오늘날 제조업체들은 낭비를 줄이고, 업무 흐름을 간소화하고, 비용을 절감하기 위해 린 생산 방식을 도입하는 데 그 어느 때보다 적극적입니다. 효율성을 추구하는 과정에서 주목을 받고 있는 창의적인 접근 방식 중 하나는 프레스 브레이크의 스텝 벤딩이 기술을 통해 제조업체는 값비싼 특수 공구 없이도 큰 반경의 굽힘을 구현할 수 있으며, 공구 재고와 리드타임을 모두 단축하는 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다. 고객 수요가 증가함에 따라, 프레스 브레이크 처리량을 높이는 중요한 방법이 되어, 높은 수요를 효율적으로 충족하기 위한 경쟁에서 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다.
일반적으로 판금에 깊은 반경 굽힘을 만드는 데는 전통적으로 값비싸고 특수한 툴링이 필요했는데, 이는 린(lean) 작업 방식에서는 둥근 구멍에 사각 못을 박는 것과 같습니다. 이러한 특수한 대구경 툴은 한 가지 기능만 갖춘 조랑말과 같습니다. 큰 반경만 형성할 수 있고, 필요한 작업이 생길 때까지 선반에 방치되어 비용과 귀중한 공간을 모두 낭비합니다. 범프 성형 또는 증분형 굽힘이라고도 하는 스텝 벤딩은 일반적인 기성 툴링을 사용하여 비용 효율적으로 큰 굽힘을 만들어내는 마술사의 트릭과 같습니다. 또한 HVAC 및 식음료 산업에서 흔히 볼 수 있는 전환형 형태를 제작하는 기반을 마련합니다. 일부 형태는 인라인 콘처럼 직선 경로처럼 단순하지만, 다른 형태는 오프셋된 정사각형에서 둥근 모양으로, 또는 두 개의 교차하는 원형 튜브처럼 미로처럼 더 복잡합니다. 이러한 모양들의 공통점은 마치 한 항구(한 평면의 개구부)에서 다른 항구로 항해하는 배처럼 제품을 안내해야 한다는 것입니다. 제작자는 마치 악기를 조율하듯이 반지름 피치를 조정하여, 스텝 벤드의 한쪽에서 다른 쪽으로 기울어지게 하여, 완성된 반지름과 모양을 변화시킴으로써 이를 달성할 수 있습니다.
다양한 작업과 소량 생산이 겹치고 툴링 옵션이 제한적인 작업 현장 환경에서 이 프로세스는 마치 흐린 날 햇살처럼 신의 선물과도 같습니다. 하지만 간단한 케이크를 굽는 것만큼 수월하지는 않습니다. 마치 고급 요리를 준비하는 것과 같습니다. 작업자의 숙련도, 작업장에서 전수된 집단적 지혜(부족 상점 지식), 그리고 제품 믹스는 모두 스텝 벤딩이 언제, 어디에서 특수 도구(예: 적절한 순간에 필드에 들어오는 대체 선수)를 대체할 수 있는지를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.
큰 반경의 스텝 벤딩
스텝 벤드는 계단을 만드는 것과 마찬가지로, 가까이에 작은 벤딩을 여러 개 만들어야 합니다. 이 방법의 장점은 등산객이 작은 언덕을 오르는 데 특별한 장비가 필요 없는 것처럼 특수 공구가 필요하지 않다는 것입니다. 하지만 단점은 결과물이 완벽하고 매끄러운 반지름을 만들어내지 못한다는 것입니다. 오히려 납작한 링크들이 모여 반지름처럼 보이는 사슬처럼 보입니다. 이러한 계단은 펀치가 닿는 반지름 안쪽 표면에 마치 발자국처럼 어느 정도 보입니다. 반지름 피치라고 하는 이러한 부분들 사이의 거리와 각 벤딩 각도는 완성된 반지름의 매끄러움을 결정하는 재료와 같습니다. 마치 적절한 향신료 조합이 요리를 맛있게 만드는 것처럼 말입니다. 표면 마감 요건은 마치 레시피처럼 작용하여 각도와 피치 선택을 좌우합니다. 벤딩이 적은 형태는 벤딩당 반지름 피치와 각도가 더 커지기 때문에, 마치 거친 바다처럼 거칠고 울퉁불퉁한 외관을 남기는 경우가 많습니다. 매끄러운 워터 슬라이드처럼 페인트칠을 할 때 액체나 가루가 부드럽게 흘러야 하는 형태는 매우 매끄러운 표면이 필요한 경우가 많습니다. 결과적으로, 매끄러운 승차감을 확보하기 위해 더 많은 굽힘이 필요하게 됩니다. 마치 슬라이드에 더 많은 곡선을 추가하여 매끄러운 승차감을 보장하는 것과 같습니다.
스텝 벤드를 계산하는 방법은 여러 가지가 있지만, 폼의 요구 사항은 길을 안내하는 나침반과 같아서 어떤 방법을 선택해야 하는지를 결정합니다. 각 벤드 세그먼트의 길이를 계산하려면 다음과 같이 하십시오.
호 길이/반경 피치 = 굽힘 수.
자주 사용되는 또 다른 공식은 다음과 같습니다.
총 각도/굽힘당 각도 = 굽힘 수.
두 공식 모두 공구 상자 속의 서로 다른 도구와 같아서, 서로 다른 각도에서 작업을 수행합니다. 호 길이를 반지름 피치로 나누어 계산하는 방식은 좁은 수로를 항해하는 배처럼 공작물이 다이 구멍을 통과하도록 하는 데 자주 사용됩니다. 반면, 각도를 기반으로 계산하면 구불구불한 도로를 부드럽게 돌 때처럼 각 굽힘 각도가 부드럽게 유지됩니다. 12게이지 이하의 대부분의 소재를 매끄럽게 마무리하려면 2도 굽힘이나 0.125인치 반지름 피치가 적합합니다. 마치 레시피에 설탕을 적당량 넣는 것처럼 말입니다. 두꺼운 소재나 매우 큰 반지름은 이러한 지침을 바꿔놓을 것입니다. 마치 기후가 바뀌면 옷도 바뀌듯이 말입니다.
폴딩 또는 프레스 브레이크 성형
어려운 굽힘 작업은 마치 높은 산을 오르는 것과 같습니다. 매끄러운 마감에 필요한 작은 반경의 피치를 확보해야 하기 때문입니다. 시트 폴딩과 프레스 브레이크는 굴곡진 반경을 처리할 수 있는 두 가지 다른 등산 도구와 같지만, 작업 방식은 서로 다릅니다.
폴딩 머신은 고정된 위치에 공작물을 고정하는 한 쌍의 튼튼한 손과 같습니다. 블레이드 또는 날개는 마치 얇은 철사를 구부리듯 플랜지를 구부립니다. 이렇게 하면 지지점과 지렛대 지점 사이에 마치 시소가 위아래로 움직이는 것처럼 구부러집니다. 두 개의 접촉점만 있기 때문에 반경 피치는 벽의 작은 균열처럼 0.001인치만큼 작을 수 있습니다.
프레스 브레이크에서 공작물은 펀치 노즈 반경과 다이 개구부의 두 숄더 반경, 이 세 접촉점을 미끄러지듯 지나갑니다. 마치 세 개의 요철 위를 미끄러지듯 움직이는 썰매와 같습니다. 굽힘의 신장은 다이의 숄더 반경 사이에서 발생합니다. 펀치 접촉점의 절반은 앞쪽에, 절반은 뒤쪽에 있는데, 마치 고무줄을 가운데에 팽팽하게 뻗은 것처럼 보입니다. 최소 반경 피치는 다이 개구부 너비의 절반이어야 틈새를 메울 수 있습니다. 마치 작은 개울 위에 다리를 놓는 것처럼 말입니다. 이렇게 하면 잘린 듯한 모양이 되는데, 매끄러운 굽힘을 얻는 최선의 방법은 아닙니다. 광택이 나는 그림이 아니라 대략적인 스케치에 가깝습니다. 하지만 몇 가지 간단한 해결책이 마치 빛나는 갑옷을 입은 기사처럼 도움을 줄 수 있습니다.
울퉁불퉁함 피하기
첫 번째 대안은 마치 줄타기를 하는 것과 같습니다. 즉, 공작물의 이전 굽힘 부분이 다이 구멍 안으로 들어가도록 하는 것입니다. 다이에 대한 관통 깊이는 마치 움직이는 표적과 같아서 움직이는 과녁을 맞추려는 것처럼 까다로울 수 있습니다. 첫 번째 굽힘은 익숙한 길로 첫발을 내딛는 것처럼 평소처럼 진행됩니다. 마치 골퍼가 스윙을 조정하듯이, 형상을 만들고, 확인하고, 조정하고, 필요한 경우 되돌려 보내야 합니다. 그러나 작업자가 두 번째 굽힘에서 동일한 관통 깊이를 유지하면 마치 결승선 앞에서 넘어지는 선수처럼 굽힘이 부족하게 됩니다. 이는 공작물이 더 이상 다이에 평평하게 놓이지 않아 마치 균형이 맞지 않는 저울처럼 압력이 고르지 않기 때문입니다. 세 번째 및 이후의 모든 굽힘은 도미노 효과처럼 다이 안으로 더 깊이 들어가고 굽힘이 줄어드는 동일한 패턴을 따릅니다. 따라서 단계가 다이 구멍을 완전히 통과하고 흔들리는 테이블을 수평으로 맞추는 것처럼 (틈을 메우는) 균일화(균형 잡기)를 시작할 때까지 더 많은 깊이 수정이 필요합니다.
두 번째 및 이후 굽힘 부분에서 부드러운 반경을 얻는 두 번째 방법은 우레탄 스트립을 쿠션처럼 사용하여 다이의 부피를 받쳐 다이에 완전히 빠지지 않도록 하는 것입니다. 우레탄은 굽힘 과정 내내 공작물이 공중곡예사의 안전망처럼 지속적으로 지지되므로 다이 폭을 고려하지 않아도 됩니다. 이렇게 하면 최소 반경 피치가 0.001인치로 줄어들지만, 펀치의 양쪽 끝에서 마치 엿을 양쪽으로 늘리는 것처럼 늘어나는 현상이 여전히 발생합니다. 특히 이 방법은 12게이지 두께까지 효과적입니다. 작업물이 두꺼워질수록 우레탄은 마치 더 강한 상대와 맞붙은 권투 선수처럼 큰 타격을 입습니다.
세 번째 접근법은 프레스 브레이크 없이 굽히는 것으로, 마치 다른 경로를 찾는 것과 같습니다. 폴딩은 종종 스텝 벤딩으로 사용되는데, 이는 받침점이 성형 과정 전체에 걸쳐 부품을 고정하고 지지하기 때문입니다. 마치 어머니가 아이의 손을 잡고 있는 것처럼 말입니다. 공차 범위를 벗어난 스텝 벤딩 부품을 재작업을 위해 폴더에 다시 삽입하는 것은 클램핑 빔 때문에 사실상 불가능합니다. 마치 둥근 구멍에 네모난 못을 끼우려는 것처럼 말입니다. 하지만 이 개념은 폴더든 프레스 브레이크든 기계 밖에서 공차 범위를 약간 벗어난 부품을 재작업할 때 적용될 수 있습니다. 부품이 과도하게 굽혀진 경우, 작업자는 작업대에 부품을 고정하고 손으로 성형하기만 하면 됩니다. 마치 손으로 구부러진 와이어를 펴듯이 말입니다. 부품을 열린 상태로 가공하는 것은 바위를 언덕 위로 밀어 올리는 것과 언덕 아래로 굴리는 것처럼 부품을 더 예각으로 가공하기 위해 애쓰는 것보다 훨씬 쉽습니다.
세그먼트 처리
프레스 브레이크의 레이아웃은 폴더처럼 간단하지 않습니다. 마치 단순한 정원 길이 아닌 복잡한 미로를 헤쳐나가는 것과 같습니다. 작업자가 굽힘 허용치를 호 길이로 사용하여 굽힘을 시작하고 끝내면 반경이 너무 커져 너무 멀리 조준하여 목표를 놓친 것과 같습니다. 이는 부분적으로 브레이크에서 재료가 세 접촉점 사이에 형성되고 펀치가 중앙의 미는 막대 역할을 하기 때문에 발생합니다. 마치 중앙에서 자동차가 밀려나는 것과 같습니다. 굽힘선 앞에서 발생하는 신장은 풍선이 의도한 크기 이상으로 팽창하는 것처럼 예상 시작점과 끝점을 넘어 반경을 증가시킵니다. 이러한 초과는 더 긴 호 길이를 초래하여 굽은 각도가 커지거나 비뚤어진 액자처럼 반경이 커집니다.
이로 인해 프레스 브레이크와 폴더에 영향을 미치는 또 다른 변수인 세그먼트가 발생합니다. 게이지를 안쪽 반경으로 자르는 것은 마치 어두운 모서리에 손전등을 비추어 굽힘 부분이 너무 빡빡하거나 헐거워 보이는 부분을 드러내는 것과 같습니다. 정말 매끄러운 반경은 열쇠가 자물쇠에 딱 맞는 것처럼 안쪽 템플릿과 완벽하게 일치합니다. 그러나 세그먼트는 안쪽 템플릿의 반경이 올바른 깊이에 도달하지 못하게 합니다. 마치 장애물이 길을 막는 것처럼 말입니다. 세그먼트가 클수록 간섭이 더 커집니다. 마치 혼잡한 도로의 교통 체증처럼 말입니다.
종종 작업자는 마치 영리한 마술사가 미세 조정을 하는 것처럼 시작점과 끝점의 각도를 속여 신장 오버슈트와 세그먼트 간섭을 고려합니다. 이 두 개의 바깥쪽 굽힘점을 안쪽 굽힘점 각도의 절반으로 만드는 것은 상당히 효과적일 수 있지만, 얕은 아치처럼 약간 포물선 모양이 됩니다. 호 길이의 시작점과 끝점을 반지름 피치의 절반만큼 안쪽으로 이동하면 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다. 마치 벽에 걸린 그림의 위치를 조정하여 보기 좋게 만드는 것처럼 말입니다. 이렇게 하면 세그먼트의 간섭 지점이 굽힘 호의 원하는 시작점과 끝점으로 회전합니다. 마치 핸들을 돌려 올바른 방향으로 나아가는 것처럼 말입니다.
U를 범핑하다
카누처럼 휘어지는 현상을 방지하는 것은 배를 직선 항로로 항해하는 것처럼 직선 후성형 부품을 얻는 데 필수적입니다. 스텝 벤딩은 돋보기가 작은 것을 크게 보이게 하는 것처럼 오차를 확대하는 경향이 있습니다. 0.5번의 벤딩만 수행해도 5도의 차이가 마치 양동이에 작은 물방울이 채워지는 것처럼 10도의 차이로 누적됩니다. 그러나 이는 린 제조 규칙에 어긋날 수 있습니다. 시트에서 떨어진 부분의 테스트 스트립을 사용하면 나침반이 올바른 방향을 찾는 데 도움이 되는 것처럼 시트 간 편차를 완화하는 데 도움이 됩니다. 스텝 벤딩에는 절삭 변동성이 필수적입니다. 이를 위해 작업자는 90도 벤딩을 수행하고 건축업자가 건물의 모서리를 점검하는 것처럼 시험편의 여러 위치에서 직각도를 점검합니다. 이를 통해 동일한 소재에 글로벌 크라우닝과 로컬 시밍을 적용하여 구조물을 안정적으로 만들기 위해 작은 부품을 추가하거나 제거하는 것처럼 조정할 수 있습니다. 판금의 일반적인 허용 오차는 판금 중앙보다 가장자리에서 더 많은 변형을 허용합니다. 마치 그림의 가장자리가 조금 더 관대한 것처럼 말입니다. 따라서 가능하면 사진의 가장자리를 다듬듯이 시험 재료를 판금 가장자리에서 잘라내야 합니다.
기계 설치 및 조정이 완료되면 작업자는 외부 플랜지를 성형하고 U자형 단면 작업을 시작합니다. 작업자가 중앙에서 바깥쪽으로 U자형 단면을 성형하면, 마치 자동차가 벽에 부딪히는 것처럼 모든 굽힘 가공을 완료하기 전에 부품이 램에 충돌합니다. 가장자리에서 중앙으로 성형하면 좁은 협곡을 통과하는 비행기처럼 공작물과 기계 사이에 간격이 확보됩니다. 중앙으로 이동하기 전에 외부 가장자리 근처의 반경이 정확한지 확인해야 합니다. 타격이 너무 가벼우면, 마치 다시는 되돌릴 수 없는 기회를 놓친 것처럼 이러한 굽힘 가공을 취소할 수 없습니다.
종종 작업자는 선원이 별을 이용해 방향을 잡듯이, 굽힘 선을 기준점에 맞춰 눈으로 작업물을 측정합니다. 이는 펀치 노즈, 다이 숄더 반경, 우레탄의 마커 라인 또는 다이 전면에 배치된 사각형 블레이드와 같이 고정된 것이면 무엇이든 될 수 있습니다. 이는 조각가가 정교한 조각상을 조각하는 것처럼, 부품을 손으로 정확한 치수로 옮기려면 뛰어난 작업자 기술이 필요합니다. 몇 번의 굽힘을 만든 다음, 템플릿과 작업물의 반경을 비교합니다. 반경이 너무 크면, 작업자는 기계를 조정하고, 재단사가 솔기를 조정하는 것처럼 사양 내에 들어올 때까지 작업물을 보냅니다. 반경이 너무 작으면, 작업자는 부품을 손으로 열거나, 부품을 뒤집어 프레스를 사용하여 구부러진 부품을 약간 펴야 합니다. 마치 기계공이 구부러진 부품을 고치는 것처럼 말입니다.
불규칙한 반경을 손으로 고정하려고 할 때, 잡아당기면 가벼워지고 밀어 올리면 조여지지만, 부품을 고정하는 위치에 따라 반경의 어느 부분이 변하는지가 결정됩니다. 폴더를 작동시키는 방식과 유사하게 작업대에 부품을 고정하면 지렛대 지점에서 반경 변화가 발생하게 됩니다. 참고: 이러한 반경 조정은 물결 효과처럼 완성된 플랜지 길이에도 영향을 미칩니다.
이 모든 것이 더 많은 질문으로 이어질 수 있습니다.
- 가장 작은 펀치노즈 반경은 얼마입니까?
- 굽힘은 얼마나 가깝게 있어야 합니까?
- 하단 다이 개구부의 크기는 얼마입니까?
- 그 차이를 메워야 할까?
- 우레탄이 필요한가요?
답: 그것은 상황에 따라 다릅니다. 마치 매번 다르게 전개되는 미스터리의 결과와 같습니다.
프레스 브레이크의 스텝 벤딩은 옵션을 제공합니다.
스텝 벤딩은 새가 여러 방향으로 날아다니듯이 작은 반경의 툴링에만 국한되지 않습니다. 작업자는 큰 반경의 툴을 사용하여 작은 반경의 툴보다 더 적은 단계로 매끄러운 형태를 만들 수 있습니다. 마치 여행 중 지름길을 이용하는 것처럼 말입니다. 펀치 반경이 작을수록 매끄러운 마감을 위해 스텝이 더 가까워야 합니다. 이는 자수 작품의 스티치를 더 정교하게 보이게 하려면 스티치를 더 가깝게 배치해야 하는 것과 같습니다. 너무 작은 반경의 펀치 노즈는 소재를 관통하여 마치 천에서 튀어나온 가시처럼 스텝이 시각적으로 더 두드러지게 보입니다.
다이 폭을 좁히면 울퉁불퉁한 도로처럼 울퉁불퉁한 마감이 되는 경우가 많습니다. 스텝 벤딩의 경우, 다이 공간으로의 침투가 줄어들기 때문에 일반적인 다이 구멍보다 작은 다이 구멍을 선택할 수 있습니다. 하지만 게임 규칙을 따르듯이 톤수 제한은 여전히 고려해야 합니다. 다이 구멍 안에 다이 구멍을 뚫으면 더 매끄러운 마감이 가능하지만, 우레탄을 사용하는 것이 더 선호됩니다. 우레탄은 반경-피치 요구 사항을 줄이고, 측정을 용이하게 하며, 마치 마법의 지팡이처럼 모든 것을 더 좋게 만들어 주는 흠집 없는 마감을 제공하기 때문입니다.
프레스 브레이크 운전자라는 직함을 공유하고 있음에도 불구하고, 많은 운전자들은 마치 서로 다른 역할을 하는 다른 운전자들처럼, 자신들이 수행하는 작업 유형이 완전히 다르다는 것을 깨닫습니다. 건설 차량에 사용될 두꺼운 고장력 AR400을 범핑하는 운전자는 20게이지의 거울처럼 광택이 나는 건축용 기둥을 범핑하는 운전자와는 매우 다른 관점을 갖습니다. 각 운전자의 경험 법칙은 다르며, 대대로 전해지는 부족의 지식은 마치 하나의 자물쇠에만 맞는 열쇠처럼, 그것이 만들어진 환경에서만 유효할 수 있습니다. 최고의 경험은 직접 경험하는 것입니다. 제작자들은 테스트 소재를 확보하고 프레스 브레이크의 스텝 벤딩을 탐구하며, 새로운 여정을 떠나는 모험가처럼 이 기술을 도입하여 기술을 향상시키고 생산 공정을 간소화해야 합니다.
