스테인리스 스틸 튜브 굽힘: 전문가 가이드

스테인리스 스틸은 제조 분야에서 가장 널리 사용되는 소재 중 하나입니다. 따라서 스테인리스 스틸 튜브 굽힘 가공은 다양한 용도의 금속 부품을 생산하는 일반적인 성형 공정입니다. 엔지니어와 설계자는 이를 시스템 배관 및 튜브 제작에 있어 중요한 작업으로 간주합니다. 하지만 올바른 방법을 숙지해야 합니다. 금속 굽힘 공정.

일부 고급 스테인리스 스틸 소재의 사용이 증가함에 따라 가공이 복잡해지고 있습니다. 따라서 강관 굽힘 가공 방법을 이해하는 것이 매우 중요합니다. 이 글에서는 강관 굽힘 가공의 가장 효율적인 방법을 소개합니다. 또한, 공정을 최대한 활용할 수 있도록 도와드리겠습니다.

스테인리스 스틸 튜브 굽힘의 기본 및 과제

맞춤형 프로토타입 제작에 강철을 사용하는 것은 어려울 수 있습니다. 강철은 매우 단단한 금속 소재이기 때문입니다. 하지만 연성과 전성이 뛰어나 다양한 공정을 통해 다양한 모양으로 쉽게 성형할 수 있습니다. 금속 굽힘 공정은 강철 파이프를 다양하고 유용한 모양으로 가공하는 데 도움이 되는 공정입니다.

스테인리스 스틸을 다양한 모양으로 구부릴 수 있습니다. 하지만 이 기술은 특수 공구를 사용하여 많은 압력을 가해야 할 수 있습니다. 스테인리스 스틸 소재를 구부릴 때는 굽힘 작업의 난이도가 더 높은 점에 초점을 맞춥니다. 이러한 난이도는 일반적으로 파이프의 두께에 따라 달라집니다.

두꺼운 벽의 튜브는 일반적으로 굽힘 시 더 큰 압력이 필요합니다. 또한, 특정 튜브의 크기와 모양에 따라 특수 굽힘 장비가 필요할 수 있습니다. 또한, 스테인리스 스틸 튜브를 굽힐 때 스프링백 위험이 상당히 높습니다.

스테인리스 스틸 튜브를 구부리는 방법

스테인리스 스틸 튜브는 작업하기 어렵습니다. 하지만 몇 가지 방법을 사용하면 작업을 간소화할 수 있습니다. 이 섹션에서는 가장 효율적인 방법을 사용하여 스테인리스 스틸 튜브를 굽히는 방법을 설명합니다.

맨드렐 튜브 벤딩

회전식 드로 튜브 벤딩 머신은 일반적으로 금속 튜브의 맨드렐 벤딩에 사용됩니다. 맨드렐은 벤딩 공정 동안 튜브의 형상을 유지하는 데 사용되는 도구입니다. 맨드렐에는 벤딩 공정 동안 튜브가 굽힘 부위 내에 유지되도록 추가 구형 강철이 포함될 수 있습니다.

맨드렐 튜브 굽힘을 위한 설정에는 다음이 포함됩니다.

압력 다이: 압력 다이는 강관의 접선 부분 또는 직선 부분을 고정합니다.

클램핑 다이: 클램핑 다이는 강관을 굽힘 다이 주위로 회전시킵니다.

맨드렐: 맨드럴은 굽힘 부분에서 강관의 내부를 지지하며, 일부 관절 볼을 포함할 수 있습니다.

스크레이퍼 다이: 스크레이퍼 다이는 내경의 접선점 이전에 튜브와 접촉합니다. 스크레이퍼 다이는 내경의 주름 발생을 방지하기 위해 작업물을 닦아냅니다.

맨드럴 튜브 굽힘은 스테인리스강 튜브 굽힘 공정에서 가장 중요한 부분입니다. 특히 더 작은 반경이 필요한 경우에 더욱 그렇습니다. 스테인리스강 튜브의 반경 굽힘 방법을 결정할 때는 맨드럴 튜브 굽힘 공정을 사용해야 합니다. 이 방법은 타원도와 두께 감소를 가장 효과적으로 제어할 수 있습니다.

내경(ID)에 맨드렐을 사용하면 굽힘 가공 시 재료 흐름을 원활하게 하는 데 도움이 됩니다. 마찬가지로 압축 금형은 외경(OD)을 지지합니다. 이러한 구성 요소는 금속 굽힘 작업 중 튜브의 외경과 내경을 일정하게 유지하는 데 함께 작용합니다. 맨드렐 튜브 굽힘은 가장 흔한 굽힘 문제, 특히 스프링백을 방지하는 데 도움이 됩니다. 또한, 구김, 납작함, 꼬임 현상도 방지합니다.

3롤 롤러

롤 벤딩 또는 앵글 벤딩은 대형 가공물에 적합한 방법입니다. 일반적으로 피라미드 형태로 배열된 세 개의 롤로 구성됩니다. 또한, 단면 크기에 따라 수직 또는 수평 밀링 방향을 사용할 수 있습니다. 롤러를 움직여 크고 정의된 반경을 형성할 수 있습니다.

기계는 어느 롤러가 어느 쪽으로 움직일지 결정합니다. 파이프나 튜브의 반경은 중앙 롤의 위치에 따라 결정됩니다. 일부 기계에는 정확한 각도를 얻기 위해 위아래로 움직이는 상단 롤이 있습니다. 어떤 기계에서는 하단 두 롤이 움직이는 반면 상단 롤은 고정되어 있습니다.

제조업체는 종종 롤 벤딩을 사용하여 나선형을 만듭니다. 작업자는 튜브를 매 회전마다 들어 올려 연속적인 코일을 만들 수 있습니다. 이 경우, 공작물은 직경만큼 떨어진 큰 반경을 가져야 합니다. 그러나 코일 간격이 넓은 경우, 추가 롤러가 필요합니다. 이 롤러는 코일 형성 중에 튜브를 바깥쪽으로 안내하는 데 도움이 됩니다.

로터리 드로우 벤딩

이 방법은 맨드렐 튜브 굽힘 공정과 유사하지만 맨드렐이 없습니다. 이 방법은 튜브 구성품의 정확도를 높이고 변형 없이 복잡한 블렌딩을 가능하게 합니다. 이 금속 굽힘 공정은 일반적으로 기계를 지지하기 위해 고정구를 사용합니다.

고정 장치는 튜브를 튜브의 반지름과 같은 모양으로 당깁니다. 이 기술을 사용하면 드로우 벤딩을 통해 튜브를 예각으로 구부릴 수 있습니다. 또한, 뛰어난 정확도와 일관성을 유지할 수 있습니다.

회전식 드로우 벤딩은 구조용 프레임과 기계류의 관형 부품을 제작하는 제조업체에서 흔히 사용하는 공정입니다. 롤 케이지, 자전거 핸들, 핸드레일 등이 그 예입니다.

압축 굽힘

압축 굽힘은 스테인리스 스틸 튜브를 굽히는 효과적인 방법입니다. 이 방법은 압축 다이를 사용하여 고정된 굽힘 다이 주위로 소재를 굽힙니다. 시스템은 먼저 튜브를 뒤쪽 절단 지점 뒤에 고정합니다. 그런 다음 압축 다이가 작업물을 굽힘 다이에 "압축"합니다.

압축 굽힘은 대칭형 가공물에 가장 효과적입니다. 이러한 튜브는 양쪽 굽힘이 비슷합니다. 두 개의 굽힘 헤드가 있는 기계를 사용하면 이러한 튜브를 한 번에 굽힐 수 있습니다. 따라서 곡선의 진원도가 가장 중요한 요소가 아닐 때 이 방법을 사용할 수 있습니다.

생산을 늘리면서 비용을 절감해야 할 때 압축 굽힘 가공은 속도와 경제성 측면에서 유리합니다. 그러나 중심선 반경(CLR)이 굽힘 직경의 두 배 미만인 튜브에는 이 방법을 권장하지 않습니다. 즉, 1인치 굽힘 가공 시 적절한 굽힘 품질을 위해서는 최소 2인치의 중심선이 필요합니다.

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스테인리스 스틸 튜브 굽힘에 대한 고려 사항

강관 굽힘 가공 방법을 결정할 때 고려해야 할 여러 가지 구조적 문제와 측면이 있습니다. 그중 가장 중요한 사항은 다음과 같습니다.

굽힘 반경

강관 굽힘 가공에는 더 작은 반경이 필요한 경우가 많습니다. 대부분의 경우, 굽힘된 강관의 외벽이 얇아지면 굽힘된 강관의 변형이 발생합니다. 맨드렐을 지지대로 사용하면 이러한 변형을 방지할 수 있습니다. 이는 맨드렐 굽힘 가공이 이 경우에 가장 신뢰할 수 있는 방법임을 보여줍니다.

때로는 반경을 작게 하면 강재가 탄성 한계를 초과하게 됩니다. 이는 일반적으로 주름이나 융기 등의 변형으로 이어집니다. 이러한 경우에는 3롤 벤딩이나 회전식 드로우 벤딩이 선호됩니다.

또한, 굽힘 반경이 작을수록 더 정밀한 힘 적용이 필요한 경우가 많습니다. 튜브의 내경과 두께에 따라 180도 굽힘이 가능합니다. 그러나 구조적 무결성과 내부 형상을 유지하기 위해 더 큰 "U"자 모양이 필요할 수 있습니다.

항복 강도

항복 강도는 스테인리스 스틸 튜브를 굽힐 때 고려해야 할 또 다른 중요한 요소입니다. 항복 강도는 스프링백 발생 가능성을 높이는 강의 특성 중 하나입니다. 항복 강도가 높은 재료는 탄성 변형률이 더 높습니다. 이러한 재료는 항복 강도가 낮은 재료에 비해 스프링백도 더 큽니다.

따라서 강재를 굽히기 전에 먼저 항복 강도를 계산해야 합니다. 각 굽힘은 적절한 변형률을 생성합니다. 따라서 항복 강도는 예상되는 정확한 변형률과 비교하여 검증되어야 합니다.

재료 두께

스테인리스 스틸 튜브를 굽힐 때 재료 두께의 변화는 중요한 문제입니다. 제조업체가 정밀한 굽힘 공차를 달성하기 위해 노력할 때 두께 변화는 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 다양한 스테인리스 스틸의 두께를 평균값으로 논의하는 것이 일반적이지만, 실제 재료 두께는 특정 범위 내에 있습니다.

결과적으로, 미세한 두께 변화도 굽힘 각도에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 특히 엄격한 공차가 요구되는 경우, 이는 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 맞춤형 튜빙 제작 시 특정 소재는 다른 소재보다 더 큰 굽힘력이 필요할 수 있다는 점을 인지하는 것이 중요합니다. 두꺼운 스테인리스강은 얇은 스테인리스강보다 더 큰 굽힘력이 필요합니다.

지정된 반경 내에서 두꺼운 재료를 구부리면 얇은 재료를 구부릴 때보다 더 큰 변형이 발생합니다. 튜브의 벽이 두꺼울수록 더 큰 압력을 견딜 수 있습니다. 마찬가지로, 파이프 벽이 얇을수록 구부릴 때 파손될 가능성이 더 높습니다.

따라서 재료의 불일치와 변형을 방지하기 위해 굽힘 강도를 정확하게 설정하는 것이 좋습니다. 즉, 적절한 공정을 선택하고 기계를 올바르게 구성해야 합니다.

용접 및 이음매 없는 강관

이음매 없는 강관과 용접 강관 모두 굽힘 가공이 가능합니다. 그러나 이음매 없는 강관은 필요한 반경이 작을 때 더 잘 굽혀집니다. 반면 용접 파이프는 벽이 얇기 때문에 대구경 적용에 더 적합합니다. 용접 파이프의 이음매는 굽힘의 일관성에 영향을 미칠 수 있습니다. 이는 파이프에 응력 집중점이 생성되기 때문입니다.

응력 집중으로 인해 용접 강관의 작동 압력은 이음매 없는 강관보다 20% 낮습니다. 또한, 용접 이음매 형성 오류 가능성도 고려해야 합니다. 이로 인해 강관의 라운딩이 정확하게 이루어지지 않아 용접 강관이 제대로 굽혀지지 않을 수 있습니다.

스테인리스 스틸 파이프 굽힘 반경

강관의 굽힘 반경은 중심선으로부터 측정한 반경입니다. 굽힘 반경 측정 도구는 벤더마다 다르지만, 가장 일반적으로 사용되는 튜브 벤더는 정확한 경험 법칙을 따릅니다.

표준 인장 굽힘 반경은 2 x D입니다.

이는 직경 20mm 튜브의 경우 40mm의 굽힘 반경이 필요함을 나타냅니다. 더 작은 굽힘 반경(½ x D)도 가능합니다. 그러나 2 x D보다 작은 굽힘 반경은 일반적으로 비용이 더 많이 듭니다.

최소 굽힘 반경 7 x D

재료 특성과 벽 두께는 최소 굽힘 반경에 영향을 미칩니다. 따라서 7 x D 규격을 준수하는 것이 기술적으로 안전합니다. 또한 굽힘 반경에 더 큰 공차를 적용하는 것이 좋습니다.

스테인리스 스틸 튜브의 적용

스테인리스 스틸 튜브는 조립이 간편하여 다양한 용도로 사용됩니다. 또한 고온 및 고압과 같은 혹독한 환경을 견딜 수 있습니다. 이러한 특성은 스테인리스 스틸이 특정 분야에서 가치를 지니는 이유 중 하나입니다.

예를 들어, 자동차 산업에서 CNC 기계는 스테인리스 스틸 튜브를 사용하여 고품질 머플러를 생산할 수 있습니다. 이는 튜브를 통과하는 고압을 견딜 수 있기 때문입니다.

스테인리스 스틸은 의료 기기, 태양광 패널 프레임, 산업 기계, 전기 배선 등에도 사용됩니다. 강철 튜브는 다양한 모양과 두께로 제작될 수 있어 그 활용도가 더욱 높아집니다.

스테인리스 스틸 튜브는 다양한 가전제품, 난방, 급수 및 배관 시스템에 사용됩니다. 이 다재다능한 소재는 거의 모든 산업 분야에서 활용될 수 있습니다. 여기에는 항공우주, 자동차, 기술, 전기, 건설, 식음료 등이 포함됩니다.

요약

앞서 언급했듯이 강관은 다양한 산업 및 용도에 적합합니다. 또한, 첨단 기계와 현대적인 공법의 등장으로 강관 벤딩의 정밀도가 향상되었습니다. 따라서 적절한 재료, 기술 및 장비를 선택하면 이상적인 강관 벤딩을 얻을 가능성이 높아집니다.

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자주 묻는 질문

스테인리스 스틸 튜브를 구부리는 것은 얼마나 어렵습니까?

강관 소재의 경도 때문에 굽힘 가공은 상당히 어려울 수 있습니다. 하지만 적절한 제작업체를 선택하고 작업 절차와 도구에 대한 충분한 지식을 갖추면 전체 공정을 더욱 원활하게 진행할 수 있습니다.

맨드럴 강관 굽힘이 롤 굽힘보다 더 나은가요?

어떤 방법을 사용할지는 굽힘 요구 사항에 따라 달라집니다. 맨드렐 굽힘은 납작함, 주름, 꼬임 현상을 방지하기 위해 작은 반경의 굽힘 작업에 적합합니다. 반면, 롤 굽힘은 반경이 크고 가는 튜브에 가장 적합합니다.

스테인리스 스틸 튜브의 적용 분야는 무엇입니까?

많은 회사에서 스테인리스 스틸 튜브를 다양한 용도로 사용합니다. 스테인리스 스틸 튜브는 가전제품, 자동차 및 항공기 부품, 전자 제품, 배관 시스템, 의료기기 등 광범위한 분야에 사용됩니다.