정밀 판금 가공은 얇은 금속판을 고정밀도로 가공하는 방법으로, 주변에는 이 가공법으로 제조된 다양한 금속 제품이 있습니다. 전용 금형이 없어도 가공할 수 있으므로 양산뿐만 아니라 시제품에도 자주 사용되는 방법입니다.
이번 기사에서는, 정밀 판금 가공이란 무엇인가, 다른 판금 가공 과의 차이나 특징 등에 대해서 해설합니다.
목차
정밀 판금 가공이란?
정밀 판금 가공이란 판금 가공 중에서도 특히 0.1㎜에서 3㎜ 정도의 얇은 금속판을 사용한 가공입니다.
정밀판금 가공은 고정밀도의 치수가 요구되는 제품으로 자주 사용되며, 전자기기나 통신기기, 반도체 제조기기의 부품 등에 사용되고 있습니다.
정밀 판금 가공은 절곡이 많이 복잡한 형상을 하고 있는 부품이나 고정밀도의 홀이 필요한 부품에 자주 사용됩니다.
또, 판 용수철 등과 같이 0.1㎜ 정도의 얇은 판의 가공도 할 수 있습니다.
정밀 판금 가공은 대부분 전용 금형을 사용하지 않고 범용 금형이나 전용 지그를 사용하여 가공합니다.
엄격한 치수 공차가 요구되기 때문에 재료의 특성에 따라 가공 방법을 세밀하게 조정해야 합니다. 따라서 첨단 기술력과 가공 설비가 요구됩니다.
정밀 판금 가공과 기타 판금 가공의 차이
위에서 언급했듯이 정밀 판금 가공은 판금 가공의 일종입니다. 다음에 대표적인 판금 가공법 3종류를 보면서 정밀 판금 가공의 차이를 해설합니다.
자동차 판금
자동차 판금은 차체에 생긴 상처와 찌그러진 부분을 수리하는 판금 가공입니다. 튀어나온 금속판을 망치 등으로 두드려서 목적의 형상으로 하거나 상처 입은 부분을 매끄럽게 하여 도장을 합니다. 다른 판금과 달리 기계나 금형을 사용하지 않기 때문에 구별이 필요합니다.
찌그러진 부분을 복구하기 위해 미세 조정하면서 가공하므로 기술력이 필요한 작업입니다.
건축 판금
건축 판금이란, 주택 등의 건축물의 지붕이나 외벽, 덕트 등을 제조하는 판금 가공입니다. 정밀 판금에 비해 치수 정밀도는 높지 않습니다.
건축 판금은, 용접에 의해 연결해 덕트를 만들거나, 곡면이 되도록 금속판을 변형시키거나 하는 가공도 있습니다.
프레스 판금
프레스판금은 프레스 가공이라고도 불리며 전용 금형을 사용하여 전자기기나 통신기기 등 다양한 제품의 기계부품을 제조하는 가공방법입니다.
대량 생산을 위해 치수 정밀도도 좋습니다. 그러나 전용 금형과 전용 프레스 가공기가 필요하기에 초기 비용이 높습니다.
또, 갑자기 설계 변경하려고 해도, 금형 수정에 시간이 걸리거나, 금형을 재작성하는 경우도 있으므로 비용과 리드타임이 걸립니다.
재료 차이
일반적인 판금 가공으로 취급하는 금속은 스틸이나 스테인레스 가 많습니다. 그러나, 정밀 판금 가공에서는 스틸이나 스테인레스에 가세해 알루미늄 이나 구리, 황동 등도 가공 가능합니다.
또, 판금 가공으로 취급하는 금속판의 두께는 1~10㎜ 정도로 비교적 두께가 있는 케이스가 많습니다만, 정밀 판금 가공에서는 0.1~3.0㎜ 정도, 그 중에는 0.1㎜ 이하의 얇은 금속판도 취급합니다 .
치수 정밀도의 차이
일반적인 판금 가공은 비교적 단순한 형상의 것을 제조하는 것도 있어, 제품의 크기에 따라 다르지만 치수 공차는 ±0.5~2.0㎜ 정도입니다.
한편, 정밀판금 가공은 전자기기의 부품과 같이 작은 것, 의료기기의 케이스와 같이 기밀성이 높은 것 등 복잡한 형상으로 정밀한 부품을 제조합니다.
그 때문에, 절곡 가공으로 ±0.2㎜ 이하, 빼기 가공으로 ±0.05㎜ 이하 등의 엄격한 치수 공차를 채워야 합니다.
초기 비용의 차이
판금 가공 중 프레스 판금은 제품에 맞는 전용 금형을 만들어야 합니다. 또한 전용 프레스 가공기가 필요합니다.
그러나 정밀 판금 가공에서는 범용 금형이나 전용 지그를 조합하여 가공하기에 금형을 제작할 필요가 없어 초기비용을 억제할 수 있습니다.
로트수가 소~중규모의 제품이라면 초기 투자를 억제하여 가공할 수 있습니다. 큰 로트의 제품이면, 프레스 판금 쪽이 비용적 이점이 나옵니다.
형상이나 사양, 로트수등의 정보로부터 가공 비용을 견적해 정밀 판금 가공인지 프레스 판금인지를 선택하면 좋을 것입니다.
정밀 판금 가공의 흐름
정밀 판금 가공의 납품까지의 흐름을 소개합니다.
1. 공정 설계, 제안
도면의 사양에 따라 제품을 제조하기 위해 공정을 설계합니다. 가공에 사용하는 범용 금형을 선정하거나 절곡 가공, 빼기 가공의 순번이나 횟수 등을 고안하여 효율적으로 제조할 수 있는 방법을 생각합니다. 또, 버 처리를 하는 공정이 필요한지, 도장이나 용접이 필요한지 등도 생각해 공정을 설계합니다.
적절한 가공방법을 설계하여 품질을 확보할 뿐만 아니라 공정설계에 따라 가공의 리드타임도 달라집니다. 필요 이상으로 비용을 들이지 않도록 효율적인 공정을 설계해야 합니다.
2. 도면 전개
도면은 완성 상태의 치수나 사양이 지시되어 있습니다. 따라서 절곡 가공 전의 상태로 전개합니다.
절곡부분은 절곡 R을 고려하여 전개해야 합니다. 또한, 정밀 판금에서는 가공 도중에 변형되지 않도록 강도를 확보하는 목적이나 평면성을 확보하는 등의 목적으로 최종 형상에서는 필요없는 절곡을 붙이는 경우가 있습니다. 이러한 경우에는 미리 판의 면적을 크게 해 두어야 합니다.
아무것도 조치하지 않는 상태라면 변형하기 쉽기에
절곡한것 같이 붙인다. 이렇게 하면 변형하기 어려워집니다.
실제로 필요한 가공을 하고
사용이 끝난 붙인 곳을 잘라냅니다.
도면 전개는 필요한 정밀도와 복잡한 형상을 어떻게 가공하는지를 고려하여 전개하는 중요한 작업입니다.
3. 빼기 가공
전개도의 형상이 되도록, 금속판을 잘라 가는 작업입니다. 주로 터렛 펀치 프레스나 레이저 가공기를 사용합니다.
4.전가공·성형가공
빼기 가공 후의 금속판은, 엣지 부분에 가시와 같은 돌기물이 남습니다. 이것을 버라고합니다. 버는 손을 다치거나 제품을 손상시키는 원인이 되므로 제거할 수 있습니다.
또 레이저 가공기 밖에 없는 공장에서는 나사를 조이기 위한 탭 홀을 가공하거나 버링 가공을 하는 등의 성형 가공이 필요한 경우도 있습니다.
5. 절곡 가공
금속판을 기계로 끼워 소성 변형시켜 구부립니다. 주로 프레스 브레이크라는 기계를 사용합니다. 직각의 절곡뿐만 아니라 예각, 둔각에도 구부릴 수 있습니다. 또한 R을 크게 붙인 R 절곡이나 뒤집어 꺾는 헤밍 절곡 등도 가능합니다.
6. 용접 가공
용접 가공은 부품과 부품을 연결하는 방법입니다. 주로 금속끼리를 용접하는 경우가 많아, 아크 용접이나 레이저 용접을 사용합니다.
7. 마무리 가공, 표면 처리
마무리 가공은 용접 조인트를 평평하게하기 위해 깎아 부드럽게하는 작업입니다.
표면 처리란, 표면성을 좋게 하거나 색을 붙이기 위해 도금이나 도장을 하는 작업입니다.
8. 조립
가공뿐만 아니라 나사 등을 사용하여 조립하는 제품도 있습니다. 지정된 토르크로 조임을 실시하고 부품을 조립하여 제품을 완성합니다.
9. 검사, 납품
완성된 제품, 부품의 치수가 올바른지, 표면성이나 외관 사양이 정확한지 최종 검사합니다. 출하 전의 최종 검사를 하지만, 도중의 공정으로 검사를 하는 경우도 있습니다.
좋은 상품은 포장되어 고객에게 납품합니다.
마무리하며
정밀 판금 가공의 특징이나 가공 공정에 대해 해설했습니다.
정밀 판금 가공은 고정밀 부품을 만들 수 있는 가공 방법으로, 초기비용도 싼 점이 특징입니다. 제조업의 양산 부품이나, 개발을 위한 시제품 부품의 가공 방법으로서 매우 많이 사용되고 있습니다.
부품에서 단품이라도 복수 부품을 조립한 상태에서도 가공 의뢰가 가능합니다.
