판금 벤딩은 간단해 보이지만 금속은 장력과 압축의 복잡한 조합을 거칩니다. 이러한 힘이 조금이라도 변하면 부품은 더 이상 의도한 모양을 유지하지 못합니다.
변형은 예측 가능한 이유로 발생합니다. 응력이 시트를 통해 이동하는 방식을 이해하면 설계자와 작업자가 공정을 더 잘 제어할 수 있습니다. 이러한 지식은 부품이 생산 현장에 도착하기 전에 뒤틀림, 휨, 비틀림 및 치수 오류를 방지하는 데 도움이 됩니다.
일반적인 변형 패턴
다양한 유형의 왜곡은 다양한 스트레스 불균형에서 비롯됩니다. 패턴을 인식하면 근본 원인을 더 쉽게 추적할 수 있습니다.
워핑 및 비틀기
뒤틀림은 구부러진 부분의 한쪽이 다른 쪽보다 더 많이 늘어날 때 발생합니다. 0.1mm의 신축성 차이도 300~600mm 패널에서는 몇 도의 비틀림으로 바뀝니다. 1.5mm 미만의 얇은 시트는 강성이 부족하기 때문에 가장 강하게 반응합니다.
작업자는 평평한 테이블 위에서 부품이 흔들리거나 조립 중에 확장된 플랜지가 똑바로 놓이지 않을 때 종종 이 문제를 확인합니다.
오일 캔 및 표면 파
넓은 패널은 구부리는 동안 내부 장력이 손실되고 부드러운 잔물결을 형성합니다. 이는 쉽게 구부러지기 때문에 1.0~1.5mm 소재에서 가장 자주 나타납니다.
손가락으로 가볍게 누르면 패널이 "튀어나오는" 현상이 발생할 수 있습니다. 이러한 불안정성은 성형 후 패널 전체에 고르지 않은 응력이 방출되기 때문에 발생합니다.
짧은 굴곡에서 플랜지 붕괴
플랜지는 펀치력에 견딜 수 있는 충분한 길이가 필요합니다. 플랜지가 V-다이 개구부보다 짧으면 똑바로 유지되지 않습니다.
예를 들어 8mm 다이로 1.2mm 강철을 구부리려면 최소 8~10mm의 플랜지가 필요합니다. 그보다 짧으면 아무리 숙련된 작업자라도 바깥쪽으로 접히거나 부풀어 오르게 됩니다.
벤드 라인 근처의 구멍 및 피처 왜곡
구부리면 굽힘 영역이 8-15% 늘어납니다. 이 영역 안에 구멍이 있으면 그 주변의 금속이 고르지 않게 늘어납니다.
원형 구멍이 타원형으로 바뀝니다. 슬롯이 옆으로 이동합니다. 탭은 재질과 두께에 따라 0.2~0.6mm 정도 이동합니다. 알루미늄과 같은 부드러운 금속은 더 빨리 변형됩니다.
판금 굽힘 변형의 원인
대부분의 판금 절곡 결함은 한 번의 실수로 인해 발생하는 것이 아닙니다. 설계, 소재, 벤딩 공정 간의 상호 작용에서 비롯됩니다.
스트레스를 증폭시키는 설계 요인
작은 결정이 국지적인 스트레스를 크게 증가시킬 수 있습니다:
- 구부러진 부분에 너무 가까운 구멍이나 슬롯은 구부러진 부분을 약화시킵니다.
- 다이 개구부보다 짧은 플랜지는 굽힘을 안정화할 수 없습니다.
- 반경이 좁으면 외부 표면에 과부하가 걸리고 늘어나거나 갈라질 수 있습니다.
- 불균형한 지오메트리는 약한 쪽을 향해 구부러집니다.
피처를 1~2mm 더 멀리 이동하는 것과 같은 간단한 변경으로 변형을 없앨 수 있습니다.
변형을 유발하는 머티리얼 동작
금속마다 구부러지는 방식이 다릅니다:
- 얇은 소재는 사소한 불일치를 과장합니다.
- 알루미늄은 쉽게 늘어나고 더 많은 물결 모양을 보여줍니다.
- 스테인리스 스틸은 더 높은 힘이 필요하고 더 세게 튕겨져 나옵니다.
- 결 방향에 따라 금속이 장력을 견디는 방식이 달라집니다.
입자 방향 오류만으로도 균열 위험이 20~40%까지 증가할 수 있습니다.
정확도에 영향을 미치는 프로세스 조건
굽힘 설정은 머티리얼이 움직이는 방식에 큰 영향을 미칩니다:
- 잘못된 벤딩 시퀀스는 모서리에 응력을 가둡니다.
- 마모된 도구는 굽힘선을 0.05~0.10mm 이동시킵니다.
- 지지되지 않은 플랜지는 자체 무게로 인해 처집니다.
- 용접이나 마킹으로 인한 열로 인해 왜곡이 지연됩니다.
- 브레이크 전체에 걸쳐 톤수가 고르지 않으면 각도가 가늘어집니다.
완벽한 디자인과 소재를 사용하더라도 공정이 불안정하면 패널이 허용 오차를 넘어 뒤틀릴 수 있습니다.
변형 방지를 위한 디자인 전략
좋은 설계는 절곡 전 응력을 줄여줍니다. 형상, 간격, 반경이 실제 성형 조건에서 금속이 작동하는 방식과 일치하면 부품이 안정적이고 일관된 상태를 유지합니다.
머티리얼의 한계에 맞는 굽힘 반경 사용
반경이 소재의 안전한 탄성 플라스틱 범위 이하로 변형률을 유지할 때 금속은 깔끔하게 구부러집니다. 반경이 너무 좁으면 내부가 너무 급격하게 압축되고 시트가 흡수할 수 있는 범위 이상으로 외부가 늘어납니다.
프로덕션에서 사용되는 실제 반경 가이드라인입니다:
| 소재 | 최소 내부 반경 | 참고 |
|---|---|---|
| 온화한 강철 | 1.0 × 두께 | 안정적인 성형, 낮은 스프링백 |
| 스테인레스 스틸 | 1.5 × 두께 | 더 높은 힘, 더 강한 리바운드 |
| 알루미늄 5052 | 1.5-2.0 × 두께 | 부드럽고 표면이 찌그러지기 쉬운 제품 |
| 알루미늄 6061-T6 | 2.0 × 두께 이상 | T6 성질에서 부서지기 쉬움, 균열 위험 |
반경이 너무 작은 경우:
- 0.8-1.0mm 강철이 주름 안쪽에 형성되어 바깥쪽 결을 잡아당깁니다.
- 알루미늄은 변형률을 확대하여 표면의 물결 모양을 유발합니다.
- 스테인리스 스틸은 구부린 후에만 나타나는 미세 균열이 발생합니다.
- 스프링백 경도에 따라 0.5-1.5° 증가합니다.
반경이 약간 더 크면 굽힘이 안정화되고 압력이 감소하며 대량 생산 시 각도를 더 쉽게 제어할 수 있습니다.
구멍, 슬롯 및 컷아웃을 구부러진 선에서 충분히 멀리 배치합니다.
특징은 굽힘 영역을 약화시킵니다. 펀치로 금속을 강제로 회전시키면 근처의 컷아웃이 '스트레치 포인트'가 되어 타원형 구멍이 생기거나 위치가 이동합니다.
업계에서 검증된 간격 규칙:
- 최소 간격: 2 × 두께
- 얇은 시트(≤1.0mm)에 권장됩니다: 3 × 두께
- 큰 구멍의 경우: 구멍 직경 + 두께
- 슬롯 또는 노치의 경우: 간격 ≥ 슬롯 너비 × 2
실제 프로덕션에서 흔히 볼 수 있는 왜곡 정도입니다:
- 구멍 이동 0.2-0.6mm
- 슬롯이 5-12%만큼 길어집니다.
- 탭이 0.15-0.30mm 드리프트됨
간격을 늘릴 수 없는 경우 벤드 릴리프 컷아웃 또는 수정된 벤드 시퀀스를 사용하면 응력을 흡수하는 데 도움이 됩니다.
플랜지 길이를 구부러진 부분을 지탱할 수 있을 만큼 충분히 길게 유지하세요.
짧은 플랜지는 펀치의 압력을 견딜 수 없기 때문에 붕괴, 말림 또는 리플이 발생합니다.
V-다이 크기를 기준으로 한 최소 플랜지 길이:
| 시트 두께 | 일반적인 V-다이 오프닝 | 최소 플랜지 길이 |
|---|---|---|
| 1.0mm | 8mm | 8-10mm |
| 1.2-1.5mm | 10-12 mm | 10-14 mm |
| 2.0mm | 16 mm | 16-18 mm |
다이 폭보다 짧은 플랜지는 거의 항상 변형됩니다. 플랜지를 1~2mm 늘리거나 더 작은 다이를 사용하면 안정성이 크게 향상됩니다.
벤드 릴리프를 추가하여 찢어짐 및 모서리 왜곡 감소
릴리프는 시트가 확장 및 축소될 수 있는 공간을 제공합니다. 재료가 두 개의 상반된 힘에 맞서 싸우는 코너 영역을 보호합니다.
권장 릴리프 치수:
- 너비: 시트 두께 ≥
- 깊이: 반경 + 두께 ≥
- 모양: 스테인리스/알루미늄의 경우 직사각형 또는 원형
프로덕션에서 얻을 수 있는 이점:
- 모서리 가장자리 깔끔하게 정리
- 고강도 강철의 찢어짐 감소
- 90°의 좁은 굴곡에서 V자 주름 방지
- 브러시드 알루미늄의 외관 결함 감소
한쪽으로 치우치지 않도록 지오메트리 균형 맞추기
금속은 약한 쪽을 향해 구부러집니다. 큰 컷아웃, 긴 슬롯 또는 비대칭 플랜지는 강성이 고르지 않고 뒤틀림을 유발합니다.
디자이너는 다음과 같은 방법으로 강성을 개선할 수 있습니다:
- 가능한 경우 양쪽 컷아웃 미러링
- 리브, 밑단, 리턴 벤드 또는 작은 플랜지 추가하기
- 고응력 영역의 벽 두께 증가
- 대형 U자형 부품에 코너 거셋 추가하기
5% 정도의 작은 강성 불균형도 350~400mm 채널을 비틀어 조립 간극을 일으킬 수 있습니다.
금속이 자연스럽게 움직일 수 있도록 굽힘 시퀀스 계획하기
제어된 시퀀스를 통해 시트가 내부 응력을 가두지 않고 자유롭게 회전할 수 있습니다.
프로덕션 스튜디오에서 사용되는 일반적인 시퀀싱 원칙입니다:
- 먼저 큰 각도로 구부리기
- 작은 플랜지가 오래 지속되나요?
- 너무 일찍 상자 모양을 만들지 마십시오.
- 가능한 한 오랫동안 시트를 최대한 평평하게 두세요.
- 나중에 구부릴 때 부품을 지지하여 회전 드리프트를 방지합니다.
안정적인 굽힘 시퀀스는 설계를 변경하지 않아도 비틀림을 30~50%까지 줄이는 경우가 많습니다.
재료 선택 및 준비
소재는 금속이 응력 하에서 어떻게 작동하는지를 제어합니다. 올바른 등급, 두께 및 결 방향을 선택하면 굽힘을 더 예측할 수 있고 무거운 보정의 필요성을 줄일 수 있습니다.
필요한 굽힘 성능에 따라 머티리얼을 선택합니다.
재료에 따라 위험성이 다릅니다:
- 온화한 강철: 쉬운 성형, 낮은 스프링백, 복잡한 다중 굴곡 형상에 적합
- 알루미늄 5052: 구부러짐이 좋지만 쉽게 늘어납니다.
- 알루미늄 6061-T6: 강하고 뻣뻣하지만 좁은 굴곡에서 균열이 발생합니다.
- 스테인리스 304: 강력한 스프링백 및 높은 톤수 수요
- 고강도 강철: 반경에 민감하고 각도 드리프트가 발생하기 쉽습니다.
부품이 서로 가깝게 여러 번 구부러져야 하는 경우 일반적으로 연강 또는 5052 알루미늄이 가장 안정적인 결과를 만들어냅니다.
강성 요구 사항에 맞는 두께 선택
얇은 시트는 빠르게 변형됩니다. 가볍고 비용 효율적이지만 더 엄격한 설계 제어가 필요합니다.
변형이 급격히 증가하는 일반적인 임계값입니다:
- 1.2mm 이하의 강철
- 1.5mm 이하의 알루미늄
- 1.0mm 미만의 스테인리스
두께를 0.2~0.3mm만 늘려도 실제 생산에서 비틀림을 최대 40%까지 줄일 수 있습니다.
크랙 위험을 줄이고 스프링백을 제어하는 그레인 방향 선택
그레인 방향은 구부릴 때 늘어나는 데 영향을 줍니다.
프로덕션에서 관찰된 효과:
- 곡물을 가로질러 구부리면 균열 위험이 20-40% 증가합니다.
- 곡물과 함께 구부리면 균열이 줄어들지만 스프링백이 1-2° 증가합니다.
- 알루미늄은 강철보다 입자 감도가 더 높습니다.
- 스테인리스 스틸은 입자에 따른 상당한 스프링백 변화를 보여줍니다.
디자이너는 종종 평면 패턴을 회전하여 중요한 굴곡을 더 안전한 그레인 방향에 맞추기도 합니다.
두께와 경도가 일정한 소재 사용
시트 품질에 따라 금속이 튀어나오거나 구부러지지 않는 정도가 달라집니다.
일반적인 재료 허용 오차 범위:
- 두께: ±0.03-0.05 mm
- 경도(HB): ±10-15
- 화학 성분의 변화는 스프링백에 0.5-1.0°의 영향을 줄 수 있습니다.
좁은 공차 등급을 요청하거나 동일한 코일의 재료를 사용하면 배치 간 각도 편차를 줄일 수 있습니다.
민감한 합금의 경우 응력 완화 또는 사전 굽힘 고려하기
일부 재료에는 다음과 같은 잔류 응력이 포함되어 있습니다. 롤링또는 펀칭. 이러한 응력은 굽힘 중에 예측할 수 없이 방출됩니다.
유용한 사례:
- 알루미늄 5052/6061용 광 어닐링
- 고강도 강재를 위한 응력 완화 열처리
- 대량 생산 전 스프링백 측정을 위한 소규모 시험 굽힘
- 대형 패널의 직선 레벨링으로 내부 장력 감소
이 단계는 성형 전에 얇거나 열처리된 부품을 안정화하는 데 도움이 됩니다.
툴링 및 지원 방법
툴링은 프레스 브레이크가 판재에 힘을 전달하는 방식을 정의합니다. 툴링이 소재와 벤딩 형상에 올바르게 일치하면 변형이 급격히 감소하고 반복성이 향상됩니다.
재료 및 반경 요구 사항에 맞는 펀치 및 다이 선택
펀치 반경과 V-다이 폭은 금속의 변형 경로를 결정합니다. 불일치가 발생하면 재료 응력과 스프링백 변동이 모두 증가합니다.
업계 관행:
- V-오프닝6-12 × 재료 두께1.0mm 강철 → 8-10mm V-다이
- 2.0mm 스틸 → 16-20mm V-다이
- 펀치 팁 반경: 연강: R = 0.6-1.0mm
- 스테인리스: R = 1.0-1.5mm
- 알루미늄: R = 1.2-2.0mm
성능에 미치는 영향:
- 올바른 다이 개방으로 에어 벤딩에서 ±0.5°까지 각도 반복성 향상
- 바닥면은 일반적으로 ±0.3°까지 개선됩니다.
- 코이닝은 ±0.2°를 제공하지만 톤수를 3~5배 증가시키고 공구 마모를 가속화합니다.
대형 금형은 각도가 둥글고 일정하지 않습니다. 크기가 작은 금형은 특히 두께 1배 미만의 굽힘 반경에서 부품에 구김, 주름 또는 균열을 일으킵니다.
깨끗하고 손상되지 않은 도구 표면 유지
공구 자국은 결함의 일부가 됩니다. 다이 릿지에 있는 칩 하나만 있어도 벤딩 라인이 0.05~0.10mm 이동될 수 있습니다. 얇은 알루미늄은 이를 증폭시켜 먼지나 코팅이 벗겨져도 움푹 들어간 부분이 나타납니다.
모범 사례에는 다음이 포함됩니다:
- 배치 간 금형 청소
- 미세한 돌로 내장된 버 제거하기
- 설정 중 금속 대 금속 긁힘 방지
- 필러 게이지로 펀치 직진도 확인
0.8~1.2mm 소재를 절곡하는 작업장에서는 일반적으로 300~500번 절곡할 때마다 공구 상태를 검사합니다. 대량의 스테인리스 작업은 더 높은 압력과 마찰로 인해 더욱 세밀한 점검이 필요합니다.
길거나 유연한 부품을 지지하여 처짐 및 각도 드리프트 방지
중력은 정확도에 영향을 미칩니다. 확장된 플랜지는 몇 밀리미터만 처지지만 얇은 게이지에서는 그 정도면 각도가 1~2° 정도 이동합니다.
지원 권장 사항:
- 300-350mm보다 긴 부품은 서포트 암을 사용해야 합니다.
- 얇은 알루미늄(≤1.5mm)은 백게이지 윙 또는 2점 지지대가 필요합니다.
- 폭이 600mm 이상인 패널에는 조정 가능한 전면 테이블이 필요한 경우가 많습니다.
지지되지 않으면 부품이 회전하여 한쪽이 더 깊게 구부러집니다. 그 결과 테이퍼는 길이 300mm당 1° 차이가 날 수 있습니다.
불안정하거나 강성이 낮은 지오메트리에 사용자 지정 픽스처 사용
경량 부품, 천공 패널, 좁은 플랜지는 표준 백 게이지에 깔끔하게 장착되지 않습니다.
사용자 지정 지원으로 이 문제를 해결합니다:
- 전체 표면 접촉 제공
- 펀치 맞물림 중 회전 방지
- 비대칭 부품을 일관된 위치로 안내하기
고정 장치는 강성이 낮고 공차가 엄격한 HVAC 패널, 전자 인클로저 및 얇은 스테인리스 부품에 표준으로 사용됩니다.
결론
판금은 디자인, 소재, 툴링, 공정이 모두 함께 작동할 때 가장 잘 구부러집니다. 각각의 선택은 구부리는 동안 금속이 늘어나고 압축되는 방식에 영향을 미칩니다. 이러한 선택이 안정적인 한도 내에서 유지되면 부품의 모양이 유지됩니다. 각도가 목표에 가깝게 유지됩니다. 표면이 평평하게 유지됩니다. 구멍이 제 위치를 유지합니다.
대부분의 변형은 몇 가지 익숙한 원인에서 비롯됩니다. 반경이 좁으면 변형이 증가합니다. 짧은 플랜지는 지지력을 잃습니다. 굽힘선 근처의 구멍이 뒤틀립니다. 얇은 시트는 사소한 변화에 강하게 반응합니다. 단단한 소재는 더 많이 튀어나옵니다. 공구 마모, 고르지 않은 힘, 잘못된 굽힘 순서는 더 많은 변형을 유발합니다.
새로운 부품을 작업하거나 기존 디자인을 개선하려는 경우 깔끔하게 구부릴 수 있도록 도와드릴 수 있습니다. 도면, 두께, 선택한 소재를 전송할 수 있습니다.. 디자인을 검토하고, 간단한 변경을 제안하고, 더 나은 반경을 추천하거나, 뒤틀림이나 왜곡을 유발할 수 있는 위험을 지적할 수 있습니다.
안녕하세요, 저는 케빈 리입니다
지난 10년 동안 저는 다양한 형태의 판금 제작에 몰두해 왔으며 다양한 워크숍에서 얻은 경험에서 얻은 멋진 통찰력을 이곳에서 공유했습니다.
연락하세요
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.



