스탬핑

3. 프레스 가공의 종류 및 특징

프레스 가공은 사용되는 프레스 기계나 수행하는 가공 내용에 따라 다양한 종류로 나뉘지만, 일반적으로 다른 기계 가공에 비해 생산성이 높아 대량 생산에 적합하며, 연속 가공도 가능하다. 많은 경우 이러한 연속 가공은 자동화가 쉬워 생산성 향상을 기대할 수 있다. 연속 가공을 통해 바로 조립 가능한 부품 (기계 요소)을 제조할 수 있으며, 강판 등에 대한 금속 가공의 경우, 프레스 가공으로 제조된 금속 부품이 많은 공업 제품의 주요 구조 요소 (프레임 등)로도 사용된다.

기본적으로 프레스 가공은 소성 (유연하고, 한번 고정된 형태가 유지되는 것)이 있다면 대부분의 소재에 이용할 수 있지만, 특히 금속 가공 (판금 가공)이 잘 알려져 있으며, 금속판을 입체적으로 변형시킴으로써, 다양한 공업 제품이 제조되고 있다.

프레스 가공의 가장 원시적인 형태는 단조에서 찾을 수 있다. 단조에서는 금속을 한 번에 변형시키기에는 힘이 부족하지만, 연속적으로 두드림으로써 단계적으로 금속의 형태를 가공한다. 프레스 가공에서는 프레스 기계라는 큰 압력을 발생시키는 장치로 한 번에 대폭적인 가공을 가능하게 하지만, 그래도 금속 가공의 종류에 따라서는 수 단계로 가공 절차를 나누어 임의의 형태로 변형시키기도 한다.

피어싱과 절단은 스탬핑 프레스에서도 수행할 수 있다.

3. 1. 굽힘 (Bending)

3. 2. 플랜징 (Flanging)

3. 3. 엠보싱 (Embossing)

3. 4. 블랭킹 (Blanking)

3. 5. 코이닝 (Coining)

3. 6. 드로잉 (Drawing)

3. 7. 아이어닝 (Ironing)

3. 8. 리듀싱/네킹 (Reducing/Necking)

3. 9. 컬링 (Curling)

3. 10. 헤밍 (Hemming)

3. 11. 프로그레시브 스탬핑 (Progressive Stamping)

4. 윤활

마찰학 과정은 마찰을 발생시키며, 이는 공구와 금형 표면을 긁힘이나 융착으로부터 보호하기 위해 윤활제의 사용을 필요로 한다.^[1] 윤활제는 또한 판금과 완성된 부품을 동일한 표면 마모로부터 보호하고, 찢어짐, 찢김, 주름을 방지하여 탄성 재료 흐름을 촉진한다.^[1] 이 작업에 사용할 수 있는 다양한 윤활제가 있는데, 여기에는 식물성 및 광물성 오일 기반, 동물성 지방 또는 라드 기반, 흑연 기반, 비누 및 아크릴 기반 건조 필름이 포함된다.^[1] 업계의 최신 기술은 '''고분자 기반 합성 윤활제'''이며, 이는 '''무유 윤활제'''라고도 한다.^[1] '''"수성"''' 윤활제라는 용어는 더 전통적인 오일 및 지방 기반 화합물을 포함하는 더 큰 범주를 의미한다.^[1]

5. 시뮬레이션

판금 성형 시뮬레이션은 판금 스탬핑 공정을 컴퓨터를 이용하여 계산하는 기술로,^[7][8] 균열, 주름, 스프링백 및 재료 얇아짐과 같은 일반적인 결함을 예측한다. 성형 시뮬레이션이라고도 알려진 이 기술은 비선형 유한 요소 분석의 특정 응용 분야이다. 이 기술은 특히 자동차 산업과 같이 시장 출시 시간, 비용 및 린 제조가 회사의 성공에 중요한 역할을 하는 제조 산업에서 많은 이점을 제공한다.

스탬핑 시뮬레이션은 판금 부품 설계자 또는 공구 제작자가 실제 공구를 제작하는 비용 없이 판금 부품을 성공적으로 제조할 가능성을 평가하고자 할 때 사용된다. 스탬핑 시뮬레이션을 통해 모든 판금 부품 성형 공정을 PC의 가상 환경에서 적은 비용으로 시뮬레이션할 수 있다.

스탬핑 시뮬레이션의 결과는 판금 부품 설계자가 저비용 제조를 위해 부품을 최적화하기 위해 대체 설계를 매우 빠르게 평가할 수 있게 해준다.

6. 마이크로스탬핑

마이크로스탬핑은 소형화 추세에 따라 연구되는 판금 부품 스탬핑 기술이다. 2000년대 초중반 마이크로 펀칭 기계의 초기 개발, 2010년대 노스웨스턴 대학교의 마이크로 벤딩 기계 제작 및 테스트 등 마이크로스탬핑 도구는 기계 가공 및 화학적 에칭의 대안으로 연구되고 있다.^[10][11][12]

마이크로스탬핑은 전기 커넥터, 마이크로메쉬, 마이크로 스위치, 전자총용 마이크로 컵, 손목시계 부품, 휴대용 장치 부품, 의료 기기 등 다양한 분야에 활용되지만,^[10][11][12] 품질 관리, 대량 생산 적용, 기계적 특성에 대한 재료 연구 등 해결해야 할 과제들이 남아있다.

일반적으로 프레스 가공은 다른 기계 가공에 비해 생산성이 높아 대량 생산에 적합하며, 연속 가공도 가능하다. 자동화가 쉽고 생산성 향상을 기대할 수 있으며, 연속 가공을 통해 바로 조립 가능한 부품을 제조할 수 있다. 프레스 가공으로 제조된 금속 부품은 많은 공업 제품의 주요 구조 요소(프레임 등)로 사용된다.

7. 산업별 응용

프레스 가공은 다양한 산업 분야에서 활용된다. 특히 금속 가공(판금 가공)에 널리 사용되며, 금속판을 입체적으로 변형시켜 다양한 공업 제품을 제조한다.

프레스 가공이 사용되는 산업 분야는 다음과 같다.

이 가공 방법은 대량 생산에 적합하며, 연속 가공도 가능하다. 많은 경우 자동화하기 쉽고, 생산성 향상도 기대할 수 있다. 또한 연속 가공을 통해 바로 조립 가능한 부품을 제조할 수 있으며, 프레스 가공으로 제조된 금속 부품은 많은 공업 제품의 주요 구조 요소(프레임 등)로 사용된다.

참조

_[1] 서적 Manufacturing Engineering and Technology Prentice Hall
_[2] 웹사이트 Metal Stamping History {{!}} Thomas Engineering Company http://www.thomaseng[...] 2015-06-26
_[3] 서적 From the American System to Mass Production, 1800–1932: The Development of Manufacturing Technology in the United States Johns Hopkins University Press
_[4] 간행물
_[5] 간행물
_[6] 웹사이트 Sheet Metal Stamping 101, part V http://www.thefabric[...] Fabricators and Manufacturers Association 2009-12-15
_[7] 웹사이트 Sheet Metal Stamping http://www.tempcomfg[...]
_[8] 뉴스 Busbar Machine https://www.busbarma[...] 2024-08-15
_[9] 웹사이트 The Simulation-driven Design Benchmark Report: Getting It Right the First Time. http://www.aberdeen.[...] Aberdeen Group 2006-10-31
_[10] 학술지 A review on micro-manufacturing, micro-forming and their key issues
_[11] 서적 Micromanufacturing Processes CRC Press 2012-10-15
_[12] 웹사이트 Process Analysis and Variation Control in Micro-stamping http://ampl.mech.nor[...] Northwestern University 2015
_[13] 서적 Manufacturing Engineering and Technology Prentice Hall