금속 버(burr)란 무엇인가? 종류, 원인 및 대책

금속 버

금속 버(burr)는 가공 과정에서 발생하는 결함으로, 보기에 좋지 않을 뿐만 아니라 안전상의 위험을 초래하기도 합니다. 이는 가공 또는 절단 과정에서 재료가 소성 변형되면서 가공된 모서리에 형성됩니다. 

금속 버는 가공 공정, 재료의 종류, 공구의 종류 및 품질에 따라 발생할 수 있습니다. 이러한 가공 문제를 해결하려면 날카롭고 품질 좋은 가공 공구를 사용하는 등 해당 부분을 최적화해야 합니다. 

거의 모든 금속 가공 공정에서는 어떤 형태로든 버(burr)가 발생합니다. 따라서 부품 가공을 의뢰하기 전에 서비스 제공업체가 버 및 관련 공정 문제를 어떻게 처리하는지 알아보는 것이 중요합니다. 

가공 중 발생하는 버(burr)의 원인부터 해결 방법까지, 버 발생의 기본 원리를 이해하는 것이 가장 좋은 출발점입니다. 더 자세한 내용은 계속 읽어보세요. 프로린테크. 

 

버(Burr)란 무엇인가요? 금속 가공에서 버(Burr)는 어떤 역할을 하나요?  

금속에 생기는 버(burr)는 선삭, 레이저 절단, 드릴링과 같은 기계 가공 작업 후에 생기는 날카롭고 불필요한 모서리 또는 돌출된 부분을 말합니다. 이러한 돌출부는 절삭 공구가 재료를 정확하게 제거하는 대신 변형될 때 발생할 수 있습니다. 또한 가공 공정 매개변수가 공작물 재료를 깨끗한 절삭 한계 이상으로 밀어붙일 때도 이러한 결함이 발생합니다.

 

금속 버는 어떻게 형성될까요? 제조 공정

금속 버는 밀링, 선삭, 드릴링을 포함한 기계 가공 공정부터 판금 가공 공정에 이르기까지 다양한 금속 제조 공정에서 발생합니다. 금속 스탬핑 공정. 

특히 알루미늄이나 구리와 같은 무른 재료는 단단한 재료보다 기계 가공이나 판금 가공 과정에서 버(burr)가 발생할 가능성이 더 높습니다. 이러한 금속들은 가공 과정에서 완벽하게 파손되기보다는 변형되는 경향이 있습니다. 

버 형성 

 

금속 버의 종류

장점 판금 펀칭 및 스탬핑 절단 버, 포아송 버, 롤오버 버, 찢어짐 버, 열 버 등 다양한 유형의 버에 대한 복잡한 특성을 이해해야 합니다. 이러한 버는 각각 고유한 방식으로 생성되며, 일반적으로 재료가 변형되는 과정에서 나타나는 차이에 그칩니다. 아래 논의에서 볼 수 있듯이, 일부 파괴 현상에는 금속 분리, 측면 변형, 모서리 굽힘, 불완전 파손 또는 용융 및 응고가 포함됩니다. 

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.

버를 잘라내다 

절단 버

선반 가공 시 절단 또는 분할 작업에서 흔히 발생하는 버(burr) 현상입니다. 버는 절삭 공구로 부품을 분리한 후 남은 여분의 재료 조각으로 나타납니다. 

포아송 버 

포아송 버는 연성 재료와 관련이 있으며 일반적으로 가장자리를 따라 형성됩니다. 이 문제의 구체적인 원인은 재료 가장자리의 소성 변형, 특히 측면 변형입니다. 

롤오버 버

롤오버 버는 주로 드릴링, 밀링, 슬로팅 가공에서 발생하며, 재료가 곡선으로 접힌 형태로 나타납니다. 

눈물 버 

절삭이 완전히 이루어지지 않고 성형 과정에서 가공 부품 측면에 미세한 버(burr)가 발생합니다. 이러한 버는 주로 다음과 같은 부위에서 발견됩니다. 판금 구멍 뚫기 작업. 

열 버

열 버

슬래그라고도 불리는 이러한 금속 버는 용접, 플라즈마 절단 또는 레이저 절단 작업에서 용융 금속이 경화된 후 형성됩니다. 이는 모재가 식은 후에 나타납니다. 이러한 결함을 제거하는 좋은 방법은 와이어 브러시로 문질러 제거하는 것입니다. 

 

금속 버를 제거하는 것이 왜 중요할까요? – 금속 버의 영향

판금 절단 및 관련 공정에서 발생하는 금속 버는 제거해야 합니다. 제거하지 않고 방치할 경우 가공 부품의 품질은 물론 전체적인 사업 운영에 여러 가지 악영향을 미칠 수 있기 때문입니다. 안전, 조립 정밀도, 기능, 제품 외관, 생산 효율성 등에 모두 영향을 미칩니다. 

부품 기능 및 조립 방해

버(burr)는 부품 및 구성 요소의 기능에 지장을 줄 수 있습니다. 아주 작은 버라도 부품의 정렬 불량이나 맞춤 불량을 유발할 수 있으며, 이는 기능과 성능에 심각한 악영향을 미칠 수 있습니다. 

안전 문제

금속 버는 날카로운 모서리를 가지고 있어 최종 사용자든 기계공이든 쉽게 부상을 입힐 수 있습니다. 

제품 미학 

버(burr)는 미관상 좋지 않기 때문에 부품의 심미적 가치를 쉽게 떨어뜨릴 수 있습니다. 미관을 중시하는 산업 분야에서는 버가 있는 부품을 사용하지 않을 수도 있습니다. 

비용이 많이 드는 부품 불량 또는 재작업

항공우주, 의료 및 기타 고위험 산업에서는 작은 실수 하나가 치명적일 수 있습니다. 단 하나의 버(burr)라도 있는 부품은 값비싼 불량품 발생이나 재작업으로 이어질 수 있습니다. 이러한 산업에서는 안전을 조금이라도 소홀히 여길 수 없습니다. 

생산 효율 저하 

버 제거 작업은 제조 공정에 더 많은 시간을 소요하게 하고, 이는 비용 증가로 이어집니다. 결과적으로 공정의 비용 효율성이 저하됩니다. 

 

금속 버(burr) 제거 방법 및 도구

디버링 전후

디버링 금속 버 제거는 수동 마무리, 펀치 디버링, 홀 디버링, 브러싱, 전기화학적 제거, 텀블링, 연삭, 롤링 및 열처리 등의 방법을 통해 가능합니다. 이러한 각 방법에는 디버링 나이프, 줄, 사포와 같은 특정 금속 버 제거 도구가 필요합니다. 금속 펀칭 기계, 스핀들에 장착된 절삭 공구 및 전극.

다음은 해당 방법과 도구에 대한 설명입니다.

수동 마무리/디버링 

이는 사포나 기타 수동 도구를 사용하여 가공 과정에서 발생하는 버를 제거하는 일반적인 전략입니다. 이 범주에 속하는 방법은 다음과 같습니다.

• 수동 브러싱
• 사포 사용
• 휴대용 전동 공구
• 버 커팅 나이프

수동 디버링

수동 디버링의 장점

• 저비용 방식
• 다목적 

수동 디버링의 단점

• 소규모 가공 작업에만 적합합니다.

• 버(burr) 절삭 결과가 일관되지 않음
• 시간이 많이 걸리는 
• 복잡한 기하학에는 적합하지 않음

기계적 방법

이러한 방법들은 연마재나 물리적 힘을 이용하여 부품의 버(burr)를 제거합니다. 이러한 공정에는 연삭, 브러싱, 텀블링(배럴 피니싱), 롤링, 진동 피니싱, 홀 디버링 등이 포함됩니다. 펀칭 애플리케이션. 이러한 기계적 방법과 기타 옵션(전기화학적, 열적, 자동화된 방법)은 수동 디버링의 단점을 해결합니다. 

다음은 기계 기술에 대한 자세한 내용입니다.

연마 

연삭은 회전하는 연마 휠을 사용하여 재료에서 버(burr)를 제거하는 공정입니다. 이 방법은 단단한 재료를 포함하여 모든 표면과 모서리를 매끄럽게 만드는 데 적합합니다.

칫솔질 

디버링 브러시는 회전하는 디스크에 얇은 와이어 또는 금속 필라멘트가 달려 있습니다. 디스크가 회전하면서 와이어 또는 필라멘트가 공작물 모서리의 버를 제거합니다. 브러싱은 균일성이 떨어지지만 비용이 저렴하고 작업 속도가 빠르다는 장점이 있습니다. 

텀블링(배럴 피니싱) 

텀블링은 배럴이나 드럼 안에서 연마재와 함께 가공할 부품을 회전시켜 버를 제거하는 기계적 기술입니다. 제조업체들은 비용 효율성 때문에 이 버 제거 방식을 매우 선호합니다. 

텀블러 설치

텀블링 공정은 버(burr)를 제거하는 것 외에도 부품을 연마하는 효과도 있습니다. 특히 표면 마감과 같은 맞춤형 결과를 얻기 위해 연마재에 특수 연마재를 혼합하여 사용합니다. 배럴 텀블링은 다음 중 하나입니다. 젖은 텀블링 유형 또는 건식 텀블링 물 사용 여부에 따라 종류가 달라집니다. 

구르는 

롤링 공정에서는 버(burr)가 있는 부품을 강력한 롤러 사이로 통과시켜 버를 평평하고 매끄럽게 만듭니다. 이 방법은 부품 변형이 바람직하지 않고 일정한 압력이 요구되는 경우에 적합하며, 주로 판금 버 제거에 사용됩니다.  

진동 마감 

진동식 디버링

진동 연마 또는 디버링은 부품을 챔버에 넣고 진동시키는 공정입니다. 챔버는 댐퍼 또는 스프링에 연결되어 있으며, 이 장치들이 진동 메커니즘과 기초를 분리합니다. 진동 발생원은 중심에서 벗어난 회전추입니다. 진동식 디버링 장비에는 홈형 장비와 원형 볼형 장비 등 다양한 설계 방식이 있습니다.

홀 디버링

구멍 디버링

홀 디버링은 가공된 구멍의 내부 표면에서 버(burr)를 제거하는 기술입니다. 이 작업에는 끝이 뾰족한 특수 공구가 사용됩니다. 이 공정은 간단하고 비용이 저렴하며 빠르지만, 구멍에만 적합합니다.  

펀치 디버링

이름에서 알 수 있듯이 펀치 디버링은 다이 또는 펀치를 사용하여 공작물에서 버(burr)를 제거하는 공정입니다. 이러한 기계적 방법은 기본 원리에 기반합니다. 금속 펀칭 공정일반적으로 사이즈 조절 다이와 블랭킹 다이가 포함됩니다. 수동 디버링보다 생산성과 효율성이 훨씬 뛰어나지만, 단순한 형상으로 제한되고 특수 공구가 필요하다는 점이 우려 사항입니다. 

기계식 디버링의 장점

• 소재 및 복잡성의 다양성
• 더 높은 정밀도 
• 생산성 향상을 위해 자동화가 가능합니다.
• 상대적으로 빠른 방법이며, 특히 중대형 규모 처리에 적합합니다.

기계식 디버링의 단점

• 표면 변형을 방지하려면 적절한 관리가 필요합니다.
• 공구 마모로 인한 유지 보수 비용
• 얇거나 섬세한 부품에는 적합하지 않습니다.

전기화학적 디버링(ECD)

전기화학적 디버링은 전해액을 사용하여 버(burr)를 제거하는 공정입니다. 공작물은 양극 역할을 하고, 공구는 음극 역할을 합니다. 전기분해는 버가 있는 부위에 집중적으로 일어납니다. 전해액이 두 단자 사이에서 전하를 이동시키면서 버 제거 공정이 진행됩니다. 전기화학적 버 제거는 복잡한 형상이나 전도성이 높고 가공하기 어려운 재료에서 버를 제거하는 데 매우 효과적입니다. 

전기화학적 디버링의 장점

• 복잡한 형상과 접근하기 어려운 영역에 적합합니다.
• 열 변형 및 기계적 스트레스가 없음
• 기본 금속에는 영향을 미치지 않습니다.
• 매우 정확하다 

전기화학적 디버링의 단점

• 높은 수준의 기술 전문성이 필요합니다.
• 높은 초기 비용

열 디버링

열 디버링은 고온 연소를 통해 부품 표면의 버(burr)를 녹여 제거하는 공정입니다. 이 기술은 열에너지를 이용하여 열 충격파를 발생시켜 표면의 결함을 기화시킵니다. 

열 디버링

가공물의 다른 부분의 표면적 대 질량비가 낮고 노출 시간이 짧기 때문에 증발의 영향을 받는 부분은 버(burr)뿐입니다. 일반적으로 열 디버링은 산화되기 쉽고 전도성이 낮은 재료에 권장됩니다. 

열 디버링의 장점

• 상대적으로 짧은 주기 시간
• 복잡한 부품에서도 균일한 제거 또는 버(burr) 발생 방지
• 다양한 표면과 통로의 다중 디버링

열 디버링의 단점

• 높은 설치 비용
• 열에 민감한 부품/재료에는 적합하지 않습니다.
• 2차 세척이 필요할 수 있습니다. 

자동 디버링 기술

자동 디버링 방법은 대량 생산 부품에 적합합니다. 이 범주에 속하는 기술로는 전기화학적 디버링, 열 디버링, 진동 디버링, 텀블링 디버링, 선형 디버링, 극저온 디버링 등이 있습니다. 자동화는 주로 앞서 논의된 기술들에 추가되는 방식입니다. 이러한 전략의 이점은 다음과 같습니다. 판금 절단 일정한 온도, 압력, 사이클 시간 및 공구 경로 덕분에 표면 조도가 향상되고 공정 반복성이 개선됩니다. 

자동 디버링의 장점

• 품질 및 재현성 향상
• 더 높은 생산 속도
• 최신 생산 라인과 쉽게 융합됩니다.
• 다양한 디버링 요소의 정밀한 제어가 가능합니다. 

자동 디버링의 단점

• 높은 초기 투자
• 대량 생산에만 경제적입니다. 
• 장비 교정 및 유지보수를 위해서는 숙련된 인력이 필요합니다.

금속 버(burr) 발생 방지 및 제어 방법 

금속 버 제어에 효과적인 전략은 날카로운 절삭 공구 사용, 가공 이송 속도 및 매개변수 최적화, 적절한 냉각수 사용, 제조 공정에서의 디버링 기술 적용과 같은 측면을 포함합니다. 그 외에도 버(burr) 발생을 줄이는 기능을 갖춘 부품 설계, 엄격한 품질 관리 조치 시행, 공구 및 가공 정밀도를 보장하는 예방적 기계 유지 보수 작업 등을 중점적으로 추진해야 합니다. 

아래에서 해당 전략에 대해 자세히 설명합니다.

품질 절단 도구

고품질 절단 

금속 버 발생을 방지하는 데 적합한 가공 도구는 날카롭고 적절하여 정확도를 보장하는 도구이며, 이상적으로는 한 번에 정확하게 가공할 수 있어야 합니다. 반대로 무디거나 휘거나 부러진 도구는 버 발생을 더욱 촉진합니다. 

최적화된 이송 속도 및 절삭 매개변수

공구 품질을 향상시키기 위해서는 금속 버 발생을 방지하기 위해 절삭 매개변수와 이송 속도를 최적화해야 합니다. 최적화란 절삭 깊이, 날 맞물림, 절삭 속도 등 각 가공 작업에 맞게 미세 조정하는 것을 의미합니다.

최적화된 절삭 매개변수

최적화의 이점으로는 열 발생 최소화 및 절삭력 감소가 있으며, 이는 결과적으로 치수 정확도 향상으로 이어집니다. 

냉각수 사용

절삭유의 종류와 유량을 적절하게 조절하는 것은 마찰과 열 발생을 줄여 버(burr) 발생을 방지하는 데 매우 중요합니다. 또한, 절삭유를 올바르게 사용하면 공구 마모를 최소화하는 데 특히 효과적입니다. 

기계 예방 정비

CNC 가공 장비와 공구를 정기적으로 유지보수하면 버(burr) 발생을 예방할 수 있습니다. 작업자는 무뎌진 공구, 정렬 불량, 마모된 부품, 파손된 부품과 같은 문제를 사전에 해결해야 합니다.  

버(burr) 발생 최소화 설계 특징

부품 설계자는 버(burr) 발생 방지에 중요한 역할을 담당해야 합니다. 제조 공정마다 버 발생 가능성에 미치는 영향이 다르다는 점을 인지하고 있어야 합니다. 설계 시에는 부품의 위치, 절삭 방향, 응력 분포 및 관련 요소들을 고려해야 합니다.  

디버링 기술

때로는 버(burr)가 불가피한 경우가 있습니다. 예를 들어 매우 단단한 재료를 가공하거나 복잡한 형상을 가공할 때 그렇습니다. 이러한 경우, 여기에 설명된 버 제거 기술이 유용하게 사용될 수 있습니다.  기계적, 열적, 전기화학적 또는 수동 디버링 방법을 막론하고, 작업장은 고품질 CNC 가공 또는 제작 부품만이 고객에게 전달되도록 효과적인 디버링 방법을 적용해야 합니다. 

엄격한 품질 관리 

마지막으로, 전문 CNC 가공 업체는 철저한 품질 관리 시스템을 통해 고객에게 부품에 버(burr)가 발생하지 않도록 보장합니다. 만약 버가 발견될 경우, 여러 차례의 검사를 통해 해결합니다.

결론적으로

상어 이빨처럼 금속 버는 살을 베어낼 수 있습니다. 거의 모든 금속 절삭 공정에서 발견되는 이러한 결함은 부품의 기능과 가치에도 영향을 미칩니다. 다행히 이 글에서 설명한 것처럼 이러한 문제를 해결할 방법이 있습니다. 

CNC 가공 부품 도면에 금속 버 제거에 대한 세부 사항이 포함되어 있다면 잘하셨습니다. 그렇지 않다면, 이 글을 통해 다음 가공 프로젝트에서 고려해 볼 만한 사항을 알게 되셨을 것입니다. 저희 전문가들은 금속 버(burr) 제거를 비롯한 모든 일반적이고 특수한 문제들을 완벽하게 처리하여 고객님의 프로젝트를 성공적으로 이끌어 드릴 준비가 되어 있습니다. 

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