성형 후 판금 평탄화 및 곧게 펴기

이러한 한계를 유지하면 수동으로 다시 정렬할 필요가 없고 누출이 적으며 조립 속도가 빨라지는 등 다운스트림 문제를 방지할 수 있습니다. 또한 평탄도는 코팅 접착력을 향상시키고 용접 시 응력을 줄여줍니다. 요컨대, 일관된 평탄도는 예측 가능한 성능을 의미합니다.

판금 왜곡의 원인

뒤틀림은 무작위로 발생하는 것이 아니라 금속의 표면이나 두께에 고르지 않은 응력으로 인한 물리적 결과입니다. 대부분의 성형 후 평탄도 문제는 공정에 따른 응력과 재료에 따른 두 가지 주요 요인으로 인해 발생합니다.

프로세스 중심 스트레스

모든 제조 단계는 소재의 내부 밸런스를 변경합니다.

• 열 프로세스 다음과 같은 레이저 또는 플라즈마 절단 국소 가열 구역을 도입합니다. 불균일하게 냉각되면 절단 모서리를 따라 잔류 응력이 형성됩니다.
• 기계적 성형-굽힘, 스탬핑, 딥 드로잉-시트의 한 쪽을 늘리면서 다른 쪽을 압박합니다. 풀면 불균형으로 인해 스프링백 또는 컬링이 발생합니다.
• 고정 장치 설정 시트가 균일하게 지지되지 않으면 중력이나 클램핑 힘으로 인해 대형 패널이 뒤틀릴 수 있습니다.

예를 들어, 롤링 방향을 따라 구부러진 1.5mm 스테인리스 스틸 패널의 경우 최대 0.2mm의 스프링백 공구 설계 또는 추후 레벨링으로 보정하지 않는 한. 공정 순서와 성형 에너지를 제어하면 이러한 응력 차이를 줄이는 데 도움이 됩니다.

자료 중심 요인

시트의 이력(롤링, 코일링, 보관 방법)은 성형 시 작동 방식에 직접적인 영향을 미칩니다.

• 코일 롤링으로 인한 잔류 응력: 코일을 풀면 바깥쪽 층이 안쪽 층보다 더 많이 팽창하여 장력이 고르지 않게 풀립니다.
• 그레인 방향: 금속은 방향성이 있기 때문에 결을 가로질러 성형하면 스프링백을 예측하기 어려운 경우가 많습니다.
• 두께 및 경도 변화: 작은 변화에도 탄성 회복률이 달라져 표면 전체에 고르지 않은 변형이 발생할 수 있습니다.

고강도 강철은 변형에 저항하는 경향이 있지만 더 많은 에너지를 저장하기 때문에 나중에 수평을 맞추기가 더 어렵습니다. 반면 알루미늄과 같이 부드러운 소재는 쉽게 변형되지만 강성이 낮기 때문에 처지거나 파문이 생길 수 있습니다. 이러한 거동을 조기에 파악하면 엔지니어는 최종 성형 전에 적절한 평탄화 또는 응력 완화 단계를 계획할 수 있습니다.

평평하게 하고 곧게 펴는 일반적인 방법

금속 부품이 성형된 후 평탄도를 복원하는 것은 응력 재분배와 공정 효율성 사이의 균형이 중요합니다. 다양한 기술이 다양한 수준의 정밀도, 속도 및 비용 효율성을 제공합니다.

수동 및 기계 기술

수동 교정은 프로토타입, 수리 작업 및 소량 생산에 여전히 실용적인 선택입니다. 이 방법은 뒤틀림이나 비틀림을 방지하기 위해 국소적인 힘을 가하는 데 의존합니다.

• 망치 또는 망치 수정: 숙련된 작업자는 직선자 또는 빛 반사를 사용하여 높은 지점을 식별한 다음, 특정 영역을 늘리거나 압축하기 위해 부드럽고 제어된 타격을 가합니다.
• 곧게 펴기를 누릅니다: 기계식 또는 유압식 프레스는 평평한 다이 또는 플레이트를 사용하여 균일한 힘을 가하여 중간 크기의 부품에 더 나은 일관성을 달성합니다.
• 불꽃이 곧게 펴집니다: 볼록한 부분에 선택적으로 열을 가하여 냉각 시 수축하여 시트를 평평하게 만듭니다. 이 방법은 두꺼운 섹션에 적합하지만 과도하게 경화되거나 변색되지 않도록 주의해서 수행해야 합니다.

이러한 수동 접근 방식은 독특하거나 불규칙한 부품에는 효과적이지만 기술자의 경험에 크게 의존합니다. 유연성을 제공하지만 시간이 많이 걸리고 대량 생산 환경에서는 정밀하게 반복하기 어렵습니다.

롤러 레벨링

롤러 레벨링은 성형 후 뒤틀림을 보정하는 데 가장 널리 사용되는 산업 방식입니다. 이 공정은 금속 표면 위와 아래에 교대로 배열된 일련의 오프셋 롤러를 통해 시트를 공급합니다.

각 롤러는 시트를 반대 방향으로 약간 구부려서 일련의 작고 제어된 굴곡을 만듭니다. 이렇게 장력과 압축이 번갈아 가면서 재료의 두께에 따라 내부 응력을 균일하게 재분배합니다.

주요 변수는 다음과 같습니다:

• 롤러 수 및 간격: 롤러가 많을수록(일반적으로 17~21개) 균주 분포가 더 부드러워집니다.
• 침투 깊이: 평탄화를 위한 소성 변형 정도를 결정합니다.
• 라인 텐션: 시트를 안정적으로 유지하고 가공 중 반동을 방지합니다.

롤러 레벨러를 적절히 조정하면 0.5~3mm 두께의 재료에서 평탄도 편차를 ±0.1mm로 줄일 수 있습니다. 대형 시트의 경우 성형 전에 사전 레벨링 단계를 적용하여 코일 메모리를 제거할 수 있습니다.

롤러 레벨링은 평탄도를 복원하는 것 외에도 잔류 응력 균형을 개선하여 용접 또는 분체 도장 시 향후 변형을 줄여줍니다. 반복성이 뛰어나며 일관성이 가장 중요한 자동화된 생산 라인에 적합합니다.

정밀 레벨링 머신

정밀 레벨링은 정확도를 한층 더 높여줍니다. 이 시스템은 서보 제어 롤러, 부하 센서, 폐쇄 루프 피드백을 결합하여 정확하고 반복 가능한 결과를 제공합니다.

표준 롤러 레벨러와 달리 정밀 모델은 가공 중 롤러 압력과 처짐을 지속적으로 모니터링합니다. 재료의 변화를 보정하도록 자동으로 설정을 조정하여 각 시트가 공차 범위 내에서 라인을 벗어나지 않도록 합니다.

이 방법은 다음과 같은 경우에 이상적입니다:

• 고부가가치 구성 요소 의료용 하우징, 항공우주용 브래킷 또는 광학 프레임과 같은 제품입니다.
• 얇거나 섬세한 소재 경미한 롤러 자국이나 구부러짐을 피해야 하는 곳입니다.
• 문서화된 평탄도 데이터가 필요한 생산ISO 9001 또는 PPAP 관리를 받는 경우가 많습니다.

비교 개요