다양한 종류의 리벳: 솔리드, 블라인드 및 튜브형 리벳 설명

7가지 리벳 유형 비교

리벳은 영구적인 기계식 체결 부품입니다. 원통형 몸체에 머리가 달려 있으며, 리벳을 설치하면 머리 부분이 변형되어 재료를 단단히 고정시켜 진동 없는 견고한 접합부를 형성합니다. 

리벳 체결 장치에는 여러 종류가 있으며, 각각 다른 용도로 사용됩니다. 프로린 테크당사의 전문 조립 및 DFM 팀은 항공우주, 자동차 또는 기타 분야에서 귀사의 용도에 맞는 적절한 리벳을 선택하는 데 도움을 드릴 수 있습니다. 판금 제조저희는 다양한 내식성 소재와 숙련된 리벳 기술을 보유하고 있습니다. 

 

리벳의 작동 원리

리벳은 생크 변형을 통해 영구적인 기계적 연결을 형성합니다. 생크가 구멍에 맞춰 팽창하고 꼬리 부분에 클램핑 헤드가 형성됩니다. 다양한 종류의 리벳 설치 과정은 하중 분산을 위해 소성 변형을 이용합니다.

• 솔리드 리벳: 리벳 건과 버킹 바는 압축력을 가하여 테일 섹션을 변형시키는데, 이로 인해 생크 직경의 1.5배 높이의 업셋 헤드가 생성됩니다. 이 설계의 일체형 구조는 단일 부품으로 유지되기 때문에 높은 전단 강도를 제공합니다.
• 블라인드 리벳: 이 공구는 튜브형 생크에서 맨드릴을 추출하며, 이로 인해 본체가 설계된 파손점에 도달할 때까지 반경 방향과 축 방향으로 팽창하여 후면 접근이 불가능한 블라인드 사이드 헤드를 형성합니다.
• 전단 강도 계산: 하중 분포는 τ = F / (πd²/4) 공식을 따르며, 여기서 τ는 전단 응력, F는 가해진 힘, d는 생크 직경을 나타냅니다. 파손 전 최대 전단 응력 값은 재료의 항복 강도에 따라 달라집니다.

 

리벳에 사용되는 일반적인 재료

• 알루미늄 합금(2117-T4, 5056):  2117-T4 및 5056을 포함한 알루미늄 합금은 강도 대비 무게 비율이 우수하여 다음과 같은 용도에 적합합니다. 항공기 패스너 이 소재는 최대 40ksi의 인장 강도를 달성할 수 있기 때문에 다양한 응용 분야에 사용됩니다. 연성이 뛰어나 냉간 성형 작업 시 균열이 발생하지 않으며, 천연 산화물 코팅은 대기 부식에 대한 적절한 보호 기능을 제공하지만, 양극 산화 처리를 통해 습한 환경에서의 성능을 향상시킬 수 있습니다.
• 탄소강(A307 A등급): 탄소강 리벳은 경도 원소를 함유하고 있어 반복 하중 시 우수한 피로 저항성을 제공하므로 60ksi 이상의 높은 인장 강도를 가지며, 교량 거더 연결에 적합합니다. 아연 도금 공정은 습한 환경에서 탄소강 리벳의 녹 발생을 방지하는데, 도금되지 않은 표면은 빠르게 산화되기 때문입니다.
• 스테인리스 스틸(304, 316): 스테인리스강 리벳의 내식성은 크롬 함량에서 비롯됩니다. 크롬은 해양 및 화학 처리 환경에서 발생하는 공식 및 틈새 부식을 방지하는 보호 산화막을 형성합니다. 또한, 이러한 리벳의 오스테나이트 구조는 극저온에서도 연성을 제공하여 압력 용기 제작에 적합합니다.
• 구리 및 황동: 구리는 높은 전기 전도성(58 MS/m)과 열 안정성을 지니고 있어 접지 연속성이 요구되는 전기 인클로저에 적합합니다. 황동은 아연을 함유하여 가공성이 우수하고 항균성을 갖추고 있어 생물막 형성을 방지해야 하는 배관 설비에 적합합니다.
• 모넬(니켈-구리 합금): 모넬 리벳은 내식성이 뛰어나 산성 및 염수 환경을 견디면서 최대 70ksi의 인장 강도를 유지할 수 있으므로 해양 석유 플랫폼에 적합합니다.
• 티타늄 합금(Ti 6Al-4V): 이러한 소재는 높은 강도 대 무게비(인장 강도 최대 130ksi)와 우수한 생체 적합성을 제공하며, 이는 극한 온도에 노출되는 의료용 임플란트 및 항공우주 부품에 필수적입니다. 또한, 이러한 소재는 크리프에 강하고 400°C 이상에서도 형태를 유지합니다.

 

리벳용 간편 선택표

리벳 유형	일반 리벳	주요 용도	주요 장점
고하중 구조	견고한, 헉(잠금볼트), 블라인드 리벳	교량이나 항공우주 구조물과 같은 것들	높은 전단 및 인장 강도
단면 리벳	블라인드 리벳, 폐쇄형, 멀티그립	한쪽 면 조립품, 산업용 기계	중간 강도
얇은 리벳, 저하중 리벳	관형, 분할형	가죽, 플라스틱, 나무	낮은 강도

 

리벳 헤드의 종류에는 어떤 것들이 있나요?

둥근 머리

원형 머리 솔리드 리벳

둥근 헤드는 볼록한 돔형 디자인으로 되어 있어 접촉 면적을 넓혀(생크 직경의 1.5~2배) 압력을 고르게 분산시킵니다. 헤드 제조 공정에는 판재가 빠져나오지 않도록 가공 또는 성형하는 과정이 포함되며, 높이는 직경의 0.4배로 유지됩니다.

플랫 헤드

접시머리 평머리 리벳

플랫 헤드는 재질과 평평한 표면을 제공하여 매끄러운 외부 표면이 요구되는 용도에서 돌출부를 최소화합니다. 헤드 직경은 생크 직경의 두 배로 표준화되어 카운터싱킹 없이도 안정적인 클램핑을 보장합니다.

카운터 성크 (countersunk) 머리

접시머리 솔리드 리벳

접시머리 리벳은 100° 또는 120°로 경사진 디자인 덕분에 모서리가 깎인 구멍에 평평하게 들어갈 수 있습니다. 이렇게 하면 매끄러운 표면이 만들어지는데, 이는 특히 다음과 같은 경우에 유용합니다. 판금 어셈블리 항공우주, 자동차 및 기타 항력 감소와 깔끔한 마감이 중요한 응용 분야에 적합합니다. 100° 헤드 각도는 또한 접합부 주변에 하중을 효과적으로 분산시켜 줍니다.

팬 헤드

팬 헤드 솔리드 리벳

팬 헤드 디자인은 둥근 상단 부분과 평평한 하단 부분이 만나는 형태로, 구조적 지지력과 뛰어난 시야를 제공합니다. 헤드 높이는 직경의 0.6배로, 완전히 매립할 필요가 없는 적당한 진동 환경에 적합합니다.

트러스 헤드

트러스 헤드 솔리드 리벳

트러스 헤드 디자인은 안쪽으로 휘어진 평평하고 넓은 돔 형태를 특징으로 하며, 무게를 생크 직경의 세 배에 걸쳐 분산시켜 복합 재료의 균열을 방지합니다.

대형 플랜지 헤드

대형 플랜지 블라인드 리벳

대형 플랜지 헤드의 길게 뻗은 와셔형 베이스는 연질 재료 작업 시 우수한 인발 저항성을 제공합니다. 이 체결구의 플랜지 직경은 생크 크기의 네 배 이상에 달하여 높은 인장력이 요구되는 플라스틱 접합 용도에 적합합니다.

다양한 유형의 리벳

솔리드 리벳

황동 솔리드 리벳 비교

솔리드 리벳을 설치하려면 재료를 냉간 또는 열간 변형시켜 리벳 꼬리 부분을 절단하여 2차 머리를 형성해야 합니다. 솔리드 리벳을 사용한 일체형 구조는 모재의 최대 인장 강도의 80~90%에 달하는 높은 전단 강도를 제공하는 동시에 반복 하중 하에서도 우수한 피로 성능을 보장합니다. 제조 공정에는 정확한 치수를 얻기 위한 헤딩 및 트리밍 작업이 포함되며, 깊은 삽입이 필요한 용도를 위해 리벳 생크 길이를 직경의 최대 10배까지 늘릴 수 있습니다.

• 항공기 동체와 날개 외피의 구조 부품은 10^6 사이클을 초과하는 진동 저항성을 요구합니다.
• 선박 건조에는 운항 중 부식성 해수에 노출되어도 견딜 수 있도록 선체 강판이 사용됩니다.
• 중장비 프레임은 50톤이 넘는 정적 하중을 견뎌야 작동합니다.

블라인드(팝) 리벳

표준 개방형 블라인드 리벳

블라인드 리벳(팝 리벳이라고도 함)은 당기면 튜브형 본체에서 확장되는 맨드릴을 포함하는 설계로, 이로 인해 생크가 확장되어 헤드 부분이 숨겨집니다. 공압 공구를 사용하면 설치 과정이 5초도 채 걸리지 않으며, 1/8인치 직경의 경우 200~500파운드의 전단 강도를 얻을 수 있습니다. 생크 직경에 따라 그립 범위가 결정되며, 이는 생크 직경의 0.5배에서 2배까지입니다.

• 자동차 패스너 차체 패널은 빠른 속도로 진행되는 조립 생산 라인의 작동을 지원하는 필수 구성 요소 역할을 합니다.
• 냉난방 공조(HVAC) 덕트는 공기 누출을 방지하기 위해 모든 이음새를 밀봉합니다.
• 인클로저 설계를 통해 PCB를 얇게 만들 수 있으며, 이로 인해 인쇄 회로 기판의 뒷면에 접근할 수 없습니다.

관형 리벳

튜브형 리벳 모음

관형 리벳은 속이 빈 생크를 가진 또 다른 유형의 리벳입니다. 관형 리벳은 부분적으로 속이 빈 생크를 통해 클린치 조인트를 형성하며, 생크 끝부분은 말리거나 벌어집니다. 이러한 속이 빈 설계 덕분에 일반 리벳에 비해 무게가 30~40% 감소하고, 설치 시 필요한 변형력은 50% 적어 자동 프레스 작업에 적합합니다.

• 가죽 제품이나 실내 장식용 직물은 부드러운 소재를 뚫고 지나가면서도 찢어짐을 일으키지 않기 때문에 손상되지 않고 그대로 유지됩니다.
• 디자인에는 다음이 포함됩니다 판금에 박힌 리벳 회전 메커니즘을 통해 가전 제품을 보호합니다.
• 소비자 포장에 플라스틱 조립체를 적용하는 데에는 최소한의 전단력만 필요합니다.

반관형 리벳

반원형 리벳은 꼬리 부분에 얕은 홈(리벳 생크 길이의 0.2~0.3배)이 있어, 일반 리벳보다 20~30% 적은 힘으로 변형이 가능하면서도 전단 강도는 70~80%를 유지합니다. 이 홈은 리벳의 변형을 제어하여 재료의 불규칙한 흐름을 방지하는 데 도움을 줍니다.

• 차량의 브레이크 패드와 클러치 플레이트는 지속적인 마찰로 인해 마모됩니다.
• 사다리와 비계는 사람들이 이동하는 동안 인체의 무게를 지탱하기 위해 제자리를 유지합니다.
• 가구 프레임과 부속품은 비용 효율적이고 영구적인 연결을 제공합니다.

풀 튜블러 리벳

완전관형 리벳은 길이의 70~80%에 달하는 깊고 속이 빈 생크를 가지고 있어 최소한의 축 방향 힘으로 완벽한 고정이 가능합니다. 그러나 내부 공간으로 인해 전단 강도는 솔리드 리벳의 50~60% 수준으로 떨어집니다. 이러한 설계는 전선이나 유체가 통과해야 하는 상황에 적합합니다.

• 조명기구와 간판 부분에는 연결 부위를 통해 전선관 통합 지점이 포함되어 있습니다.
• 부드럽고 유연한 제본 방식은 책을 덮거나 가방 끈으로 만들 때 보호막 역할을 하여 재료를 손상으로부터 보호합니다.
• 의료기기 하우징은 무균액의 배출을 가능하게 하는 역할을 합니다.

분할 리벳

분할 리벳

분할형 리벳은 삽입 시 넓어지는 분할형 생크를 특징으로 하여 사전 드릴링 없이도 섬유질 재료를 단단히 고정할 수 있습니다. 이 리벳의 갈고리는 45~60° 각도로 확장되어 최대 300파운드의 목재 인발력을 발생시키며, 자체 천공 기능으로 현장 설치가 용이합니다.

• 실내 장식 및 캔버스 텐트 제작 과정에는 천을 제자리에 고정하기 위해 프레임을 사용하는 것이 포함됩니다.
• 이 시스템은 필요에 따라 분해할 수 있는 나무 상자와 팔레트를 특징으로 합니다.
• 인장력은 가죽 벨트와 하네스를 통해 분산되며, 이는 응력 분포를 균일하게 유지합니다.

압축 리벳

압축 리벳 구성 요소

압축 리벳은 관형 본체와 견고한 스템으로 구성된 2부분 구조로, 이 두 부분이 끼워맞춤 방식으로 결합되어 생크 직경을 0.01~0.02인치 확장합니다. 이러한 설계는 표준 공구를 사용하여 균일한 체결 압력을 생성하므로 대량 생산 공정에 적합합니다.

• 이러한 소재는 핸드백과 같은 가죽 제품에 흔히 사용됩니다.
• 돛에 사용되는 섬유 보강재는 바람에 의한 전단력을 저항하는 역할을 합니다.
• 포장에는 개봉 여부를 확인할 수 있는 밀봉 끈이 포함되어 있습니다.

드라이브 리벳

드라이브 리벳 쌍

드라이브 리벳은 생크에서 돌출된 짧은 맨드릴을 사용하여 망치질 시 방사형 팽창을 발생시키도록 설계되어 공구를 빼낼 필요가 없습니다. 설치 과정에서 팝 리벳보다 40~50% 적은 힘이 필요하며, 맨드릴이 내부에 남아 최대 400파운드의 추가적인 전단 강도를 제공합니다.

• 건설 과정에서는 임시 합판 덮개 역할을 하는 거푸집을 제자리에 고정해야 합니다.
• 선박 갑판 부속품은 파도의 충격을 견뎌야 합니다.

플러시(카운터싱크) 리벳

플러시 리벳의 테이퍼형 헤드는 카운터싱크 홀에 완전히 밀착되어 재료 표면 밖으로 돌출되지 않으므로 매끄러운 표면을 형성합니다. 100° 각도는 변형 중에도 그대로 유지되며, 지지면은 접합면을 가로지르는 인장력에 대해 최대의 강도를 제공합니다.

• 항공기 외피는 천음속 비행 조건에서 항력을 줄이는 기능을 합니다.
• 자동차 트림 패널은 미적 통일성을 향상시킵니다.
• 자전거 프레임 디자인은 공기역학적 성능을 유지하면서 최소한의 재료를 사용하여 무게를 줄이는 것을 목표로 합니다.

마찰 잠금 리벳

멀티그립 블라인드 리벳

마찰 잠금 리벳의 잠금 칼라는 홈이 있는 핀의 축 방향 압축을 통해 100ksi를 초과하는 마찰 전단 저항을 생성합니다. 0.005~0.010인치의 끼워맞춤은 접착제 없이도 작동하는 진동 방지 고정 시스템을 제공합니다.

• 단측 접근만 가능한 경항공기 수리 작업에 사용됩니다.
• 미사일 외피는 발사 과정에서 발생하는 폭발력으로부터 미사일을 보호하는 역할을 합니다.
• 해상 시추 플랫폼은 염분이 많은 환경에 노출되어 부식에 취약합니다.

허크 리벳(록볼트)

허크 구조용 리벳

허크 리벳 시스템은 나사산 또는 홈이 있는 핀과 칼라를 사용하여 20~30ft-lbs의 토크를 가해 압착 잠금을 생성함으로써 힘을 고르게 분산시킵니다. 이 시스템은 다방향 안정성을 향상시키는 고정형 스템을 포함하는 설계를 통해 150ksi의 인장 강도를 달성합니다.

• 트럭 섀시 조립체는 과도한 비틀림 응력을 받습니다.
• 풍력 터빈 타워는 강력한 강풍을 견딜 수 있도록 설계되었습니다.
• 잠금 볼트는 높은 피로도를 받는 레일 조건에서 작동하는 철도 차량 연결 장치를 필요로 합니다.

폭발성 리벳

폭발성 리벳 내부에 있는 화약은 열이나 유도에 의해 점화되어 초속 1000~2000피트의 속도로 급속한 팽창을 일으켜 밀봉 연결을 형성합니다. 완전한 변형 과정은 수 ​​밀리초 내에 이루어지므로 위험하거나 외딴 지역에서 사용하기에 적합합니다.

• 유전 파이프라인 수리 과정은 구성 요소를 분해할 필요 없이 고압 상태에서 밀봉 연결을 만드는 것을 포함합니다.
• 이 시스템에는 원자로 격납 용기의 무결성을 유지하는 원자로 칸막이가 포함되어 있습니다.
• 인공위성의 태양광 패널은 시스템을 전개할 때 진공 상태에서 작동합니다.

리벳 벗기기

필 블라인드 리벳

맨드릴 파손으로 인해 필 리벳은 여러 개의 동심원 고리를 형성하며, 이 고리는 리벳 생크 층을 제거하여 연성 재료의 빈 공간을 채워 표준 블라인드 리벳에 비해 인발 저항을 50% 증가시킵니다. 이 리벳의 그립 범위는 재료 직경의 3배에 달합니다.

• 풍력 터빈 블레이드는 접합 공정을 통해 벌집형 코어에 부착된 복합 패널을 사용합니다.
• 자동차 내부 플라스틱 소재는 균열이 확산되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다.
• 깨지기 쉬운 세라믹 고정 장치는 특정 지점에 집중되는 힘을 분산시키는 기능을 합니다.

홈이 있는 리벳

홈이 있는 블라인드 리벳

홈이 있는 리벳의 생크에는 원형 톱니 모양의 홈이 있어 팽창 시 기판을 관통하여 다공성 재료에서 원래 강도의 2~3배에 달하는 강력한 마찰 결합을 형성합니다. 홈의 깊이는 0.005인치에 달하여 토크가 가해질 때 리벳이 회전하는 것을 방지합니다.

• 목재로 만들어진 구조용 보(beam)는 인발 저항력을 향상시키는 역할을 합니다.
• 유리섬유로 만든 보트 선체는 물이 배 안으로 들어오는 것을 막는 역할을 합니다.
• 발포 단열 패널은 저밀도 건축 구조물의 건축 자재로 사용됩니다.

멀티그립 리벳

멀티그립 블라인드 리벳

멀티그립 리벳은 단계별 맨드릴 파단 공정을 통해 점진적인 돌출부를 생성하여 균일한 체결력을 제공합니다. 전단 강도는 다양한 두께 범위에서 안정적으로 유지되므로 재고 요구량을 70%까지 줄일 수 있습니다.

• HVAC 코일 핀은 다양한 핀 간격 구성으로 작동합니다.
• 기기의 외피는 다양한 두께의 판금으로 제작됩니다.
• 태양광 패널의 프레임은 열팽창 요구 사항을 충족해야 합니다.

폐쇄형 리벳

폐쇄형 블라인드 리벳

밀폐형 리벳은 밀봉된 끝부분을 특징으로 하며, 설치 후 유체나 가스의 유입을 방지하는 밀봉재 역할을 하는 동시에 환경 요인으로부터 IP67 등급의 보호 기능을 제공합니다. 하우징 내부의 맨드릴은 인장 강도를 20% 향상시켜 최대 100psi의 압력 차이를 견딜 수 있도록 합니다.

• 방수 전자 장치는 해상 항해 시스템에 필수적인 구성 요소입니다.
• 연료 탱크 칸막이에는 휘발성 증기가 포함되어 있습니다.
• 의료용 튜브 커넥터는 멸균 상태를 유지하고 확인하는 데 사용됩니다.

구조용 블라인드 리벳

구조용 블라인드 리벳 세팅

구조용 블라인드 리벳의 맨드릴은 맞물림 시스템을 통해 제자리에 고정되며, 이 시스템 덕분에 한쪽에서만 접근하여 최대 200ksi의 볼트와 유사한 인장 강도를 얻을 수 있습니다. 또한, 이 리벳은 표준 직경보다 120% 더 큰 구멍도 메울 수 있어 제조상의 편차에 유연하게 대응할 수 있습니다.

• 교량 상판 보강 시스템은 차량 충돌 시 그 강도를 드러냅니다.
• 이 시스템은 크레인 붐의 일부로서 강풍으로부터 장비를 보호하는 역할을 합니다.
• 내진 설계용 건물 버팀대는 지진에 대한 복원력 시스템 역할을 합니다.

적합한 리벳 종류를 선택하는 방법

1. 부하 요구 사항 평가: 유한 요소 해석을 통해 설계에 필요한 전단, 인장 및 피로 요구 사항을 결정하고, 이를 바탕으로 솔리드 볼트 또는 록볼트 볼트를 선택합니다. 패스너의 종류 최소 안전 계수 1.5를 유지하면서 하중이 1000파운드를 초과할 경우.
2. 재료 호환성을 평가하십시오: 부식을 방지하기 위해 리벳 합금은 전기화학적 내력 시험을 통해 기판 재질과 적합해야 합니다. 스테인리스강은 가혹한 화학 환경에 가장 적합하며, 알루미늄은 비철 금속 재질에 적합합니다.
3. 그립 범위와 구멍 적합성을 확인하세요: 그립 범위 및 구멍 적합성 평가를 위해서는 전체 두께에 직경의 1.5배를 더한 돌출 길이를 측정해야 합니다. 두께 편차가 20%를 초과하는 경우, 생산에는 다양한 그립 변형이 필요합니다.
4. 설치 접근 권한 및 도구를 고려하십시오. 단면 작업에는 블라인드 리벳 선택이 필수적이지만, 사용자는 각 접합부당 10초 이내에 도구가 생산 요구 사항을 충족하는지 확인해야 합니다.
5. 환경적 요인을 고려하십시오: 선정 과정에서는 습도 및 200°C를 초과하는 온도 변화, 그리고 화학 물질 노출 환경에 적합한 밀폐형 또는 내식성 옵션을 요구합니다. ASTM F606 표준에 따라 테스트를 수행해야 합니다.
6. 비용 및 조립 효율성 검토: 초기 비용과 운영 효율성 사이의 균형을 평가해야 하는데, 튜브형 리벳은 저하중 고용량 생산 용도에서 변형 에너지를 40%까지 최소화하기 때문입니다.

주문 판금 제작

프로린텍은 자재 가이드, 검사 및 조립 서비스를 포함한 고품질 판금 가공 서비스를 제공합니다. 당사는 가공 및 제작 후 다양한 표면 마감 처리와 접합 방법을 제공하며, 여기에는 다음이 포함됩니다. 

• 리벳 팅
• 용접(레이저 용접 및 점 용접)
• 납땜
• 브레이징
• 볼팅 및 헴밍

지금 무료 견적을 요청하세요 또한 생산을 시작할 때 선택적으로 DFM 지원을 받을 수 있습니다. 

 

맺음말

리벳은 판금 가공에 중요한 역할을 하며, 열을 가하거나 재료에 손상을 주지 않고 패널과 금속판을 접합하는 표준적인 방법입니다. 구조적 안정성과 견고한 접합을 위해서는 적절한 종류의 리벳을 선택하는 것이 중요합니다. 다양한 종류의 리벳을 구분하여 진동 감쇠, 전단 강도 및 재질을 선택할 수 있으며, 이를 통해 접합부의 수명을 연장하고 마모와 충격에 대한 내구성을 확보할 수 있습니다.

 

FAQ

리벳은 무엇에 사용되나요?

리벳은 재료를 영구적으로 접합하는 데 사용됩니다. 판금 가공, 항공우주 분야, 자동차 패널 등에 널리 사용되며, 강력하고 진동 없는 연결을 제공합니다. 

리벳팅과 용접의 차이점은 무엇인가요?

가장 큰 차이점은 리벳팅 vs 용접 접합 방식에는 여러 종류가 있습니다. 리벳은 열이나 직접적인 재료 변형 없이 기계적으로 재료를 접합하는 반면, 용접은 열을 이용하여 재료를 열적으로 융합합니다.