판금 절단 공정의 기초

In 판금 제조절단은 하나의 금속판을 두 개 이상의 조각으로 나누는 것을 의미합니다. 또한 전단력, 열 또는 기타 형태의 에너지를 사용하여 판에서 불필요한 부분을 제거하는 것도 포함합니다. 절단 공정은 절단 위치에 높은 압력을 가해야 하며, 이 압력으로 인해 판이 지정된 영역에서 파손되어 원하는 형상을 만들 수 있습니다. 절단 공정에는 공작물, 절삭 공구, 공작물 고정 장치 및 지그, 가공 공구, 절삭유 등이 사용됩니다.

판금 절단에는 다양한 방법이 있습니다. 각 방법을 자세히 살펴보겠습니다.

 

전단 절단

전단 절단 기술은 재료의 최대 전단 강도를 초과하는 전단력을 가하여 지정된 위치에서 절단하는 원리에 기반합니다.

1. 톱질

톱질은 날의 움직임을 이용하여 큰 금속판을 작은 조각으로 자르는 작업입니다. 날의 움직임은 톱의 종류에 따라 다릅니다. 예를 들어, 쇠톱은 왕복 운동으로 금속판을 자르는 반면, 원형톱은 회전하는 날을 사용합니다. 날에 있는 톱니는 절단 과정에서 틈을 만드는 역할을 합니다.

2. 펀칭

판금 펀칭 작업

펀칭 판금 절단은 간단한 방법입니다. 펀칭기는 다양한 모양의 비교적 작은 부품을 만드는 데 사용됩니다. 펀칭기는 펀칭 다이에 놓인 판금에 힘을 가하는 펀칭 프레스를 사용하여 원하는 모양의 부품을 만듭니다.

특정 구멍, 슬롯 또는 반복되는 개구부가 있는 부품의 경우 당사 제품을 검토하십시오. 판금 펀칭 서비스재질, 두께, 도면 기준점 및 마감 모서리 요구 사항을 포함하여 공구 및 공정 경로를 평가할 수 있도록 하십시오.

펀칭 방식에는 펀칭된 형상에 따라 피어싱, 랜싱, 노칭, 니블링, 퍼포레이팅 등 여러 가지가 있습니다.

펀칭 타입	기술설명
꿰뚫는	피어싱은 슬롯 또는 단일 구멍을 만드는 공정입니다. 판금 성형(압출)과 절단 기술을 결합하여 폐기물을 최소화하는 방식입니다.
랜싱	펀칭 프레스를 한 번만 누르면 루버, 탭, 통풍구와 같은 기능을 구현할 수 있습니다.
노칭	노칭은 원하는 결과를 얻기 위해 판금의 여러 부분을 연속적으로 펀칭하여 제거하는 공정입니다. 이 공정은 대부분의 모서리 및 굽힘 부위에는 적용이 제한적입니다.
반노칭	부분 노칭은 모서리 및 굽힘 위치에만 국한되지 않고 더욱 복잡한 형상에도 적용됩니다.
슬로 팅	이 장비는 펀칭 방식을 이용하여 판금에 직사각형 슬롯을 만듭니다.
니블 링	니블링은 두 개 이상의 펀치가 겹쳐지면서 서로 다른 형상을 만들어내는 공정입니다.
천공	천공이란 작은 구멍들을 여러 개 뚫고 그 사이에 약간의 간격을 두는 것을 말합니다.

3. 브로 칭

브로칭은 톱니가 달린 공구(브로치)를 사용하여 판금에서 재료를 제거하여 원하는 형상을 만드는 표준 판금 절삭 기술입니다. 복잡한 구멍 디자인에도 불구하고, 브로칭을 통해 판금으로 동일한 제품을 대량 생산할 수 있습니다. 톱니가 있는 절삭 공구(브로치)가 절삭 위치를 따라 이동하면, 앞쪽의 몇 개의 톱니는 표면에서 재료를 제거하고, 나머지 톱니는 더 깊숙이 들어가 마무리 절삭을 수행합니다.

브로칭 작업

The 브로칭 공정 선형과 회전형의 두 가지 유형으로 분류됩니다.

선형 브로칭	이 공구는 판금에 대해 직선으로 움직입니다. 2차원 돌출 형상만 생성할 수 있습니다.
회전식 브로칭	브로칭 공구는 공작물에 대해 회전 운동을 하며 축대칭 형상을 만들어냅니다. 나선형 및 직선형 스플라인, 불규칙한 프로파일, 총열 강선 등 다양한 형상을 가공할 수 있습니다.

4. 블랭킹

판금 블랭킹

The 블랭킹 블랭킹은 펀칭과 매우 유사하며, 두 기술 모두 펀칭 프레스에 적용됩니다. 유일한 차이점은 펀칭을 통해 원하는 형상의 부품(블랭크)이 만들어지고 나머지는 폐기물이 된다는 점입니다. 펀칭에서는 펀칭된 부분이 폐기물이 됩니다. 이 과정에서 재료가 낭비되는데, 블랭크를 여러 개 겹쳐서 가공하면 낭비를 최소화할 수 있습니다. 알루미늄, 황동, 청동, 연강, 스테인리스강은 블랭킹에 가장 일반적으로 사용되는 재료입니다. (RSShaikh, 2015).

블랭킹 프레스는 판금을 기계에 공급하기만 하면 되는 비교적 간단한 판금 절단 방식입니다. 블랭킹 프레스는 정밀한 생산 사양에 맞춰 개조할 수 있어 치수 일관성이 요구되는 대규모 생산에 매우 적합합니다. 항공기 와셔, 기어, 자동차 부품 등 다양한 분야에 활용될 수 있습니다.

• • 절삭날을 이용한 블랭킹

이 공정은 블랭킹 과정에서 절삭날을 전단하는 방식으로, 고정된 절삭날에 균열을 발생시켜 원하는 절삭 형상을 만들어냅니다. 따라서 이 공정에는 상당한 주의, 적절한 공구 설정, 그리고 숙련된 작업자가 필수적입니다.

5. 슬리 팅

슬리팅 원리

슬리 팅 판금 절단은 서로 마주 보는 원형 날을 사용하여 판금을 절단하는 공정입니다. 직선 및 곡선 패턴 모두에 판금 절단이 가능합니다. 판금이 서로 마주 보는 두 원형 날 사이를 통과할 때, 판금이 날에 가하는 압축력이 절단면에 작용하여 절단이 이루어집니다.

비전단 절단

전단력 대신에, 비전단 절단 기술 절단 부위에 강한 열, 압력 또는 연마재 분사를 사용하십시오.

1. 레이저 절단

레이저 절단 작업

고강도 레이저 빔으로 판금을 절단하는 것을 무엇이라고 하는가? 컷팅강력한 열을 이용하여 레이저 빔이 절단 위치에 충격을 가해 공작물을 분리합니다. 최대 10mm 두께까지 가공할 수 있습니다.

기존 공구를 이용한 가공은 더 빠르고 정확할 수 있습니다. 레이저 절단 공정은 이러한 문제를 해결해 줍니다. 따라서 제조업체가 빠르고 정밀한 판금 절단을 필요로 할 경우 효율적인 솔루션이 될 수 있습니다.

레이저 커팅의 종류

레이저 절단 기술에는 크게 유리섬유, 이산화탄소, 크리스탈 레이저의 세 가지 유형이 있습니다.

유리 섬유	파이버 레이저 절단은 유리 섬유를 이용하는 확대형 시드 레이저를 사용하는 가장 에너지 효율적인 기술입니다. 얇은 판재를 단시간에 절단하는 데 매우 효율적이며, 반사성 재료 절단에도 적용 가능합니다. 이 방식은 금속, 코팅된 금속, 폴리머 절단에 정밀한 결과를 제공합니다.
Co2	이산화탄소 레이저는 이산화탄소, 불활성 기체인 헬륨, 질소의 혼합 빔을 주로 사용하는 저비용 고효율 기술입니다. 광섬유 절단기보다 두꺼운 재료를 절단할 수 있으며, 목재, 유리, 종이, 직물, 가죽, 아크릴 등이 그 예입니다.
Crystal	파장이 짧기 때문에 CO2 레이저로는 절단할 수 없는 세라믹, 코팅 재료, 경화강과 같은 단단한 재료를 절단할 수 있습니다.

2. 워터젯 절단

워터젯 절단 작업

워터젯 절단 고압의 물줄기를 이용하여 원자재에 미세한 선을 제거하는 기술입니다. 물줄기는 가공물의 정확한 위치를 침식하여 두 부분으로 분리합니다. 이는 물에 의한 침식 원리에 기반합니다. 고속의 물줄기가 표면에 닿을 때 재료가 제거됩니다.

순수한 물줄기는 부드러운 재료를 절단하는 데 적합하지만, 더 단단한 재료를 절단하기 위해서는 연마 입자를 물에 혼합합니다. 연마 입자를 첨가하는 목적은 물줄기의 절단 능력을 향상시키는 것입니다.

3. 플라즈마 절단

플라즈마 절단 플라즈마 절단은 이온화된 가스 제트(플라즈마)를 이용하여 판금 가공물을 절단하는 공정입니다. 절단 부위의 판금을 녹여 원하는 모양으로 절단할 수 있습니다. 아르곤과 질소는 플라즈마 절단 공정에 가장 일반적으로 사용되는 가스입니다.

플라즈마 절단 공정

전기 에너지가 가스를 가열하여 이온화시키고 플라즈마로 변환시킨 후, 노즐을 통해 절단 위치로 분사하여 판금을 녹이고, 녹은 부분을 불어냅니다.

 

다이스를 이용한 판금 절단 메커니즘

다이를 사용하여 판금을 절단하는 작업은 먼저 판금을 장비의 하단 부품인 다이에 넣는 것으로 시작됩니다. 상단 부분은 펀칭 다이라고 합니다.

• 펀칭 다이를 통해 힘이 가해지면 다이는 작업 시트 쪽으로 이동하여 접촉하게 됩니다. 시트와 펀칭 프레스가 접촉하는 순간 절단 위치에서 소성 변형이 발생합니다.
• 소성 변형 후, 펀칭 프레스가 작업물을 관통합니다. (왕, 2018)침투 단계 동안 균열 전파는 연마 영역에서 발생합니다.
• 마지막으로 펀칭 프레스는 펀칭된 부품들을 놓고 원래 위치로 돌아갑니다.

일부 특수 절단 공정

1. 트리밍

작업물의 가장자리와 테두리에서 재료를 제거하는 것은 모든 제작 프로젝트를 시작하기 전에 필수적인 작업이며, 트리밍 공정은 이 작업을 효과적으로 수행합니다.

트리밍 플랜징이나 벤딩 전에 판금 조각에 적용되는 공정입니다. 이 공정은 가공물의 버(burr)와 칩을 제거하여 절삭면을 매끄럽고 후속 가공 단계에서 작업하기 쉽게 만듭니다.

2. 디버링

디버링 트리밍 공정과 매우 유사합니다. 판금 부품의 절단면에서 과도한 재료를 제거하는 작업입니다. 유일한 차이점은 트리밍은 절삭 공구를 사용하는 반면, 디버링은 브러시나 작은 수공구를 사용한다는 점입니다. 디버링은 작은 버와 칩을 제거하여 매끄러운 모서리를 만듭니다.

 

영향 요인

판금 절삭 공정에는 여러 가지 가공 변수, 작업 조건 및 외부 요인이 영향을 미칩니다. 가장 중요한 요인 중 일부는 아래 표에 나와 있습니다.

영향 요인	변수	기술설명
가공 변수	가공 과정에서 고려해야 할 변수에는 에너지, 가해지는 힘, 온도, 공구 수명 및 칩 형성 등이 있습니다.	높은 에너지는 절단 과정을 가속화합니다. 과도한 온도는 절삭 부위의 치수 균일성에 영향을 미칩니다. 연속적인 칩 형성은 우수한 표면 마감을 가져오지만, 불규칙적인 칩 형성은 진동을 유발하고 표면 마감을 저하시킵니다.
운영 변수	절삭유, 공구 상태	절삭유가 부족하면 절삭 과정에서 과도한 열, 진동 및 마찰이 발생합니다. 공구의 마모는 효율성, 표면 품질 및 작업 시간을 저하시킵니다. 작동 변수는 치수 정확도, 절삭 속도 및 전력 소비에도 영향을 미칩니다.
외부 변수	작업자의 숙련도, 설계의 복잡성, 그리고 판금의 특성	재료의 가공성은 공차, 공구 수명, 치수 균일성 및 생산 주기 시간에 영향을 미칩니다. 복잡한 설계는 가공 작업을 완료하는 데 더 많은 시간이 소요되고, 숙련된 작업자가 필요하며, 엄격한 공차를 달성하기 어렵습니다.

 

맺음말

판금 절단은 판금 가공의 기본 단계로, 판금을 분할하고 지정된 영역을 절단하여 원하는 모양을 만드는 과정입니다. 모든 판금 가공 프로젝트는 판금을 필요한 크기와 모양으로 절단하는 것에서 시작됩니다. 따라서 원하는 결과를 얻기 위해서는 적절한 계획, 분석 및 실행이 필수적입니다.

프로테안은 첨단 가공 설비와 숙련된 제조 전문가를 보유한 경험 많은 제조 기업입니다. 당사는 모든 유형의 제품을 제공합니다. 판금 서비스 20가지 이상의 소재 옵션 중에서 선택하세요. 원하는 절단 방식을 선택하고 디자인을 보내주시면 며칠 내로 부품을 받아보실 수 있습니다.

 

FAQ's

판금 절단 공정의 예는 무엇인가요?

가장 일반적인 판금 절단 공정으로는 펀칭, 블랭킹, 슬리팅, 톱질, 레이저 절단 및 워터젯 절단이 있습니다. 하지만 어떤 방식이 프로젝트에 적합한지는 사양과 원하는 정밀도에 따라 달라집니다.

판금 절단 공정에 영향을 미치는 요인은 무엇입니까?

판금 절삭에는 가해지는 에너지, 온도 변화, 공구 수명, 칩 생성, 절삭유, 공구 상태, 작업자 숙련도, 설계의 복잡성, 판금 재료의 품질 등 여러 가지 영향 요인이 있습니다.

고압 분사기로 얼마나 두꺼운 두께까지 절단할 수 있나요?

워터젯 절단 공정은 최대 300mm 두께의 재료를 절단할 수 있습니다. 다만, 연질 재료의 경우 400mm까지 절단 가능합니다.

레이저 절단과 플라즈마 절단의 차이점은 무엇인가요?

두 방법 모두 열을 이용하여 작업물을 절단하지만, 플라즈마 절단은 이온화된 가스를 사용하고 레이저 절단은 고도로 집중된 광자 빔을 사용한다는 차이점이 있습니다.