판금 제작 설계를 위한 가이드라인
기능성 판금 부품을 제작하려면 신중한 계획이 필요합니다. 잘 설계된 부품은 튼튼하고 전문적으로 보이며 문제 없이 제작할 수 있습니다. 이 가이드는 실제 생산에서 작동하는 판금 부품을 설계하는 데 도움이 되는 간단한 규칙을 제공합니다.
제조를 위한 설계(DFM) 원칙
좋은 디자인은 생산을 더 쉽고 저렴하게 만듭니다. 항상 부품이 어떻게 만들어질지 생각하세요. 이러한 접근 방식을 제조를 위한 설계 또는 DFM이라고 합니다.
제작에서 공차의 중요성
공차는 부품의 치수에 허용되는 변형을 설정합니다. 꼭 필요한 경우에만 엄격한 공차를 사용하세요. 불필요하게 엄격한 허용 오차는 비용을 증가시킵니다. 대부분의 기능에 대해서는 표준 공차를 고수하세요. 이렇게 하면 제작자가 품질을 저하시키지 않고 작업할 수 있는 여유가 생깁니다.
디자인을 단순하게 유지
단순한 부품은 생산 비용이 저렴합니다. 가능한 한 굴곡과 고유한 기능을 줄이세요. 여러 부품을 하나로 결합해 봅시다. 이렇게 하면 조립 시간이 단축되고 패스너의 필요성이 줄어듭니다. 또한 디자인이 단순할수록 더 안정적이고 제작하기 쉽습니다.
부품 및 기능 표준화
표준 구멍 크기, 굽힘 반경 및 시트 크기를 사용합니다. 표준화를 통해 설정 시간과 툴링 변경을 줄일 수 있습니다. 또한 재료 조달도 쉬워집니다. 쉽게 구할 수 있는 일반적인 재료와 마감재를 사용하세요.
판금 부품의 일반적인 특징
판금 부품에는 강도, 기능 또는 조립을 개선하는 기능이 포함되어 있는 경우가 많습니다. 각 피처에는 목적이 있으므로 제작 중 문제가 발생하지 않도록 신중하게 설계해야 합니다.
코너 필렛
날카로운 모서리는 부품을 약화시키고 구부리기가 더 어려워집니다. 필렛은 응력을 분산시키고 균열의 위험을 낮춥니다. 또한 조립 시 핏을 개선하고 깔끔한 외관을 제공합니다. 표준 툴링과 일치하는 일관된 반경을 사용하면 생산이 더 쉬워집니다.
갈비
리브는 추가 무게 없이도 강성을 더합니다. 넓고 평평한 영역에서 뒤틀림을 방지하고 진동을 줄여줍니다. 리브의 깊이와 간격을 균일하게 유지하면 성능이 향상되고 제조가 쉬워집니다.
엠보싱
엠보싱은 시트에 돌출되거나 오목한 영역을 만듭니다. 부품을 강화하거나 스페이서 역할을 하거나 패스너를 위한 간격을 제공할 수 있습니다. 성형 중 찢어지지 않도록 높이와 너비를 제어합니다.
딤플
딤플은 평평한 부분을 보강하고 일부 디자인에서 공기 흐름을 개선할 수 있습니다. 또한 나사나 리벳을 정렬하는 데 도움이 됩니다. 재료가 너무 얇아지지 않도록 신중하게 크기를 정하세요. 적절한 간격은 부품 전체에 일관된 강도를 보장합니다.
라운드 녹아웃
원형 녹아웃은 전선, 케이블 또는 패스너를 위한 구멍을 만듭니다. 부품을 손상시키지 않고 제거할 수 있습니다. 균열을 방지하려면 녹아웃을 구부러진 부분이나 모서리에서 멀리 떨어진 곳에 배치하세요. 일반적인 하드웨어에는 표준 크기가 가장 적합합니다.
루버
루버는 부품을 튼튼하고 견고하게 유지하면서 환기를 제공합니다. 공기 흐름을 유도하고 무게를 줄일 수 있습니다. 공기 흐름과 강도의 균형을 맞추기 위해 올바른 각도와 간격을 설정하세요. 깔끔하게 형성하고 결함을 줄이려면 평평한 곳에 배치하세요.
벤딩 기본 사항
벤딩은 강도와 정확성을 유지하면서 평평한 판금을 기능적인 부품으로 성형합니다. 주요 용어와 가치를 이해하면 설계를 더 쉽게 제작할 수 있습니다.
벤드 라인
굽힘선은 시트가 접히는 부분입니다. 작은 변화도 구멍 위치나 조립 맞춤에 영향을 줄 수 있습니다. 일반적인 공차는 ±0.25mm로, 대부분의 부품에서 굽힘을 정확하게 유지합니다.
각도
구부리는 각도는 브래킷이나 프레임의 90° 접힘과 같이 최종 모양을 결정합니다. 연강과 같은 소재는 구부린 후 2~4° 뒤로 튀어나오는 경우가 많습니다. 진정한 90°를 얻기 위해 작업자는 공구를 약 88°로 설정하여 부품이 올바른 각도로 이완되도록 할 수 있습니다.
반경
내부 굽힘 반경은 파트 강도를 제어합니다. 좋은 규칙은 반경을 재료 두께에 맞추는 것입니다. 예를 들어 2mm 스테인리스 강판은 내부 반경이 2mm일 때 가장 잘 작동합니다. 이렇게 하면 균열을 방지하고 구부러진 부분을 매끄럽게 유지할 수 있습니다. 알루미늄과 같이 부드러운 금속은 더 단단한 굴곡을 처리할 수 있지만 두께와 반경을 일치시키면 일관성이 향상됩니다.
중립 축
구부리는 동안 외부 표면은 늘어나고 내부 표면은 압축됩니다. 그 사이에는 길이가 변하지 않는 중립 축이 있습니다. 일반적으로 안쪽 표면에서 재료의 1/3 정도에 위치합니다. 중성축의 위치를 알면 정확한 평면 패턴 레이아웃을 만드는 데 도움이 됩니다.
K-인자
K-계수는 재료 두께 내에서 중성축이 어디에 위치하는지를 나타냅니다. 1mm 냉간 압연 강철의 경우 0.33 정도인 경우가 많습니다. 같은 두께의 알루미늄의 경우 0.40에 가까울 수 있습니다. 올바른 K-Factor를 사용하면 평평한 블랭크가 올바른 최종 크기로 구부러집니다.
굽힘 여유
구부리면 소재가 늘어나므로 디자이너는 이를 고려해야 합니다. 굽힘 허용치는 평평한 시트가 올바르게 형성되도록 하기 위해 추가되는 길이입니다. 예를 들어, 반경이 1mm인 90°로 구부러진 1mm 강판에는 일반적으로 약 1.6mm의 여유가 필요합니다. 이를 플랫 패턴에 포함하면 완성된 부품이 공차 내에서 유지됩니다.
커팅 기본 사항
절단은 대부분의 판금 프로젝트에서 첫 번째 단계입니다. 각 절단 품질은 나중에 부품이 얼마나 잘 구부러지거나 용접되거나 조립되는지에 영향을 미칩니다. 일반적인 문제와 간단한 규칙을 알면 부품을 정확하고 쉽게 제작하는 데 도움이 됩니다.
구멍 지름
펀칭 또는 레이저 절단 시 손상을 방지하기 위해 구멍은 적절한 크기와 간격을 유지해야 합니다. 좋은 규칙은 구멍 지름을 최소한 시트 두께와 동일하게 유지하는 것입니다. 예를 들어 2mm 강판의 구멍은 2mm보다 작지 않아야 합니다. 구멍이 작으면 판재가 찢어지거나 뒤틀릴 수 있지만, 적절한 크기의 구멍은 가장자리가 깨끗하고 공구 수명이 길어집니다.
왜곡
절단으로 인한 열과 응력으로 인해 특히 얇은 판지의 경우 뒤틀림이나 휨이 발생할 수 있습니다. 레이저 커팅은 두께가 1.5mm 미만인 대형 패널에 약간의 휨이 남을 수 있습니다. 평탄도가 중요한 경우 절단 간격을 더 벌리거나 지지 탭을 추가하거나 워터젯 절단을 사용하여 왜곡을 줄일 수 있습니다.
국소 경화
레이저 또는 플라즈마 절단과 같은 공정은 가장자리를 따라 고열 영역을 생성합니다. 이로 인해 탄소강과 같은 재료가 경화될 수 있습니다. 경화된 모서리는 구부릴 때 금이 가거나 공구가 더 빨리 마모될 수 있습니다. 절단 모서리에서 멀리 구부리거나 필요한 경우 모서리 연마와 같은 2차 공정을 추가하여 문제를 방지하세요.
Kerf
커프는 절단 도구로 제거되는 재료의 너비입니다. 레이저 절단은 일반적으로 재료 두께와 출력 설정에 따라 0.1~0.3mm 범위에서 이루어집니다. 커프를 무시하면 구멍의 크기가 작아지거나 슬롯이 너무 빡빡해질 수 있습니다. 평면 디자인에 커프를 포함하면 재작업 없이 최종 부품이 의도한 치수와 일치하도록 할 수 있습니다.
피해야 할 일반적인 판금 설계 실수
숙련된 설계자라도 주요 제조 한계를 간과할 수 있습니다. 이러한 일반적인 오류를 조기에 발견하면 부품 기능을 개선하고 생산 비용을 절감할 수 있습니다.
지나치게 복잡한 디자인
불필요한 기능을 추가하는 것은 빈번한 실수입니다. 벤드, 맞춤형 컷아웃 또는 특수 형태가 추가될 때마다 툴링 요구 사항과 생산 시간이 늘어납니다. 복잡한 디자인은 더 많은 기계 설정이 필요하고, 결함의 위험이 높아지며, 조립이 복잡해집니다. 불필요한 요소를 제거하고 가능한 경우 부품을 하나의 성형된 부품으로 결합하여 단순화하세요.
잘못된 구멍 및 컷아웃 배치
구부러진 부분에 너무 가까운 구멍이나 컷아웃은 성형 중에 변형될 수 있습니다. 구멍은 소재 두께의 3배 이상 굴곡선으로부터 멀리 떨어져 있어야 합니다. 구조가 약해지고 찢어질 수 있으므로 작은 영역에 구멍이 밀집되지 않도록 하세요. 전기 인클로저의 경우 패널 강도를 유지하기 위해 공간 녹아웃을 신중하게 만들어야 합니다.
허용 오차 간과
허용 오차가 좁으면 비용이 증가합니다. 중요한 결합 기능에 대해서만 ±0.005인치 공차를 예약하세요. 다른 치수에는 표준 ±0.030인치 공차를 사용하세요. 어떤 치수가 중요하고 어떤 허용 오차를 완화할 수 있는지 명확하게 표시하세요. 판금은 재료 메모리와 스프링백으로 인해 자연적으로 달라진다는 점을 기억하세요.
잘못된 재료 선택
잘못된 소재를 선택하면 생산 문제나 부품 고장이 발생할 수 있습니다. 광범위한 구부림이 필요한 부품에는 경화강을 피하십시오. 알루미늄은 내식성이 뛰어나고 무게가 가볍지만 강철보다 비용이 많이 듭니다. 실외용 부품의 경우 스테인리스 스틸 또는 아연 도금 소재를 사용합니다. 비정상적인 합금을 지정할 때는 재료 가용성과 리드 타임을 확인합니다.
어셈블리 고려 사항 잊어버리기
조립을 염두에 두고 부품을 설계합니다. 용접 건과 리벳 공구를 위한 충분한 간격을 확보하세요. 노치나 탭과 같은 정렬 기능을 포함시켜 위치를 쉽게 지정할 수 있도록 합니다. 조립 작업을 위한 손 접근성을 보장합니다. 자동 위치 지정 기능을 사용하면 복잡한 고정 장치의 필요성을 줄이고 조립 속도를 높일 수 있습니다.
마감 요구 사항 무시
마감은 디자인과 기능 모두에 영향을 미칩니다. 마감 요구 사항을 일찍 지정하세요. 코팅이 잘 붙을 수 있도록 날카로운 모서리를 잘라냅니다. 파우더 코팅의 경우 패러데이 케이지 효과로 인해 페인트가 모서리에 닿지 않는 부분을 피하세요. 도금의 경우 화학 물질을 가두는 디자인을 피하세요. 마감에 따라 전처리가 필요할 수 있으며, 이는 치수에 영향을 줄 수 있습니다.
시작하기
부품 설계는 첫 번째 단계에 불과합니다. 판금 컨셉이 정확하고 효율적으로 제작될 때 진정한 가치가 발휘됩니다. 간단한 설계 규칙을 따르고 올바른 재료를 선택하면 제작을 더 쉽고 예측 가능하게 만들 수 있습니다. 실제 생산을 염두에 두고 굽힘, 구멍, 피처를 계획하여 오류와 낭비를 줄이세요.
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중국의 판금 제조 공장
3호 충밍 로드, 시총 공업구,
둥관시 시파이진 샹시촌,
광동성 523330, 중국