크대, 캡 피팅, 구조용 브래킷 등이 있습니다.
이어서 딥 드로우 스탬핑 공정, 호환 재료, 장점, 적용 사례 등에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
어떻게 작동하나요? 작동 원리
도면 스탬핑 공정에는 특수 장비가 사용됩니다. 프레스 브레이크 기계 판금을 깊게 늘릴 수 있도록 충분한 하강 시간과 압력을 제공할 수 있는 펀치가 필요합니다. 특히 금형과 프레스의 높이는 인발 깊이를 수용할 수 있을 만큼 충분해야 합니다. 또한 금형 캐비티와 펀치의 형상 및 크기는 가공 판재 두께와 동일한 간격을 두고 거의 동일해야 합니다.
딥 드로우 스탬핑 메커니즘
프레스 브레이크 또는 스탬핑 기계의 성능에 따라 판재 이송 및 펀칭 공정은 수동 또는 자동으로 진행될 수 있습니다. CNC 스탬핑 기술은 이러한 단계를 자동화하고 공정을 간소화합니다.
또한, 심가공을 수행하기 위한 다양한 프레스와 금형이 있으며, 각각 고유한 기능을 가지고 있습니다.
| 타입 | 기술설명 | 어플리케이션 |
| 싱글 액션 프레스 | 하나의 펀치로 한 번에 하나의 부품을 만듭니다. | 이 제품은 얕은 컵이나 원통형 부품과 같은 간단한 디자인에 적합합니다. |
| 더블 액션 프레스 | 두 개의 펀치가 성형 및 재도색(다중 드로잉) 작업을 수행합니다. | 복잡한 형상이 요구되는 자동차 부품 또는 기기 |
| 컴파운드 다이 | 절단 및 굽힘과 같은 여러 작업을 한 번의 프레스 작업으로 수행할 수 있습니다. | 전자제품 하우징과 같은 고효율 생산 분야에 사용됩니다. |
| 프로그레시브 다이 | 블랭크는 캐리어 스트립을 사용하여 여러 스테이션을 통해 지속적으로 전송됩니다. | 대량 생산에 사용됩니다. |
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딥 드로우 스탬핑 공정
다음은 딥 드로 스탬핑 공정의 단계입니다.
딥 드로우 스탬핑 단계
- 백지 준비하기
용도에 맞는 금속 또는 합금 시트를 선택하고 금형에 공급할 블랭크 시트를 준비합니다. 시트를 풀어서 공급 캐리어에 정렬하여 공정에 필요한 시트가 지속적으로 공급되도록 해야 합니다. 이때 선택한 두께와 스탬핑 장비의 성능을 맞춰야 합니다.
- 시트 전사 및 펀칭
수동식 기계에서는 작업자가 손으로 다이와 펀치 사이에 재료를 옮기는 반면, 딥 드로잉 스탬핑 업체는 이를 위해 자동화된 CNC 스탬핑 기계를 사용합니다. 시트가 공급되면 펀치가 하강하여 원하는 모양이 될 때까지 시트를 캐비티 안으로 늘립니다. 프로그레시브 다이 시스템에서는 시트가 여러 스테이션을 이동하며 각기 다른 성형 작업을 수행합니다.
- 부품 배출
변형 공정이 완료되면, CNC 기계에서는 딥 드로잉 금속 스탬핑 부품이 자동으로, 수동 기계에서는 수작업으로 설치 장치에서 배출됩니다.
- 후처리 작업
심가공 공정
딥 드로잉 공정을 거친 후, 부품은 트리밍, 피어싱, 가공, 디버링, 샌딩 등의 후가공 작업을 통해 정확한 치수를 얻습니다. 후가공의 또 다른 중요한 측면은 표면 마감입니다. 성능 향상 또는 미적 효과를 위해 마감이 필요한지에 따라 분체 도장, 아노다이징, 전기 도금, 도색 등 다양한 마감 처리를 선택할 수 있습니다.
딥 드로우 스탬핑 공정의 변수
다음은 딥 드로잉 공정의 주요 변수/매개변수입니다. 이러한 변수들은 결과에 영향을 미치며 금형과 펀치 프레스를 정확하게 설정하는 데 도움이 됩니다.
- 유지 압력인발 공정 중 판금 블랭크를 제자리에 고정하기 위해 압력이 가해져 주름이 생기는 것을 방지하고 동시에 재료가 자유롭게 흐르도록 합니다.
- 도면 비율: 블랭크 직경과 목 직경의 비율
- 레이디 얼 클리어런스펀치와 드로잉 스탬핑 다이 사이의 간격.
- 다이 프로파일 반경: 금형의 곡선 모서리, 더 큰 금형 반경은 펀치 하중을 감소시킵니다.
심가공 금속 스탬핑에 사용되는 재료
어떤 소재 판재든 심가공을 하려면 일정 수준의 연성, 이방성, 성형성이 필요합니다. 또한, 판재에 균열이 생기지 않고 변형을 가하려면 항복강도 대 인장강도 비율이 낮아야 합니다.
다음은 일반적인 심층 추출 방식입니다. 스탬핑 재료;
강철
저탄소강과 연강은 다른 종류의 강보다 연성과 성형성이 우수하여 심가공에 사용됩니다. 예를 들어 ASTM A1008이 있습니다. 또한 심가공용강(DDS)과 초심가공용강(EDDS)과 같이 심가공용으로 시판되는 다양한 강종이 있습니다.
스테인리스 강
스테인리스강은 일반 강철보다 강도가 높지만 성형성은 상대적으로 떨어집니다. 일반적으로 크롬강 및 크롬-니켈강은 심가공에 적합합니다. 대표적인 등급으로는 스테인리스강 304, 304EDD, 3DDQ 등이 있습니다.
알류미늄
알루미늄은 가볍고 가공성이 뛰어난 금속으로, 탁월한 성형성을 제공합니다. 1100, 3003, 5005, 5052와 같은 알루미늄 등급은 드로잉 스탬핑 공정에 사용됩니다.
구리
구리는 뛰어난 연성, 전기 및 열 전도성, 그리고 내식성으로 잘 알려져 있습니다. 심가공에는 베릴륨 구리, C11000(순수), C10200, C12200 등을 사용할 수 있습니다. 또한, 황동(Cu + Zn)은 이 공정에 널리 사용되는 구리 합금입니다.
니켈
니켈은 상온에서 성형성이 뛰어나 강하고 전도성이 좋은 부품으로 깊게 인발 가공할 수 있습니다. 깊은 인발 금속 스탬핑에 일반적으로 사용되는 등급은 니켈 200, 201 및 205입니다.
또한, 딥 드로잉용 재료 선택 시에는 최종 제품의 특정 기계적, 열적 또는 환경적 요구 사항과 같은 여러 요소를 고려해야 합니다. 예를 들어, 연성, 항복 강도, 연신율, 가공 경화, 성형 온도 및 표면 조도 등이 있습니다.
딥 드로우 스탬핑의 장점
드로잉 스탬핑은 이음매 없는 금속 성형 기술로, 컴퓨터화된 기계를 사용하여 공정을 자동화함으로써 최고의 반복성을 확보하고 정밀하고 견고한 부품을 생산할 수 있습니다. 또한 재료 낭비를 줄이고 용접이나 접합부를 최소화합니다.
- 효율적인 대량 생산: 자동화된 스탬핑 설비는 특히 프로그레시브 다이 스테이션을 통해 동일한 부품을 연속적으로 생산할 수 있습니다.
- 축소된 조립: 최종적으로 깊게 성형된 부품은 최소한의 가공과 조립만 필요합니다. 이 공정을 통해 단 한 장의 백지에서 다양한 형상을 가진 최종 부품을 만들어낼 수 있습니다.
- 반복성 : 금형 세트에서 뽑아낸 각 부품은 서로 동일하며, 모든 생산 주기에서 치수가 일관적입니다.
- 재질 옵션 : 강철, 스테인리스강, 구리, 황동, 알루미늄, 니켈 및 기타 다양한 금속과 합금을 딥 드로잉 스탬핑에 사용할 수 있습니다.
- 부품의 강점: 압력과 변형은 드로잉 부품에서 블랭크 시트의 물리적 및 기계적 특성을 향상시킵니다.
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심가공 스탬핑의 응용 분야
깊게 성형된 금속 부품은 가전제품부터 군사 및 의료 장비에 이르기까지 모든 곳에서 찾아볼 수 있습니다. 판금 성형은 생산 효율성, 정확성 및 반복성이 뛰어나 다양한 산업 제조 분야에서 널리 사용되고 있습니다.
심가공 금속 부품
아래 표는 적용 사례를 보여줍니다. 판금 도면 산업 전반에 걸쳐.
| 업종 | 애플리케이션 예제 |
| 자동차 | 연료 탱크, 배기 부품, 엔진 하우징 및 차체 패널. |
| 우주항공 | 항공기 패널, 연료 시스템 및 구조 지지대. |
| 의료 장비 | 수술 기구, 카테터 튜브 및 주사기. |
| 가전제품 | 휴대폰 케이스, 노트북 케이스, 배터리 하우징. |
| 가전 제품 | 세탁기 드럼, 냉장고 패널, 싱크대 세면대. |
| 산업용 장비 | 산업용 탱크, 중장비 덮개 및 압력 용기 |
| 군 | 군용 차량 패널 및 보호 장비 하우징. |
딥 드로잉 방식으로 맥프로 쉘 제조
맥 프로 쉘
딥 드로잉 공정의 대표적인 적용 사례 중 하나는 맥 프로 외장 케이스 제작입니다. 애플 생산 공장에서는 주로 딥 드로잉, 밀링, 레이저 커팅 공정을 사용하여 맥 프로 외장 케이스의 기본 원통형 모양을 만듭니다.
이 공정은 알루미늄 원판을 금형에 넣는 것으로 시작됩니다. 그런 다음, 드로 스탬핑 펀치가 원판을 원하는 깊이까지 늘려 정밀하고 섬세한 원통형 모양을 만듭니다. 이 공정을 통해 늘어난 모든 부분에 걸쳐 균일한 두께와 구조적 안정성이 확보되어 내구성이 뛰어나면서도 가벼운 쉘을 생산할 수 있습니다.
맥 프로 셸 딥 드로잉
또한, 치수 정확도와 원하는 미적 효과를 얻기 위해 케이스에 연삭, 연마 및 양극 산화 처리가 적용됩니다.
딥 드로잉 스탬핑은 비용이 많이 드나요?
표준과 마찬가지로 스탬핑 비용드로잉 스탬핑은 시제품 제작이나 소량 생산에는 비용이 많이 듭니다. 주된 이유는 금형 및 펀치 프레스 설치 비용이 높기 때문입니다. 또한 복잡한 형상의 경우 맞춤형 스탬핑 금형을 제작해야 합니다. 하지만 대량 생산의 경우, 금형을 최대 백만 회까지 재사용할 수 있으므로 부품당 비용이 크게 절감됩니다.
또한, 프레스의 종류, 설계에 포함된 복잡한 기능, 그리고 원하는 공차 또한 비용에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 심가공용 유압식 및 서보 프레스는 전통적인 기계식 프레스보다 가격이 더 높습니다.
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