금속 프레스 가공 공정: 가공 종류, 금형 종류, 각각이 맞는 경우
프레스 금형은 프레스 한 번의 스트로크로 판금을 자르고, 굽히고, 성형하고, 드로잉합니다. 이 페이지는 가공의 종류, 이를 조합하는 금형의 종류, 각각이 수지가 맞기 시작하는 수량을 설명합니다.
프레스 가공의 종류
모든 프레스 부품은 이 공정들의 조합입니다. 금형은 스테이션마다 하나씩 여러 공정을 결합합니다.
| 가공 | 내용 | 주의할 점 |
|---|---|---|
| 블랭킹 | 스트립이나 판재에서 부품의 외곽 형상을 잘라냅니다. | 버는 펀치 반대쪽에 생깁니다. 절단면에는 매끈한 전단면과 거친 파단면이 있습니다. |
| 피어싱 | 부품 안쪽에 구멍과 슬롯을 뚫습니다. | 구멍 지름은 소재 두께 이상으로 유지하십시오. 스테인리스와 경질 조질은 더 커야 합니다. |
| 노칭과 트리밍 | 가장자리의 금속을 제거하거나 부품을 최종 외곽으로 잘라냅니다. | 트림 선이 버의 방향과 다른 부품과 맞물리는 가장자리를 결정합니다. |
| 랜싱 | 슬러그를 제거하지 않고 금속을 자르고 들어 올립니다. 탭, 루버, 클립을 만듭니다. | 얇은 소재에서는 랜싱한 형상이 옆의 웹을 변형시킬 수 있습니다. |
| 굽힘 | V형, U형, 와이프 금형으로 직선을 따라 금속을 접습니다. | 스프링백과 압연 방향이 최종 각도와 최소 굽힘 반경을 결정합니다. |
| 성형과 엠보싱 | 평면을 보강하거나 부품을 위치 결정하는 리브, 딤플, 비드를 돌출시킵니다. | 날카로운 반경과 깊은 엠보싱에서 국부적인 두께 감소가 나타납니다. |
| 코이닝 | 높은 힘으로 금속을 눌러 두께를 유지하거나 가장자리를 평평하게 하거나 세부를 선명하게 합니다. | 같은 외곽을 블랭킹하는 것보다 훨씬 큰 톤수가 필요합니다. |
| 익스트루딩 | 뚫은 구멍에서 칼라를 뽑아 나사가 더 많은 나사산에 맞물리게 합니다. | 얇은 판의 탭 구멍에 흔히 쓰입니다. 칼라 높이는 두께로 제한됩니다. |
| 드로잉 | 평평한 금속을 끌어당겨 컵, 박스, 쉘로 만듭니다. | 한 번에 가능한 깊이는 제한되므로 깊은 부품에는 재드로잉과 때로는 풀림 처리가 필요합니다. |
| 파인 블랭킹 | 판을 고정하고 좁은 클리어런스로 전단해 전 면이 전단된 절단면을 얻습니다. | 금형 비용이 더 듭니다. 기어, 캠, 레버처럼 두꺼운 부품에 적합합니다. |
금형 종류
금형 종류가 금형 비용, 부품 단가, 업체가 시간당 만들 수 있는 부품 수를 결정합니다.
단일 공정 금형
프레스 한 번에 한 가지 공정을 수행합니다. 부품은 수작업이나 로봇으로 금형 사이를 이동합니다. 금형 비용은 낮지만 부품당 인건비가 높아 소량 생산과 단순한 부품에 적합합니다.
컴파운드 금형
한 번의 스트로크로 블랭킹과 피어싱을 합니다. 부품이 평평하게 나오며 구멍과 외곽의 위치 관계가 정밀합니다. 형상이 적은 평판 부품으로 제한됩니다.
프로그레시브 금형
코일 스트립이 일렬의 스테이션을 따라 전진합니다. 각 스테이션이 한 가지 공정을 수행하고 마지막 스테이션에서 완성품이 떨어집니다. 캐리어 스트립에 붙어 있는 대량 생산 부품의 기본 방식입니다.
트랜스퍼 금형
부품을 초기에 스트립에서 분리한 뒤 핑거가 스테이션 사이로 옮깁니다. 프로그레시브 금형보다 크고 깊은 부품을 다룰 수 있으며 모든 면에 가공이 가능합니다.
딥드로잉 금형
평평한 블랭크를 여러 번의 드로잉으로 컵과 쉘로 끌어당깁니다. 깊이와 수량에 따라 단독 금형, 프로그레시브 세트, 트랜스퍼 라인으로 운용합니다.
포슬라이드 또는 멀티슬라이드
캠으로 구동되는 슬라이드가 여러 방향에서 와이어나 스트립을 성형합니다. 프레스 금형이 잘 못하는 스프링, 클립, 복잡한 굽힘을 낮은 금형 비용으로 만듭니다.
수량에 맞는 공법
업체들이 보통 견적을 내는 방식에서 모은 대표 범위입니다. 약속이 아닙니다. 실제 수치는 부품을 견적하는 업체가 정합니다.
| 공법 | 대표 부품 | 대표 연간 수량 | 대표 금형 비용 | 대표 리드타임 |
|---|---|---|---|---|
| 단일 공정 금형 | 단순한 평판 부품과 소량 생산 | 50,000 미만 | $2k~$20k | 금형 제작 4~10주 |
| 컴파운드 금형 | 평탄도와 구멍-외곽 정밀도가 필요한 평판 부품 | 5,000 이상 | $5k~$40k | 금형 제작 6~12주 |
| 프로그레시브 금형 | 형상이 많은 평판 및 성형 부품 | 50,000 이상 | $10k~$80k | 금형 제작 10~20주 |
| 트랜스퍼 금형 | 스트립에서 분리되는 더 크거나 깊은 부품 | 20,000 이상 | $20k~$150k | 금형 제작 12~24주 |
| 딥드로잉 | 컵, 쉘, 캔, 밀폐형 케이스 | 25,000 이상 | $15k~$100k | 금형 제작 12~20주 |
| 포슬라이드 또는 멀티슬라이드 | 클립, 스프링, 단자, 와이어 성형품 | 100,000 이상 | $3k~$20k | 금형 제작 6~12주 |
| 레이저 블랭킹 + 프레스 브레이크 | 시제품과 소량 브래킷 | 10,000 미만 | 거의 없음 | 1~4주 |
| 파인 블랭킹 | 전 면이 전단된 절단면을 가진 두꺼운 평판 부품 | 50,000 이상 | $40k~$200k | 금형 제작 14~26주 |
대표적인 설계 한계
첫 도면 검토를 위한 출발점이며 사양이 아닙니다. 업체가 소재와 조질에 맞춰 확인합니다.
- 피어싱 구멍 지름연강에서는 소재 두께의 1배 이상. 스테인리스와 스프링 조질에서는 1.5~2배를 사용하십시오.
- 구멍에서 가장자리까지두께의 1.5~2배 이상. 그렇지 않으면 가장자리가 부풉니다.
- 구멍에서 굽힘선까지두께의 2배에 굽힘 반경을 더한 값 이상. 그렇지 않으면 구멍이 늘어나 타원이 됩니다.
- 내측 굽힘 반경연성 강에서는 두께의 1배 이상. 알루미늄 6061과 경질 조질에서는 더 크게 합니다.
- 굽힘 릴리프소재 두께 이상의 폭을 가진 노치. 모서리에서 금속이 찢어지지 않도록 합니다.
- 플랜지 길이두께의 2.5배에 굽힘 반경을 더한 값 이상. 굽히는 동안 플랜지가 금형 안에 머물게 합니다.
- 첫 드로잉연강에서 블랭크 대 컵 지름 비율이 약 1.8~2. 그보다 깊으면 약 1.2~1.4의 재드로잉이 필요합니다.
버 높이 한도 와 추가 비용이 드는 공차 에서 가격을 가장 크게 움직이는 두 가지 지시를 다룹니다.
프레스 부품이 만들어지는 과정
도면에서 출하까지. 금형이 먼저이므로 일정은 프레스가 아니라 금형이 정합니다.
도면 검토
업체가 소재, 두께, 공차, 형상을 확인하고 금형 비용을 올리는 요소를 짚어 줍니다. 가격 변동의 대부분이 이 단계에서 생깁니다.
금형 설계와 제작
금형 공장이 스트립 레이아웃과 스테이션을 설계하고 와이어 방전, 밀링, 연삭으로 금형을 제작합니다. 금형 제작 기간은 보통 6~24주입니다.
트라이아웃과 초도품
금형을 프레스에서 돌려 샘플을 도면과 대조해 측정하고, 양산이 시작되기 전에 구매자가 승인합니다.
코일에서 양산
코일이 정해진 스트로크 속도로 프레스에 공급됩니다. 센서가 오이송과 단이송을 감시하고 작업자는 일정 주기로 부품을 확인합니다.
2차 가공
금형이 할 수 있는 것 이상이 필요한 부품은 버 제거, 탭 가공, 용접, 도금, 조립으로 넘어갑니다.
검사와 출하
업체가 관리 계획에 따라 샘플을 검사하고, 녹과 손상을 막도록 포장해 납품 계획에 맞춰 출하합니다.
2차 가공
금형이 할 수 없거나 금형 밖에서 하는 것이 저렴할 때 프레스 이후에 하는 작업입니다. 각각 취급 작업이 늘고, 외주 업체와 운송 구간이 추가되는 경우도 많으므로 견적 요청에 적어 주십시오.
- 버 제거, 텀블링, 진동 마감
- 탭 가공과 나사 성형
- 스폿, 프로젝션, 레이저 용접
- 아연, 니켈, 주석 도금
- 스테인리스강 부동태 처리
- 전착 도장, 분체 도장, 페인트
- 스프링강 열처리와 응력 제거
- 리벳팅과 셀프 클린칭 체결 부품
- 조립과 키팅
- 마킹, 세척, 포장
자주 묻는 질문
내 부품에 어떤 프레스 공법이 맞는지 어떻게 알 수 있습니까?
네 가지가 결정합니다. 연간 수량, 부품 크기, 드로잉 깊이, 형상의 수입니다. 형상이 많은 대량 부품은 대체로 프로그레시브 금형이 맞습니다. 깊은 컵은 드로잉 금형, 스트립에 붙어 있을 수 없는 큰 부품은 트랜스퍼 금형이 맞습니다. 연간 수천 개 미만에서는 레이저 블랭킹과 프레스 브레이크 성형이 어떤 금형보다 저렴한 경우가 많습니다.
하나의 부품에 두 가지 이상의 공법을 쓸 수 있습니까?
네. 부품을 프로그레시브 금형에서 블랭킹과 성형한 뒤 프레스 밖에서 탭 가공, 용접, 도금하는 경우가 있습니다. 모든 견적서에 전체 공정과 각 공정의 담당자를 적도록 요청하십시오.
프레스 가공이 절삭 가공보다 저렴합니까?
수량이 많으면 개당으로는 그렇습니다. 금형이 프레스 한 번의 스트로크로 부품을 만들기 때문입니다. 다만 금형 비용을 먼저 지불해야 하므로 소량에서는 절삭 가공이나 레이저 절단이 보통 유리합니다. 손익분기점은 부품에 따라 다르지만 연간 수천 개에서 수만 개 사이인 경우가 많습니다.
도면이 준비되셨습니까? 매칭을 받아 보십시오.
소재, 두께, 연간 수량과 함께 도면을 보내 주십시오. 최대 3개 프레스 업체를 매칭하고 24영업시간 이내에 회신드립니다.