모든 엔지니어는 완벽한 3D 모델이 펼쳐지지 않는 순간을 알고 있습니다. 모서리가 찢어지거나 구부러지거나 구멍이 정렬되지 않는 등 화면에서는 멋져 보이던 것이 갑자기 실제 문제로 바뀝니다. 실망스러운 부분은? 이러한 문제는 갑자기 발생하는 것이 아닙니다. 이러한 문제는 예측할 수 있고 예방할 수 있습니다.
판금 제조에서 원활한 생산과 비용이 많이 드는 재설계 사이의 경계는 종종 몇 가지 설계 습관에 달려 있습니다. 연구에 따르면 약 60%의 판금 설계에서 피할 수 있었던 문제가 발생하는 것으로 나타났습니다. 대부분은 두께가 고르지 않거나 구멍과 컷아웃을 잘못 배치했기 때문에 발생합니다.
셍겐의 엔지니어들은 매달 수백 개의 3D 파일을 확인합니다. CAD의 사소한 디테일이 제작 과정에서 큰 문제로 이어지는 실수를 계속 목격하고 있습니다. 이러한 문제를 방지할 수 있도록 디지털 설계와 실제 제작을 연결하는 9가지 간단한 규칙을 소개합니다.
판금 디자인 방법 비교: 평면과 입체
판금 부품을 만들 때는 평면 우선 모델링 또는 솔리드에서 시트로 변환하는 두 가지 방향에서 시작할 수 있습니다.
평면 우선 모델링은 평면 레이아웃으로 시작한 다음 구부러진 부분을 추가합니다. 이 접근 방식을 사용하면 벤드 위치, 릴리프 및 재료 흐름을 더 잘 제어할 수 있습니다. 다음과 같은 부품에 적합합니다. 인클로저, 패널, 그리고 괄호 정확성이 정말 중요한 곳입니다.
반면 솔리드에서 시트로의 변환은 전체 3D 솔리드 모델에서 시작하여 나중에 판금으로 변환하는 방식입니다. 콘셉트 디자인에는 더 빠르지만, 특히 모델의 두께가 다르거나 겹치는 부분이 있는 경우 평평하게 만들 때 더 위험합니다.
프로젝트에 따라 적합한 방법은 다릅니다. 빠른 프로토타입의 경우 솔리드로 시작하면 시간을 절약할 수 있습니다. 그러나 대량 생산이나 엄격한 공차가 필요한 어셈블리의 경우 평면으로 시작하면 오류가 줄어들고 배치마다 부품의 일관성을 유지할 수 있습니다.
규칙 1: 올바른 CAD 판금 도구로 시작하기
처음부터 항상 CAD 소프트웨어에 내장된 판금 도구를 사용하세요. "판금으로 변환", "평평하게", "펼치기"와 같은 명령은 벤드, 플랜지 및 릴리프가 실제 작동하는 방식을 시스템이 이해하는 데 도움이 됩니다.
이러한 도구를 사용하여 디자인하면 모델의 두께, 정확한 구부러진 모양, 적절한 릴리프가 일관되게 유지됩니다. 이 단계를 건너뛰면 고르지 않은 벽, 겹치는 면 또는 실패한 평면 패턴과 같은 전개 오류가 나타날 수 있습니다.
모델링하기 전에 머티리얼 두께를 확인합니다, 굴곡 반경, 그리고 K-인자 공장의 표준에 맞게 조정하세요. 이러한 세부 사항을 조기에 정확하게 파악하면 재작업을 방지하고 나중에 시간과 비용을 모두 절약할 수 있습니다.
규칙 2: 균일한 재질 두께 유지
일정한 두께를 유지하는 것은 안정적인 판금 설계의 핵심입니다. 벽 두께가 달라지면 평평한 패턴을 예측하기 어려워집니다. 구부러진 부분이 고르지 않게 늘어나고, 구멍이 더 이상 정렬되지 않으며, 최종 부품의 정확도가 떨어집니다.
항상 전체 부품에 동일한 두께를 사용하세요. 스테인리스 스틸의 경우 0.8~2.0mm 범위가 적합합니다. 알루미늄의 경우 1.0~3.0mm가 일반적입니다. 강도가 더 필요한 경우 벽 두께를 늘리는 대신 리브 또는 지지 브래킷을 추가합니다.
두께가 균일하면 벤딩을 더 예측할 수 있고 작업 현장에서 설정 시간을 줄일 수 있습니다. 또한 생산된 각 부품이 원래 설계와 일치하는지 확인하는 데 도움이 됩니다.
규칙 3: 올바른 굽힘 반경과 K-계수 적용하기
두께를 설정한 후 시트가 구부러지는 방식을 제어합니다. 굽힘 반경은 재료가 흐르는 방식에 영향을 줍니다. 너무 타이트하면 금속이 갈라질 수 있습니다. 너무 넓으면 구부러진 모양이 모호해집니다. 안전한 시작점은 내부 굽힘 반경을 재료 두께와 동일하게 유지하는 것입니다.
K-계수는 구부릴 때 금속이 얼마나 늘어나는지를 정의합니다. 대부분의 재료는 0.3에서 0.5 사이입니다. 알루미늄과 같이 부드러운 금속은 일반적으로 0.33 정도에서 가장 잘 작동하고, 스테인리스 스틸과 같이 강한 금속은 0.45 근처에서 잘 작동합니다.
올바른 K-계수와 굽힘 반경을 사용하면 CAD 시스템에서 정확한 평면 길이를 계산할 수 있습니다. 이를 통해 최종 성형된 부품이 프레스 브레이크를 떠난 후 설계와 완벽하게 일치하도록 보장합니다.
규칙 4: 적절한 굽힘 완화 및 모서리 완화 사용
모든 구부러진 부분은 움직이기 위해 약간의 공간이 필요합니다. 금속이 접힐 때 안쪽 가장자리는 압축되고 바깥쪽은 늘어납니다. 이러한 스트레스를 충분히 완화하지 않으면 완성된 부품에 균열, 부풀어 오름 또는 눈에 띄는 자국이 생길 수 있습니다.
플랜지와 벤딩이 만나는 곳에 좁은 릴리프 슬롯을 추가합니다. 좋은 규칙은 슬롯 폭을 최소한 재료 두께와 같게 만드는 것입니다. 모서리의 경우 작은 직사각형 또는 V자형 노치를 사용하여 찢어짐을 방지합니다.
적절한 릴리프 디자인은 다음과 같은 이점도 제공합니다. 표면 마무리. 페인트 또는 분체 도장 는 좁은 공간에 쌓이지 않고 모서리 주변으로 더 고르게 흐릅니다. 설계 시 몇 밀리미터의 여유 공간만 확보해도 나중에 샌딩이나 수정 작업을 하는 시간을 절약할 수 있습니다.
규칙 5: 구부러진 선에서 피처를 멀리 두기
구부러진 부분에 구멍 하나만 너무 가깝게 배치해도 문제가 발생할 수 있습니다. 금속이 형성되면 주변의 피처가 늘어나거나 뒤틀리거나 프레스 자국이 나타날 수 있습니다.
구멍, 슬롯 또는 엠보싱 모양은 재료 두께의 4배 이상 구부러진 선에서 멀리 떨어져 있어야 합니다. 예를 들어, 시트 두께가 1mm인 경우 접힌 부분으로부터 최소 4mm 이상 떨어져 있어야 합니다.
이 작은 디테일은 부품과 프레스 브레이크 툴링을 모두 보호합니다. 구멍이 잘못 배치되면 금형이 잘못 구부러지거나 긁힐 수 있으며, 전체 배치에 영향을 미칠 수 있습니다. 이 간격을 유지하면 원활한 생산과 불량 부품 감소에 도움이 됩니다.
규칙 6: 제조 가능성을 조기에 계획하기
훌륭한 디자인은 단순한 모양이 아니라 얼마나 잘 만들 수 있는지에 달려 있습니다. 작업 현장의 모든 기계에는 굽힘 길이, 금형 간극, 목구멍 깊이 등의 한계가 있습니다.
디자인을 확정하기 전에 제작 팀에 문의하세요. 가장 큰 플랜지가 프레스 브레이크의 용량에 맞는지, 선택한 재료가 사용 가능한 툴링과 일치하는지, 작은 내부 피처를 실제로 절단할 수 있는지 확인하세요.
플랜지가 10mm만 길어도 생산이 중단되는 등 작은 실수 하나만 있어도 생산이 중단될 수 있습니다. 처음부터 제조 가능성을 고려하면 시간을 절약하고 낭비를 줄이며 막판에 재설계하는 일을 피할 수 있습니다. 평면 레이아웃을 최적화하면 재료 사용량을 몇 퍼센트까지 줄일 수 있으며, 이는 다음 견적을 개선하는 데 직접적인 도움이 됩니다.
규칙 7: 제작 전 플랫 패턴 검증하기
디자인이 완성되면 생산 단계로 보내기 전에 항상 평면 패턴을 확인하세요. CAD 시스템의 '평평하게 만들기' 또는 '펼치기' 명령을 사용하여 부품이 배치되었을 때 어떻게 보이는지 확인하세요. 평면 패턴이 겹치거나 가장자리가 누락되었거나 펼쳐지지 않는 경우 파일을 릴리스하기 전에 이러한 문제를 해결하세요.
평면 레이아웃을 DXF 또는 STEP 파일로 내보내고 절단 계획과 비교합니다. 구멍이 정렬되어 있는지, 굽힘선이 깨끗한지, 가장자리의 간격이 적절한지 확인합니다. 1mm의 작은 불일치도 나중에 조립할 때 심각한 문제를 일으킬 수 있습니다.
이 단계는 몇 분 밖에 걸리지 않지만, 부품이 작업 현장에 도착한 후 자재 낭비, 생산 지연, 값비싼 재작업을 방지할 수 있습니다.
규칙 8: 굽힘 중 머티리얼 동작 고려하기
금속은 매번 완벽하게 구부러지지 않습니다. 각 재료는 성형 후 고유한 방식으로 늘어나고, 압축되고, 다시 튀어나오게 됩니다. 이를 무시하면 각도가 약간 어긋난 구부러짐이나 계획대로 맞지 않는 부품이 생길 수 있습니다.
알루미늄과 같은 부드러운 소재는 일반적으로 스테인리스 스틸보다 1~3° 더 많이 휘어집니다. 이를 조정하려면 성형 중에 알루미늄 부품의 굽힘 반경을 줄이거나 약간 과도하게 구부릴 수 있습니다.
빠른 테스트 굽힘을 수행하면 올바른 설정을 확인하는 데 도움이 됩니다. 시간이 지나면서 실제 굽힘 데이터를 기록해 두면 향후 프로젝트에서 더 빠르게 설계하고 더 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.
규칙 9: 다운스트림 프로세스 고려하기
완벽한 평면 패턴도 성형 후에는 작동해야 합니다. 용접코팅 및 집회 모두 파트의 핏과 모양에 영향을 미칩니다.
용접 이음새, 리벳 또는 패스너. 파우더나 페인트가 쌓일 수 있는 날카로운 모서리는 피하세요. 코팅으로 인해 측면당 0.05~0.15mm가 추가될 수 있으므로 단단한 인클로저를 조립하기 어려울 수 있습니다.
부품에 용접이 필요한 경우 열 왜곡을 제어하기 위해 릴리프 노치 또는 고정 구멍을 추가합니다. 이러한 마감 및 조립 단계를 미리 고려하면 부품이 완성된 후 모양이 바르게 보이고 올바르게 맞으며 의도한 대로 작동할 수 있습니다.
결론
판금 부품을 디자인하는 것은 단순히 모양을 만드는 것이 아니라 실제로 제작할 수 있는 형상을 만드는 것입니다. 이 가이드의 모든 규칙은 설계와 실제 생산 사이의 간극을 메워줍니다.
올바른 CAD 도구로 시작하세요. 재료 두께를 균일하게 유지합니다. 적절한 릴리프를 추가합니다. 피처에 굴곡으로부터 충분한 거리를 확보합니다. 평면 패턴을 검증합니다. 그리고 항상 부품을 용접, 코팅 및 조립할 방법을 미리 생각하세요. 이러한 간단한 습관만으로도 복잡한 제작 프로세스를 원활하고 예측 가능한 워크플로로 바꿀 수 있습니다.
셍겐의 엔지니어들은 매일 이러한 원칙을 적용합니다. 고객이 3D 개념을 정밀하고 비용 효율적인 판금 부품으로 변환하여 생산에 바로 사용할 수 있도록 지원합니다.
다음 견적서를 보내기 전에, 무료 DFM 검토를 위해 CAD 파일을 업로드하세요.. 엔지니어링 팀이 24시간 이내에 설계를 분석하고 잠재적인 위험을 지적하며 비용과 리드 타임을 줄이는 작은 개선 사항을 제안합니다.
자주하는 질문
3D 디자인을 펼칠 수 없으면 어떻게 되나요?
이는 일반적으로 모델이 일관되지 않은 두께, 누락된 릴리프 또는 겹치는 플랜지 등 하나 이상의 판금 규칙을 위반했음을 의미합니다. 처음부터 다시 시작하지 마세요. 한 번에 하나의 피처를 단순화하고 벽 두께를 확인한 다음 판금 변환 명령을 다시 적용하세요. 대부분의 경우 작은 지오메트리 문제일 뿐이므로 금방 해결할 수 있습니다.
내 자료에 적합한 K-Factor를 선택하려면 어떻게 해야 하나요?
알루미늄의 경우 0.33, 연강 또는 스테인리스강의 경우 0.4-0.45의 시작값을 사용합니다. 공장의 실제 툴링을 사용하여 짧은 테스트 벤딩을 실행하여 이 수치를 조정합니다. 올바른 K-계수를 사용하면 평면 패턴 치수가 성형된 부품과 정확하게 일치합니다.
제작 전에 평면 패턴을 검증하는 가장 좋은 방법은 무엇인가요?
항상 CAD에서 모델을 평평하게 만들고 DXF 파일을 내보내세요. 절단 레이아웃과 비교하여 겹치는 부분, 틈새 또는 누락된 가장자리가 있는지 확인합니다. 단 1mm의 차이도 성형 후 조립에 큰 문제를 일으킬 수 있습니다.
알루미늄과 스테인리스 스틸의 스프링백은 어떻게 다른가요?
알루미늄은 탄성이 높기 때문에 스테인리스 스틸보다 1~3° 정도 더 뒤로 젖혀집니다. 이를 보완하기 위해 약간 과도하게 구부리거나 더 작은 구부림 반경을 사용할 수 있습니다. 스테인리스 스틸은 강성이 강하기 때문에 형성된 각도를 더 일관되게 유지합니다.
안녕하세요, 저는 케빈 리입니다
지난 10년 동안 저는 다양한 형태의 판금 제작에 몰두해 왔으며 다양한 워크숍에서 얻은 경험에서 얻은 멋진 통찰력을 이곳에서 공유했습니다.
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케빈 리
저는 레이저 절단, 굽힘, 용접 및 표면 처리 기술을 전문으로 하는 판금 제조 분야에서 10년 이상의 전문 경험을 갖고 있습니다. Shengen의 기술 이사로서 저는 복잡한 제조 문제를 해결하고 각 프로젝트에서 혁신과 품질을 주도하는 데 최선을 다하고 있습니다.
