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판금 벤딩(때로는 판금 플랜징이라고도 함)은 판금 제조에서 가장 중요하고 널리 사용되는 기술 중 하나입니다.
판금 벤딩을 통해 제조업체는 직선형 판금 부품을 각진 부품으로 만들 수 있으며, 이는 두 개의 별도 부품을 용접하거나 고정하는 것보다 비용 효율적입니다.
판금 벤딩은 일반적으로 판금에 힘을 가하여 영구적인 변형을 일으키는 방식으로 작동합니다. 하지만 최상의 결과를 얻기 위해 사용할 수 있는 다양한 벤딩 방법과 벤딩 기계가 있습니다.
이 글은 판금 벤딩에 대한 입문서로서, 벤딩의 기본 지식, 일반적인 벤딩 장비, 판금 벤딩의 종류, 그리고 벤딩 여유 및 반발력과 같은 기술적 주의 사항을 소개합니다.
판금 벤딩이란 무엇인가요?
판금 벤딩은 평평한 판금 부품을 V자형, U자형 또는 홈이 있는 형태로 변형하는 데 사용되는 금속 가공 기술입니다.
평평한 금속판을 구부려 새로운 형태로 만드는 것은 단단한 금속 덩어리를 가공하거나 주조하는 것보다 훨씬 저렴하기 때문에 중요하고 편리한 제조 공정입니다. 또한, 굽힘 가공으로 생산된 부품은 두 장의 평평한 금속판을 용접하여 V자 형태로 만든 부품보다 내구성이 뛰어납니다.
판금 절곡 작업에는 브레이크라고 불리는 기계가 많이 사용되는데, 이 기계는 절곡기 또는 판금 접는 기계라고도 합니다. 힘은 수동으로 또는 유압 장치를 사용하여 가할 수 있습니다.
판금 벤딩 방법
판금 벤딩 방법에는 여러 가지가 있으며, 기능은 모두 비슷하지만 작동 방식은 다릅니다. 따라서 판금 성형 프로젝트를 성공적으로 수행하기 위해서는 자신에게 가장 적합한 방법을 선택하는 것이 첫 번째 단계입니다.
V 벤딩
V 벤딩은 가장 일반적인 판금 벤딩 방법입니다. 이 공정에는 V자형 펀치와 다이가 사용됩니다. V자형 펀치는 판금 공작물을 다이의 "V자형" 홈으로 밀어 넣어 다양한 벤딩 각도를 가진 판금을 성형합니다. 작업자는 V자형 펀치와 다이의 각도에 따라 예각, 둔각 또는 90° 벤딩 각도를 구현할 수 있습니다.
공기 조종
에어 벤딩은 V자형 벤딩 방식과 매우 유사합니다. V자형 펀치와 다이를 사용하여 판금을 구부리는 방식입니다. 이 방식은 다른 방식만큼 정확하지는 않지만, V자형, U자형 등 다양한 형태로 벤딩할 수 있다는 장점이 있습니다. 하지만 기존의 V자형 벤딩 방식과는 달리, 에어 벤딩 방식에서는 펀치가 판금을 캐비티 바닥으로 밀어 넣지 않습니다. 대신 판금 아래에 공간(공기)을 남겨두어 기존 V자형 벤딩보다 벤딩 각도를 더욱 정밀하게 제어할 수 있습니다.
하단 굽힘
바텀 벤딩(또는 바텀 벤딩)은 스프링백 문제를 해결하는 V 벤딩의 한 유형입니다. 이 방식은 벤딩이 완료된 후 펀치 끝부분을 통해 추가적인 힘을 가하여 벤딩 부위의 판금을 변형시키는 것입니다. 바텀 벤딩 공정에서 펀치는 금속판을 금형 안으로 완전히 눌러 금형 내부의 기하학적 형상에 맞는 벤딩을 형성합니다.
에어 벤딩 방식과 마찬가지로 바텀 벤딩 방식도 정밀한 벤딩 각도 제어가 가능합니다. 하지만 에어 벤딩은 바텀 벤딩보다 더 높은 프레스 힘이 필요합니다.
모서리 굽힘
이 방법은 다음과 같은 데 사용됩니다. 패널 벤드어 이 방식은 상하로 움직이는 상부 및 하부 금형을 사용하여 굽힘을 구현합니다. 일반적으로 짧은 금속판을 구부릴 때 사용되며, 모서리의 날카로움을 줄이고 손상을 방지합니다.
모서리 굽힘 방식에서는 판금이 압력 패드에 의해 금형에 고정됩니다. 그런 다음 펀치가 금형과 압력 패드를 넘어 돌출된 판금 가장자리를 눌러 금형 끝부분 위로 구부러지게 합니다.
이 방법은 우수한 기계적 이점을 제공합니다. 즉, 원하는 굽힘(및 굽힘 각도)을 만들기 위해 더 적은 힘을 가할 수 있습니다.
롤 벤딩
롤 벤딩 공법은 판금을 롤, 튜브, 원뿔 또는 곡선 형태로 구부릴 수 있게 해줍니다. 이 독특한 판금 성형 공정은 여러 개의 롤러를 사용하여 금속 소재를 원하는 곡률로 공급(및 벤딩)합니다.
이 공정은 큰 컬이 있는 공작물을 구부리는 데 사용되며 유압 시스템으로 구동되는 세 개의 롤을 사용하여 판재를 구부립니다.
롤 벤딩 방식은 4롤러 판금 벤딩기 또는 3롤러 판금 벤딩기를 사용하여 가공할 수 있습니다.
회전 벤딩
회전 벤딩은 판금을 90도 이상의 각도로 구부릴 수 있는 공법입니다. 최종 형상은 V자형 벤딩과 유사하지만 표면이 더 매끄럽습니다. 회전 벤딩에서는 판금을 회전하는 다이에 고정하고 다이를 중심으로 당겨 원하는 벤딩 반경에 맞는 형상을 만듭니다. 이 방법은 벤딩된 판금 벽면에 주름이 생기는 것을 방지하기 위해 내부 지지 맨드릴을 사용하는 경우가 많습니다.
판금 절곡기
유압 프레스 브레이크 기계는 판금 산업에서 공작물을 굽히고 성형하는 데 가장 중요한 장비 중 하나입니다. 이 기계는 공정 요구 사항에 따라 강판을 다양한 모양의 부품으로 구부리는 기능을 합니다.
프레스 브레이크는 이동식 상부 펀치와 이에 상응하는 하부 다이를 사용하는 판금 절곡기입니다. 절곡 과정에서 금속판을 하부 다이 위에 놓고 펀치를 강제로 움직여 금속판을 하부 다이의 홈에 끼워 넣습니다. 하부 다이의 형상에 따라 프레스 브레이크를 사용하여 V자형, U자형 등 다양한 형상을 가공할 수 있습니다. 유압식 프레스 브레이크는 프레스 브레이크 툴링을 교체함으로써 다양한 가공물의 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
유압식 절곡기는 동기화 방식에 따라 비틀림축 동기화 방식과 전기유압 동기화 방식으로 나눌 수 있다. 현재 시판되는 최고급 절곡기는 서보 하이브리드 절곡기이다.
패널 벤더는 제조 및 가공 산업에서 금속판을 특정 형상으로 구부리거나 성형하는 데 사용되는 기계입니다. 작동 원리는 일반적으로 금속판을 고정하고 위치를 조정한 다음 기계식 또는 유압식 시스템을 사용하여 미리 정해진 축을 따라 금속을 구부리는 것입니다. 벤딩 센터는 금속판을 정확하고 효율적으로 성형해야 하는 산업에서 중요한 역할을 하며, 수작업의 필요성을 줄이고 완제품의 전반적인 품질을 향상시킵니다.
패널 벤딩기는 상하 벤딩, 평면 벤딩, 곡선 벤딩 등 각 측면에 여러 벤딩을 자동으로 생성할 수 있습니다. 지능형 유연 패널 벤딩 센터 서보 시스템은 순수 전기 서보 완전 폐루프 시스템을 채택하여 시스템 상한에서 16축 동시 연동을 지원합니다. 실제 사용 시에는 9축(11축)이 사용되지만, 실질적으로는 9축(11축) 동시 연동이 가능합니다. 벤딩 동작이 부드럽고 기계적 작동 협조성이 높아 다양한 복잡한 동작 조합을 성공적으로 수행할 수 있으며, 기계의 전체 작업 효율이 매우 높습니다.
지능형 연성 패널 벤더는 범용 벤딩 금형을 채택하여 다축 병렬 링크 및 완전 서보 제어를 통해 다양한 형상을 벤딩할 수 있으며, 직각, 비직각, 호, 상단 접힘, 하단 접힘 등 다양한 조합으로 접을 수 있는 복잡한 형상도 벤딩 가능합니다.
패널 벤더는 얇은 판재의 다양한 복잡한 벤딩 문제를 해결하는 데 중점을 둡니다. 철제 캐비닛 외장재(파일 캐비닛, 공구 캐비닛, 외장 커버, 배전반, 통신반, 가스 캐비닛, 수도 계량기 캐비닛 등), 주방용품(냉장고, 에어컨, 스토브 등), 가구, 환기, 냉동, 정화, 문 산업, 장식, 엘리베이터 및 기타 관련 금속 성형 분야에서 널리 사용되며, 다양한 유형의 공작물을 벤딩하는 데 적합합니다.
판금 벤딩기는 작업 롤을 이용하여 판금을 구부리고 성형하는 장치로, 원통형, 원뿔형 등 다양한 형상의 부품을 제작할 수 있는 매우 중요한 가공 장비입니다. 판금 벤딩기의 작동 원리는 유압 및 기계적 힘과 같은 외부 힘을 이용하여 작업 롤을 회전시켜 판금을 구부리거나 성형하는 것입니다. 다양한 형상의 작업 롤의 회전 운동과 위치 변화를 기반으로 타원형, 호형, 원통형 등 다양한 형상의 부품을 가공할 수 있습니다.
압연기의 종류는 사용 분야에 따라 다양합니다. 롤 수에 따라 3롤 판재 압연기와 4롤 판재 압연기로 나뉩니다. 3롤 압연기는 대칭형 3롤 압연기, 수평 하강 조정형 3롤 압연기, 곡선 하강 조정형 3롤 압연기, 상롤 범용 3롤 압연기, 유압식 CNC 압연기 등으로 구분됩니다. 동력 전달 방식에 따라서는 기계식과 유압식으로 나눌 수 있습니다.
프레스 기계는 산업용 제품을 압력으로 성형하는 데 사용되는 성형 기계를 말하며, 일반적으로 유압 실린더를 사용하기 때문에 유압 프레스라고도 합니다. 프레스는 압축 성형 및 판금 성형의 주요 장비이며, 프레임 구조에 따라 프레임 구조와 컬럼 구조로 나뉩니다. 압력 주유 실린더의 위치에 따라 상향식과 하향식으로 구분됩니다. 대형 플라스틱 적층재를 성형할 때는 유압 실린더가 아래쪽에 있는 하향식 프레스를 사용할 수 있으며, 일반적인 플라스틱 부품을 성형할 때는 상향식 프레스가 주로 사용됩니다. 작동 유체의 종류에 따라 유압유 구동식과 오일-물 에멀젼 구동식 유압 프레스로 구분할 수도 있습니다.
철공기계는 금속 절단, 펀칭, 전단, 벤딩 등 다양한 기능을 통합한 공작기계입니다. 조작이 간편하고 에너지 소비가 적으며 유지보수 비용이 저렴하다는 장점이 있습니다. 야금, 교량, 통신, 전력, 군사 등 현대 제조 산업에서 금속 가공에 널리 사용되는 장비입니다. 철공기계는 유압식 철공기계와 기계식 철공기계의 두 가지 유형으로 나뉩니다.
판금 벤딩 작업 중 발생하는 문제점
스프링백
판금을 새로운 모양으로 구부리면, 굽힘력을 제거했을 때 원래 모양으로 어느 정도 되돌아오는 성질이 있습니다. 이를 '스프링백'이라고 합니다.
굽힌 금속판의 압축 강도로 인해 스프링백 현상이 발생할 수 있습니다. 판금 굽힘 가공 시 한쪽에는 인장력이, 다른 쪽에는 압축력이 작용합니다. 하지만 재료의 압축 강도가 인장 강도보다 크기 때문에 압축된 쪽은 변형에 저항하고 힘이 제거되면 자체적으로 원래 상태로 복원됩니다.
반발력이 주된 문제는 아니지만, 제조업체는 예상되는 반발력을 보상하기 위해 금속판을 과도하게 구부려야 한다는 것을 의미합니다. 금속을 의도적으로 약간 과도하게 구부리면, 약간의 자연적인 반발력으로 인해 올바른 각도가 만들어집니다.
물론, 스프링백을 계산하는 것은 결코 간단하지 않으며, 재질의 종류와 사양을 포함하여 판금 스프링백의 정도에 영향을 미칠 수 있는 여러 변수가 있습니다. 또한, 내부 반경이 클수록 스프링백이 커집니다.
금속판의 스프링백은 재료의 항복 강도에 비례하고 탄성 계수에 반비례합니다. 저탄소강은 스프링백이 적어 고정밀 가공품에 적합한 반면, 고탄소강과 스테인리스강은 스프링백이 큽니다. 굽힘 반경이 클수록 스프링백이 커지므로, 굽힘 반경이 작을수록 정밀도가 높아집니다.
굽힘 여유
금속판을 구부리면 판의 바깥쪽 면이 늘어나 전체 길이가 변하게 됩니다. 예를 들어, V자 모양으로 구부러진 판의 양쪽 면을 합친 전체 길이는 원래 판의 길이보다 길어집니다.
그렇다면 크기가 변할 경우, 다른 부품들과 정확하게 호환되도록 부품을 어떻게 설계할 수 있을까요? 금속판의 길이는 어떻게 결정해야 할까요? 크기 변화를 보정하기 위해서는 굽힘 여유를 고려해야 합니다. 굽힘 여유란 굽히지 않은 판의 길이와 굽힌 판의 각 변 길이의 합 사이의 차이입니다.
굽힘 여유 계산에는 판금 두께, 굽힘 반경, 굽힘 각도 등의 요소가 고려됩니다. 굽힘 계수 계산기를 사용하면 판금 부품에 필요한 굽힘 계수를 계산할 수 있습니다.
판금 벤딩에 가장 적합한 재료 및 두께
판금 재료 중에는 다른 재료보다 굽힘에 더 적합한 것들이 있습니다. 일반적으로 굽힘에 가장 적합한 재료는 취성보다는 연성이 있는 재료입니다.
판금 벤딩에 일반적으로 사용되는 재료는 다음과 같습니다.
- 저탄소강: 어떤 온도에서도 구부릴 수 있습니다.
- 스프링강: 열처리 후 구부릴 수 있습니다.
- 4140 합금강: 열처리 후 구부릴 수 있음.
- 알루미늄 5052: 다른 알루미늄 합금에 비해 굽힘성이 매우 뛰어납니다.
- 구리: 매우 구부릴 수 있음.
알루미늄 6061, 티타늄, 황동, 청동 등은 구부리기가 더 어렵지만 불가능한 것은 아닙니다.
결론
이 글에서는 판금 벤딩에 대한 기초 지식을 소개합니다. 판금 벤딩은 프레스 브레이크, 유압 프레스, 패널 벤더, 아이언워커 등 다양한 기계를 사용하여 수행할 수 있습니다. SC Machinery는 아시아 전역에서 선도적인 판금 성형 서비스 제공업체입니다. 당사는 다양한 산업 분야의 기업들에게 고품질 벤딩 서비스를 제공합니다.
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