금속 스탬핑은 평평한 금속판으로 복잡한 부품과 구성품을 제조하는 방법입니다. 정밀 엔지니어링에 의존하는 산업은 다양한 유형의 금속 스탬핑과 그 사용 방법을 모두 이해해야 합니다. 금속 스탬핑 프레스는 특수 공구와 다이를 사용하여 판금을 성형하고 절단하는 가공 기계입니다.
금속 스탬핑에는 크게 프로그레시브 다이 스탬핑, 컴파운드 스탬핑, 트랜스퍼 다이 스탬핑, 4슬라이드 스탬핑 등 4가지 유형이 있습니다. 각 공정은 서로 다른 장점을 가지고 있으며, 다양한 요구 사항에 맞는 금속 가공 부품을 생산하는 데 적합합니다.
목차
금속 스탬핑의 4가지 유형
프로그레시브 다이 스탬핑
프로그레시브 다이 스탬핑은 대량 생산 방식입니다. 코일에서 꺼낸 금속 스트립은 여러 개의 성형 다이를 자동으로 통과합니다. 각 다이는 블랭크를 가공하여 부품을 최종 형상에 더욱 가깝게 만듭니다.
소재가 최종 정지점에 도달하면 완제품이 금속 스트립에서 분리됩니다. 동시에, 새로운 금속판이 첫 번째 패스를 위해 프로그레시브 다이의 시작 부분에 들어갑니다. 각 다이 스테이션의 위치 구멍에 가이드 핀을 밀어 넣으면 프로그레시브 다이는 매번 동일한 부품을 생산합니다.
복합 스탬핑
복합 스탬핑은 와셔와 같은 단순한 평면 금속 부품을 제작하는 방법입니다. 또한 씰, 고정구, 쉴드, 배플, 프레임 등 공차가 작은 복잡한 부품도 제작할 수 있습니다.
다른 스탬핑 방식보다 한 번에 더 많은 절단, 펀칭, 굽힘 가공을 할 수 있습니다. 따라서 중대형 생산에 비용 효율적입니다. 속도는 부품 크기에 따라 달라집니다.
이 방식은 반복성이 높은 간단한 부품을 빠르게 제작하는 데 적합하지만, 복잡한 패턴에는 적합하지 않을 수 있습니다. 이 경우, 점진적 스탬핑 방식이 더 효과적입니다.
전사 다이 스탬핑
전사 다이 스탬핑 각 부품을 별도의 단위로 취급하는 금속 스탬핑의 한 유형입니다. 기계는 먼저 부품을 금속 스트립에서 분리합니다. 그런 다음 부품을 다른 위치로 옮겨 다른 방식으로 가공합니다.
널링, 리브, 나사산 등 작은 디테일이 많은 부품을 제작하는 데 가장 적합한 방법입니다. 구리, 황동, 알루미늄, 스테인리스강과 같은 금속으로 튜브형 부품이나 딥 드로잉 부품을 제작하는 데 적합합니다.
이러한 특징 외에도, 트랜스퍼 다이 스탬핑은 몇 가지 중요한 장점을 가지고 있습니다. 특히, 대형 부품을 제작하는 데 가장 적합한 방법이기 때문에 소량 생산에 매우 효과적이고 비용 효율적입니다.
이 방법을 사용하면 다양한 표면 마감을 얻을 수 있으며, 다양한 다이를 사용하기 때문에 플레이트 가이드나 리프터가 필요하지 않습니다. 또한, 하나 이상의 다이를 사용하면 일반적으로 툴링 비용이 절감되어 다양한 금속 스탬핑 프로젝트에 적합합니다.
4슬라이드 스탬핑
수직 스탬핑을 사용하는 금속 스탬핑 프레스와 달리, 4슬라이드 스탬핑은 서로 연결된 기어와 샤프트를 통해 움직이는 4개의 수평으로 움직이는 슬라이더를 사용합니다.
이 슬라이더는 공작물에 직각으로 부딪혀 금속의 정확하고 일관된 형상을 보장합니다. 항공우주, 전자, 자동차 산업 등 다양한 분야에서 복잡하고 정밀한 부품을 제작하기 위해 이 방법을 사용합니다.
금속 스탬핑은 어떻게 작동하나요?
금속 스탬핑에서는 다이 세트의 상단과 하단 절반을 사용하여 평평한 금속판을 원하는 모양으로 자릅니다. 이 작업은 대형 스탬핑 기계에서 수행됩니다.
기계의 다이는 원자재를 절단, 굽힘, 스탬핑, 트리밍, 드릴링, 늘이기 또는 드로잉하여 적절한 크기의 완제품을 만듭니다. 스탬핑은 간단한 브래킷과 장비 하우징부터 자동차 프레임까지 다양한 제품을 만드는 데 사용될 수 있습니다.
금속 스탬핑이 중요한 이유는 무엇입니까?
금속 스탬핑은 효율성에 중점을 둔 기술로, 여러 분야에서 대량 저비용 생산의 핵심 요소입니다. 도구, 인력, 그리고 시간의 필요성을 줄여 수율을 높이고 비용을 절감하여 대량 생산 시 상당한 비용 절감 효과를 가져옵니다.
대량 생산에서 스탬핑은 일반적으로 가공보다 빠르고 재료 사용량이 적습니다. 가공은 부품을 만드는 데 재료가 필요합니다. 단조는 특정 복잡하고 정밀한 부품 형상의 경우 비용이 더 많이 들 수 있지만, 스탬핑은 더 빠르고 일관성이 뛰어나 더 나은 선택입니다.
금속 스탬핑에 가장 일반적으로 사용되는 재료는 무엇입니까?
일상생활에서 금속 스탬핑에 사용할 수 있는 금속 재료는 다양합니다. 일반적인 금속 재료는 다음과 같습니다.
구리 합금
구리 합금은 전도성이 뛰어나고 성형이 용이하며 녹슬지 않기 때문에 전기 및 HVAC 분야에 이상적입니다. 또한, 구리 합금은 성형이 매우 용이하여 금속 절단 및 복잡한 형상 제작에 적합합니다. 하지만 무르기 때문에 고강도 작업에는 사용할 수 없습니다.
강철 합금
강철과 그 합금은 강하고 저렴하며 다재다능하여 기계 산업의 근간을 이루며 일반적인 금속 스탬핑에 이상적입니다. 연성 가단 강철 합금은 스탬핑 후 가열하여 경화시킬 수 있습니다.
알루미늄 합금
알루미늄 합금은 가볍고 녹슬지 않으며 열전도율이 우수하여 항공우주 및 자동차 산업에서 널리 사용됩니다. 금속 주조 공정을 통해 알루미늄과 그 합금을 복잡한 형상으로 쉽게 성형할 수 있습니다. 알루미늄과 그 합금은 유연성과 성형 용이성으로 잘 알려져 있습니다.
특수 금속
예를 들어 티타늄과 니켈 합금은 혹독한 환경에서도 작동할 수 있습니다. 정확히 말하면, 합금 종류와 용도에 따라 고강도, 내식성, 고온 및 혹독한 환경 내성을 특징으로 합니다.
특수 금속은 화학, 항공, 원자력, 에너지, 해양 및 기타 산업과 같은 혹독한 환경에서도 견고합니다. 그러나 이러한 견고하고 질긴 특성 때문에 금속 주조가 더 어렵고 비용이 많이 들 수 있습니다.
특정 작업에 맞는 올바른 금속 스탬핑 방법을 선택하려면 필요한 재료 유형, 설계의 복잡성, 제작할 부품 수, 예산 등의 요소를 고려해야 합니다.
예를 들어, 구리는 전기 제품에 사용하기에 가장 적합한 금속일 수 있습니다. 강철은 내구성이 뛰어난 디자인에 사용하기에 가장 적합한 금속입니다. 알루미늄은 가벼운 디자인에 가장 적합한 금속입니다. 특수 금속은 혹독한 부식이나 온도 조건에 적합합니다.
금속 스탬핑에는 어떤 방법이 있나요?
금속 스탬핑에는 다양한 방법이 있으며, 각 방법은 특정 제조 프로젝트의 요구 사항을 충족하도록 설계되었습니다. 금속 스탬핑 프레스의 가장 일반적인 작동 방식은 다음과 같습니다.
펀칭
이 공정은 펀치와 다이를 사용하여 금속판에 구멍이나 기타 공간을 만듭니다. 예를 들어, 자동차 부품이나 전자 제품과 같은 여러 품목에 구멍을 뚫고, 홈을 파고, 천공하는 데 일반적으로 사용됩니다.
펀칭을 통해 정확한 크기에 매우 가까운 구멍을 만들 수 있지만, 이는 재료의 종류와 두께, 구멍 크기, 다이의 품질과 상태에 따라 달라집니다. 펀칭 공정의 장단점과 작동 원리 이해 최상의 결과를 위해 프로세스를 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다.
블랭킹
블랭킹은 펀칭과 유사하지만, 최종 형상에 구멍을 뚫는 대신 금속판에서 형상을 잘라내는 것이 목적입니다. 스틸 블랭킹은 연속적인 소재 공급을 통해 금속 부품을 제작하는 저렴한 방법으로, 설치 및 부품 취급이 용이합니다.
부품을 효율적으로 적재하여 폐기물을 줄이고, 순중량만 발송하여 운송비를 절감합니다. 처음에는 자동차 및 제조 산업에서만 사용되었지만, 블랭크를 최종 부품의 모양에 맞춰 성형할 수 있기 때문에 더 많은 산업에서 인기를 얻고 있습니다.
굽힘
굽힘 가공은 금속을 특정 지점에서 세게 눌러 형상을 만드는 공정입니다. 압력 브레이크 성형에서는 금속 조각을 모듈 위에 올려놓습니다. 모듈은 판재에 장력과 압력을 가하여 형상을 만듭니다. 굽힘 후 반발이 발생하므로 특정 각도를 얻기 위해서는 과도한 굽힘이 필요합니다.
재료의 종류와 성형 방법 모두 스프링백에 영향을 미칩니다. 판금은 굽힘 시 길이가 길어집니다. 이는 바깥쪽 굽힘 좌굴과 안쪽 굽힘 반경으로 측정됩니다. 두께, 재료 특성, 그리고 금형 선택 모두 스프링백에 영향을 미칩니다. 또한, 굽힘은 탭, 슬롯 등을 만드는 데에도 사용됩니다.
주조
주조 공정에서는 압력을 사용하여 가공물 표면을 성형하고 경화시켜 정밀한 형상과 매끄러운 모서리를 만듭니다. 이 방법은 연삭이나 버 제거와 같은 추가 단계를 생략하여 시간과 비용을 절약합니다.
주조 공정은 다양한 분야에서 사용되며, 특히 동전, 배지, 단추, 정밀 부품 제조와 같이 작은 디테일과 섬세한 특징이 중요한 분야에서 더욱 그렇습니다. 이러한 기술에 대한 자세한 내용은 다음에서 확인할 수 있습니다. 정밀 금속 스탬핑 금속 주조 가공 개요.
엠보싱
엠보싱은 금속판 표면에 볼록하거나 오목한 모양을 만드는 기술입니다. 장식용 패널과 같은 물품의 장식에 자주 사용됩니다. 스탬핑 작업 시 원하는 모양과 느낌을 얻으려면 정밀함이 핵심입니다.
플랜징
판금 부품에 돌출된 모서리나 립을 만드는 것을 "플랜징"이라고 합니다. 이 소재는 자동차 패널, 덕트 등에 사용됩니다. 플랜지의 정확성은 씰이 제대로 작동하고 구조가 일관되게 유지되도록 하는 데 필수적입니다.
금속 스탬핑의 장단점
세상에 완벽한 장인정신이란 없습니다. 어떤 공정이든 장단점이 있습니다. 다음으로 금속 스탬핑 공정의 장단점에 대해 알아보겠습니다.
금속 스탬핑의 장점
금속 부품 가공 산업에서 금속 스탬핑 공정은 다음과 같은 이점을 제공합니다.
- 비용 효율적: 금속 스탬핑 공정은 효율성이 매우 높아 고품질 부품을 대량 생산할 수 있습니다. 스탬핑 다이는 매우 견고하여 교체하기 전까지 수천 개 또는 수백만 개의 부품을 생산할 수 있습니다. 또한 노동력이 적게 들고 재료 낭비도 적기 때문에 비용 효율성도 뛰어납니다.
- 매우 정확함: 금속 스탬핑은 매우 정밀한 부품 제조 방식입니다. 컴퓨터 지원 설계(CAD)와 컴퓨터 수치 제어(CNC)를 통해 정밀한 공차와 정밀한 치수를 보장합니다.
- 시간과 비용을 절약합니다: 금속 스탬핑 공정을 자동화할 수 있습니다. 이를 통해 생산 속도가 빨라지고 납기가 단축됩니다.
- 다재: 금속 스탬핑은 강철, 알루미늄, 황동, 구리 등 다양한 금속 재료에 사용할 수 있습니다. 이를 통해 제조업체는 다양한 사업 분야와 용도에 맞는 다양한 부품을 생산할 수 있습니다.
- 재료 절약: 스탬핑 기술은 정밀한 절단 및 성형을 통해 폐기물을 줄입니다. 이는 원자재 비용 절감뿐만 아니라 자원과 에너지 낭비도 줄입니다.
- 복잡한 기하학: 금속 스탬핑을 사용하면 매우 복잡한 형상의 부품을 매우 정밀하게 제작할 수 있습니다. 이는 종종 단 한 번의 작업으로 완료될 수 있어 복잡한 부품의 생산 공정을 간소화합니다.
- 강도와 내구성: 스탬핑 금속 부품은 견고성과 내구성으로 유명합니다. 냉간 가공 공정을 통해 금속은 더욱 강해지고, 마모와 부식에 대한 저항성이 높아지며, 다른 외부 영향에 덜 민감해집니다. 따라서 금속 스탬핑은 장기간 안정적으로 작동해야 하는 부품 제조에 이상적입니다.
금속 스탬핑의 단점
완벽함이란 없듯이 금속 스탬핑을 할 때 발생할 수 있는 몇 가지 문제는 다음과 같습니다.
- 터지는펀치가 마모되거나 펀치 사이에 충분한 공간이 없으면 구멍이나 윤곽선 주변의 표면이 파손될 수 있으며, 이는 유지 관리나 도구 교체가 필요하다는 것을 의미합니다.
- 부품 파손음의 톤수(역톤수)는 부품 파손을 유발할 수 있습니다. 이는 펀치가 금속을 절단할 때 파손되어 펀치와 스탬핑 유닛을 아래로 누르는 현상을 말합니다.
- 스크랩 웹오래되거나 정렬이 잘못된 다이에서 나온 부품 사이의 과도한 금속 스크랩은 재정렬이 필요하고, 툴링도 유지 관리가 필요합니다.
- 버. 펀치와 몰드가 이동하면서 제거해야 할 날카로운 융기된 모서리입니다.
- 설계 복잡성의 한계: 매우 복잡한 디자인의 경우 구현이 불가능하거나 추가 단계가 필요할 수 있습니다.
- 도구 마모 및 유지 관리: 금형과 도구는 정기적인 유지관리와 교체가 필요하므로 비용이 증가하고 가동 중지 시간이 늘어납니다.
- 재료 제한: 일부 재료는 너무 약하거나 유연하지 않아 사용할 수 없을 수도 있습니다.
금속 스탬핑의 일반적인 적용 분야는 무엇입니까?
금속 스탬핑은 정밀 금속 부품 제조에 탁월하여 다양한 용도로 사용됩니다. 일반적인 용도는 다음과 같습니다.
- 자동차 산업: 금속 스탬핑은 고품질 및 안전 기준을 충족하는 대량의 부품을 빠르고 정밀하게 생산할 수 있도록 합니다. 자동차 산업에서 브래킷, 패널, 전기 연결부 등의 부품을 생산합니다.
- 항공우주: 금속 스탬핑은 엄격한 산업 표준을 충족하는 견고하고 가벼운 부품의 대량 생산을 가능하게 합니다. 예를 들어 구조 부품, 엔진 부품, 패스너 등이 있습니다.
- 전자 산업: 전자 부품은 정밀해야 하며 다양한 전도성 소재와 함께 사용할 수 있습니다. 따라서 금속 스탬핑 공정을 사용하여 커넥터, 단자 및 하우징을 제작할 수 있습니다.
- 의료 분야: 이 공정을 통해 높은 정밀도, 생체 적합성, 그리고 복잡한 형상을 가진 부품을 제작할 수 있습니다. 예를 들어 수술 도구, 임플란트, 스텐트 등이 있습니다.
- 소비재 산업: 금속 스탬핑 기술을 사용하여 다양한 제품을 제작할 수 있습니다. 이러한 제품은 크기와 제작 난이도가 다양합니다.
- 산업 기계: 금속 스탬핑은 내구성이 뛰어나고 고품질의 부품을 제작하는 데 사용할 수 있습니다. 기계, 엔진, 중공구 부품 등이 그 예입니다. 이러한 부품은 혹독한 산업 환경에서도 작동해야 합니다.
어떤 종류의 금속 스탬핑 프레스가 있나요?
다음은 몇 가지 유형의 금속 스탬핑 프레스입니다.
기계식 프레스
이 기계는 플라이휠 메커니즘에 연결된 모터를 가지고 있습니다. 부품을 빠르게 제작할 수 있어 간단하고 얕은 모양의 부품을 만드는 데 이상적입니다.
일반적으로 자동차, 가전제품, 도구의 부품을 만드는 진행형 스탬핑과 전사 스탬핑에 사용됩니다.
유압 프레스
이러한 프레스는 기계식 프레스만큼 빠르지는 않지만, 다이 공간, 압력, 스트로크 길이를 조절할 수 있어 더 유연합니다. 탱크, 실린더, 볼과 같이 깊고 복잡한 형상을 제작하는 데 사용할 수 있습니다.
기계식 서보 프레스
이러한 프레스는 기계식 프레스만큼 빠르지만 유압식 프레스처럼 다양한 방식으로 굽힐 수 있습니다. 속도, 스트로크, 위치 및 슬라이드 이동을 미세 조정할 수 있으므로 다양한 금형, 부품 유형 및 출력 속도에 사용할 수 있습니다.
공압 프레스
제본소에서 널리 사용되는 공압 프레스는 압축 공기를 사용하여 절단 및 절곡과 같은 기계적 작업을 수행합니다. 유압 프레스에 비해 공압 프레스는 더 빠르고 깨끗하게 작동합니다. 완전 공압 프레스는 압축 공기 외에 다른 동력원을 사용하지 않습니다. 작업자는 재료를 놓고 압착 공정을 시작한 후 최종 제품을 받습니다.
금속 스탬핑 공정을 선택할 때 고려해야 할 사항
올바른 재료 선택
선택하는 소재의 종류는 부품의 기능뿐만 아니라 스탬핑 방식에도 영향을 미칩니다. 소재의 강도, 유연성, 내식성 등의 요소를 고려해야 합니다. 또한, 소재가 스탬핑 공정의 응력을 견딜 수 있는지도 고려해야 합니다. 사용 시 하중을 받았을 때 어떤 반응을 보일지 고려해야 합니다. 스탬핑된 부품이 제대로 작동하도록 하려면 적절한 소재를 선택하는 것이 가장 중요합니다.
정도
정밀도는 금속 스탬핑에서 사용되는 용어일 뿐만 아니라 반드시 따라야 할 규칙이기도 합니다. 계획에 필요한 허용 오차를 아는 것이 중요합니다. 허용 오차가 너무 작으면 비용이 증가합니다. 따라서 정밀도와 실용성 사이에서 균형을 찾아야 합니다. 스탬핑 공정의 기능과 사용할 도구를 고려하십시오. 허용 오차가 너무 작은 것은 허용 오차가 부족한 것만큼 좋지 않습니다.
복잡성과 실현 가능성
복잡한 패턴은 종이 위에서는 멋지게 보일 수 있습니다. 하지만 금속 스탬핑 공정으로 제작할 수 있을까요? 스탬핑 공정의 한계를 고려해야 합니다. 설계의 완성도를 해치지 않고도 설계를 실현할 수 있을까요? 디자인을 단순화하거나 여러 부분으로 나누는 것이 디자인을 사실적으로 보이게 하는 핵심 요소일 수 있습니다.
비용 효율성
금속 스탬핑에서는 효율성과 비용 효율성이 서로 밀접하게 연관되어 있습니다. 부품을 제작하는 데 필요한 단계가 얼마나 되는지 생각해 보세요. 단계가 많고 부품이 복잡하면 비용이 증가합니다. 품질은 그대로 유지하면서 디자인을 단순화하도록 노력하세요. 공정이 단순할수록 일반적으로 비용이 낮아진다는 점을 기억하세요.
장비 및 도구
사용 가능한 스탬핑 도구와 장비는 디자인과 일치해야 합니다. 물론 도구를 맞춤 제작할 수도 있지만, 비용이 더 많이 듭니다. 따라서 기존 도구에 디자인을 적용하는 것이 더 저렴합니다. 전문가 및 도구 제조업체와 협력하여 최적의 솔루션을 찾으세요.
프로토타입 제작
시제품 샘플은 대량 생산이 시작되기 전에 제작됩니다. 샘플을 테스트할 때 설계 오류를 발견할 수 있습니다. 이러한 오류는 컴퓨터 화면에서는 확인할 수 없습니다. 이는 부품이 실제 환경에서 제대로 작동하는지 확인하는 매우 중요한 단계입니다.
금속 스탬핑 프레스를 사용할 때 주의해야 할 안전 문제는 무엇입니까?
움직이는 부품, 날카로운 금속 모서리, 그리고 압착력을 사용하는 금속 가공 방식은 작업자에게 위험할 수 있습니다. 감전, 끼임, 소음, 움직이는 물체 등이 여기에 포함됩니다.
위험한 작업을 수행하는 사람은 안전화, 보안경, 장갑, 귀마개 등 적절한 개인 보호 장비(PPE)를 항상 착용해야 합니다. 금속 스탬핑 공구를 사용할 때는 안전이 최우선입니다. 작업자의 부상을 예방하는 데 중요한 요소는 작업자 교육입니다.