소성가공 종류

1 단조(forging)

잉고트(ingot)의 소재를 단조 기계나 해머로 두들겨서 성형하는 가공법으로 자유 단조와 형 단조로 구분한다.

1) 형별 구분

- 자유단주 : "해머, 수공구를 이용하여 가공업셋팅, 늘이기, 단짓기, 굽히기, 구멍뚫기"

- 형단조 : 프레스를 통한 단조

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2) 온도별 구분

- 열단단조 : 해머단조, 프레스단조, 업셋단조, 압연단조

- 냉간단조 : 콜드헤딩(볼트, 리벳헤드), 코이닝, 스웨이징

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2 압연, 인발, 압출, 전조

1) 압연(rolling) : 회전하는 두개의 롤러 사이에 제품을 통과시켜 두께 폭을 조절

금속 재료를 회전하는 롤러 사이에 통과시켜 성형하는 방법으로 판의 제조에 이용되며, 봉(bar), 관(pipe), 형강재, 레일 등도 만들 수 있다.

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2) 인발(drawing) : 딥드로잉 이음매가 없는 용기 제작에 사용됨

다이(die)의 구멍을 통하여 재료를 축방향으로 당기어 바깥 지름을 감소시키는 가공법으로 봉, 관, 선의 제조에 이용된다.

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3) 압출(extruding) :

금속을 실런더 모양의 컨테이너에 넣고 한쪽에 램(ram)에 압력을 가하여 밀어내어 가공하는 방법으로 봉, 관, 형재의 제조에 적용한다.

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- 직접압출

* 램, 소재가 같은 방향으로 이동

* 소재가 20~30% 남음(재료손실)

* 마찰저항이 크다(동력소모가 많다)

 

- 간접압출

* 램, 소재가이동방향이 반대

* 재료손실이 직접압출대비 적다

* 마찰저항이 적다(동력소모가 적다)"

- 충격압출

* 펀치로 재료를 순간적으로 압착하는 방식

* 두께가 얇은 원통형상 제품을 성형함(화장품케이스등)

- 제관

* 천공법

* 만네스맨법 : 속이 찬 봉재를 길이방향으로 이음매없는 관을 제조

* 스티펄법

* 에르하르트법

 

4) 전조

- 마주보는 한쌍의 다이, 롤러 사이에 원통형 소재를 넣고 회전시켜서 표면을 가공

- 나사 기어 스플라인등을 가공

- 절삭가공에 비해 표면이 매끄럽고 압축잔류응력으로 표면경화 가능.

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3 프레스 가공

판재를 펀치(punch)와 다이(die) 사이에서 압축하여 성형하는 방법이며, 전단 가공, 굽힘, 압축, 딥 드로잉(deep drawing) 등으로 분류한다.

 

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1) 종류

- 컷팅(cutting)

- 펀칭(피어싱)

* 구멍을 만드는 가공

* 소재에서 원형이 제거된것이 제품

- 블랭킹(blanking) : 원형 제품을 따내는 가공, 원형 자체가 제품

- 전단 : 원소재를 자르는 가공

- 트리밍 : 일정한형태(일반적으로 원형)으로 절단하는 가공

- 셰이빙 : 각진부분을 다듬는 가공

- 노칭(notching) : 제품의 모서리에 여러형의 노치를 만드는 것(제품일부를 떼어내는 가공)

- 셰어(shear) : 제품을 나눔

- 세퍼레이팅(seperating) : 2개 이상의 반완성품을 잘라내는 가공

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2) 모식도

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4 성형

1) 개념 : 설비공구를 이용하여 제품을 목적에 맞게 형상을 만들어내는 가공

2) 종류

- 스피닝 : 보올(bowl)형태의 제품을 성형

- 시밍 : 두개의 소재를 구부려서 연결하는 가공법

- 컬링 : 제품끝단을 말아서 둥글게 만드는 가공법

- 벌징 : 원통형 재료 일부를 볼록 나오게 만드는 가공법

- 비딩 : 회전하는 졸러 사이에 소재를 넣어서 홈을 만드는 가공법

- 마폼법 : 다이대신 고무를 이용하여 제품을 성형하는 가공법

- 하이드로폼 : 마폼법에서 액체에 압력을 가하여 성형하는 가공법

- 코이닝

* 상형/하형 두개의 다이 사이에 소재를 넣어서 표면에 형상을 만드는 가공법

* 소재의 두깨변화가 없는 수준으로 표면에 형태를 만듦

- 엠보싱 : 상형/하형 두개의 다이 사이에 소재를 넣어서 요철을 만듦

- 스웨이징 : 막대 튜브형상 재료의 단면을 축소시키는 가공

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대분류	중분류	소분류	특징	그림
●단조 (Forging) 두들겨서	(방법에 따라)	자유단조	*해머, 손공구 등을 이용 *업셋팅, 늘이기, 단짓기, 굽히기, 구멍뚫기 등
		형단조	*프레스를 이용 (치수정확. 대량생산 가능)
	(온도에따라) → 기준 : ★재결정온도	열간단조	해머단조, 프레스단조, 업셋단조, 압연단조
		냉간단조	콜드헤딩 (볼트, 리벳머리 만드는거 생각) 코이닝, 스웨이징
●압연 Rolling	두 롤러사이에 제품이 통과 → 두께, 폭, 직경 축소
●인발 Drawing	롤러를 사용하지 않는다 (축방향통과) 외경을 줄이는 가공법
		딥드로잉	*이음매가 없고 바닥있는 용기 제작 (음료용 캔, 싱크대 등) (참고로 두께가 균일하게 가공되진 않는다) (포스팅 맨아래 보충설명)
●압출 Extruding	★단면이 균일한★ 긴 봉, 관 등을 만드는 가공법
	(압출 방법에 따라)	직접압출	*램, 소재가 같은방향으로 이동 *소재(압출재)가 20~30% 남는다 (=재료손실) *마찰저항이 크다 = 동력소모가 많다
		간접압출	*램, 소재이동방향이 반대 *재료손실이 적다 *마찰저항이 적다 = 동력소모가 적다 *표면상태 별로, 조작 불편함
		충격압출	*주로 제품두께가 얇은 원통형상 *치약튜브, 화장품케이스 등
●제관 Pipe Making	관을 만드는 가공법
	천공법	만네스맨법	속이찬 봉재를 길이방향으로 이음매없는 강관제조	앞글자만 따서 외워놓기 만스에충 (발음이 만세충과 비슷...)
		스티펄법	만네스맨법과 비슷. 파이프 지름확대
		에르하르트법
		충격압출
●전조 Form Rolling	* 다이, 롤러사이에 소재를 넣은 후 회전(이동)시키며 가공 - 나사, 기어, 볼, 스플라인축 등 가공 * 매끄러운 표면 얻음. 소재 표면에 압축잔류응력 → 피로수명 ↑
●프레스 Press	전단	펀칭 (피어싱)	* 말그대로 구멍뚫는것 * 종이 펀칭기 생각해보자. 우린 구멍이 뚫린 종이를 사용함 (뚫린 동그란 종이부분은 버림) → 남은쪽이 제품
		블랭킹	* 펀칭과 반대. 제품을 따내는 가공 * 뚫은 부분이 제품, 남은 부분은 버림
		전단	*절단하는 작업
		트리밍	*둥글게 자름
		셰이빙	*각진 부분을 다듬질
		노칭	*제품 일부를 따내는 작업 (제품에 노치를 줌)
		분단	*제품을 나누는 과정
	성형	스피닝	*국그릇 모양의 몸체가공. 원통 외엔 가공못함
		시밍	*구부려서 연결
		컬링	*끝 말아서 테두리를 둥글게
		벌징	*원통형 재료 일부를 볼록 나오게
		비딩	*회전하는 롤러 사이에 소재 넣어서 홈 만듬
		마폼법	*고무를 다이대신 이용
		하이드로폼법	*마폼법과 같이 다이대신 고무를 이용하고, 고무 안에 액체를 넣어 강한압력 줌 *다소 복잡한 모양을 성형. hydro=액체 떠올리기
		굽힘가공	가공 후 스프링백 발생 (철사 접고 손 뗐을 때 일부 탄성복원 되는 현상 생각)
	압축	코이닝 (압인가공)	*coining → coin → 동전생각 (앞뒤 모양 다름) *상,하형이 서로 다른 (관계없는) 요철 *소재의 두께 변화가 있음
		엠보싱	*요철 가공하는 방법 *엠보싱 휴지 생각해보기 → 상하형이 서로반대 *소재의 두께변화가 없음 (상하형 서로 반대형상이니까)
		스웨이징	*막대, 튜브형상 재료의 단면을 축소시키는 가공 (다이의 왕복운동 등을 이용)

 

 

딥드로잉

 

드로잉 자체는 이음매가 없으면서 밑바닥이 있는 용기를 만드는 공법이며, 여기서 deep 이란 용기의 깊이가 직경 대비 상대적으로 깊다는 의미입니다.

 

 

세번째 그림과 같이 블랭크홀더가 재료부분을 좀 잡고 있으면 가장 아래의 오른쪽 제품처럼 가공이 될 것이고,

펀치가 재료를 끝까지 다 밀어넣으면 왼쪽같이 가공이 될 것입니다.

 

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