판금 가공이나 프레스 가공이 이루어지는 금속 판재에 대해 이루어지는 가공의 하나로 플랜지 가공이 있습니다. 금속판에 나사나 파이프 등을 접합하는 홀에 이루어지는 경우가 많고 부품 개수의 절감이나 다른 파츠와 접합을 쉽게 하는 등 다양한 장점이 있습니다. 이 기사에서는 플랜지 가공의 특징과 장점, 단점 등에 대해 소개합니다.
목차
플랜지 가공(버링 가공)이란?
플랜지 가공은 금속판에 가공된 홀 주위에 플랜지 형상을 만드는 가공입니다. 판금 가공이나 프레스 가공처럼 금속 판에 이루어지는 소성 가공의 일종이기도 합니다. 플랜지 가공은 버링 가공이라고도 불립니다. 가공 시는 가공하려는 소재에 예비 홀을 가공하고 이어 예비 홀보다 직경이 큰 펀치를 밀어넣습니다. 이렇게 하면 예비 홀이 넓어지고 동시에 펀치에 눌려 홀 주위 소재가 일어납니다.
예비 홀만일 때는 평면이었지만 가공 후는 그림과 같이 입체적으로 플랜지가 가능한 것이 특징입니다. 따라서 홀 주변이 벤딩에 강해지는 효과도 예상할 수 있습니다. 플랜지 가공 방법은 2종류가 있는데 일반 가공과 압착 가공으로 나눌 수 있습니다. 보통 가공에서는 플랜지 높이가 작은편이고 중심 직경(일어난 판 두께의 중심에서 반대쪽 중심까지의 거리)에 따라 관리됩니다. 한편 압착 가공에서는 플랜지의 높이가 커서 플랜지 가공 후 내경이나 외경의 치수 정밀도가 좋은 것이 특징입니다. 플랜지 가공은 탭 가공이나 용접 등 다른 가공 방법과 조합하여 사용되는 경우도 많습니다.
플랜지 가공을 처리하는 장점
다음으로 플랜지 가공의 사용법과 장점을 소개합니다.
간단하게 나사 홀을 만드는 것이 가능하다
얇은 금속판의 경우 예비 홀에 탭 가공으로 나사를 잘라도 홀 자체의 안길이가 없으므로 나사산의 수가 제한되어 버립니다. 따라서 얇은 판에 나사를 고정하기 어렵고 볼트와 너트를 사용하거나 너트를 용접하는 등의 대책이 필요합니다. 그러나 바 플랜지 가공을 하면 플랜지 높이로 나사를 자를 수 있어 단단하게 고정할 수 있습니다. 그래서 다른 부품을 사용하지 않고 금속판 자체에 나사 홀을 만들 수 있습니다.
오염이 잘 쌓이지 않게 된다
플랜지 가공에서 플랜지의 근원은 직각이 되지 않습니다. R이 처리된 곡면이 되므로 이 부분에 오염이나 녹 등이 잘 쌓이지 않는다는 특징이 있습니다. 특히 판에 파이프를 용접할 때 등은 판과 파이프 접합부가 직각이 되어 버리지만 플랜지 가공으로 일어난 끝에 파이프를 용접하면 근원의 각이 사라집니다. 곡면의 입상은 직각에 비해 오염이 잘 쌓이지 않고 메인터넌스도 하기 쉬우므로 식품업계과 같은 엄격한 위생관리가 요구되는 분야에서 많이 이용되고 있습니다.
보다 강도가 높은 용접이 가능해진다
플랜지 가공은 용접과의 조합도 많이 이루어지고 있어 함께 사용하면 강도가 높은 용접이 가능해집니다. 예를 들어 배관을 T자로 용접하는 경우 1개의 관 측면에 다른 1개의 관을 직각으로 교차하듯이 용접합니다. 그러나 이 방법은 용접 난이도가 높고 교차 부분이 모서리로 되어 있어 응력 집중 등으로 파손되기 쉽다는 문제가 있습니다. 그런 경우 1번째 관에 홀을 가공하고 플랜지 가공을 하고 플랜지 부분과 2번째 관으로 맞대기 용접을 합니다. 이에 따라 용접 자체의 강도가 오르고 또한 용접된 부위에 응력이 집중되지 않게 되어 보다 강한 배관이 됩니다.
플랜지 가공의 단점
장점이 많은 플랜지 가공이지만 단점이나 적합하지 않은 경우도 존재합니다. 여기에서는 특히 유의해야 하는 단점을 소개합니다.
부드러운 재질의 가공에는 주의가 필요
알루미늄과 같은 부드러운 소재의 경우 펀치를 밀어넣었을 때 홀 자체가 변형되어 플랜지가 만들어지지 않거나 플랜지 부분의 강도가 낮아지는 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 스테인리스 등과 같이 어느 정도 강도가 있는 소재 쪽이 적합합니다.
두꺼운 판은 가공이 어렵다
판에 두께가 있는 경우에도 플랜지 가공은 그다지 적합하지 않습니다. 예비 홀에 펀치를 넣어도 부하가 높아 예상하고 있는 형태로 변형되지 않게 됩니다. 대략적인 기준으로 판 두께가 2mm 이상이 되면 가공하기 어려워집니다.
빈번하게 나사를 탈착하는 곳에는 적합하지 않다
플랜지 가공에 따른 모재의 플랜지 양에는 제한이 있습니다. 가공 후 탭을 사용하여 나사 홀을 만들어도 너트 등에 비해 나사산의 수는 적어집니다. 따라서 나사의 탈착을 반복하다 보면 나사산이 찌그러져 버리는 경우도 있습니다. 나사의 탈착이 반복되는 곳에서는 너트를 용접하거나 코킹 너트를 이용하는 등 다른 방법을 검토하는 것이 좋습니다.
플랜지 가공의 대표적인 용도
플랜지 가공은 그 편리성에서 다양한 용도로 사용되고 있습니다. 여기에서는 대표적인 용도를 소개합니다.
나사 홀
판 모양의 모재에 나사 홀을 만드는 것은 대표적인 용도 중 하나입니다. 기계 부품 등을 관찰해보면 비교적 쉽게 발견할 수 있을 것입니다. 플랜지 가공으로 만든 플랜지에 탭으로 나사를 잘라 나사 홀로 사용합니다.
업무용 조리 기구
플랜지 가공은 신속하게 씻을 수 있고 청결을 유지하기 쉬운 형상이 요구되는 업무용 조리 기구에도 많이 사용되고 있습니다. 노즐과 모재를 접합할 때 모재에 플랜지 가공한 뒤 플랜지부와 노즐을 맞대기 용접합니다. 이를 통해 노즐과 모재의 접합부에 R이 만들어져 오염이 잘 쌓이지 않고 청소하기 쉬운 형상이 됩니다.
배관 용접
관과 관의 용접이 필요한 배관 용접에서도 플랜지 가공이 활용되고 있습니다. 관끼리 직교시켜 용접하는 것은 매우 난이도가 높은 작업이지만 가공에 의해 만들어진 플랜지와 관의 용접이라면 맞대기 용접이 되므로 용접의 난이도가 내려가는 것입니다. 따라서 보다 고품질의 안정된 배관이 가능해 집니다.
플랜지 가공의 보다 높은 활용 방법
플랜지 가공은 가공 단품으로 사용되는 경우는 그다지 많지 않습니다. 나사 절삭이나 용접 외에 다양한 기술과 조합하여 사용되는 경우가 많습니다. 따라서 응용 범위가 넓고 사용 상황이나 설계에 맞춰 다양한 방법으로 활용할 수 있습니다. 예를 들어 화학제조업체에서 사용하는 용기는 조리 기기와 마찬가지로 오염이 잘 쌓이지 않고 메인터넌스하기 쉬운 구조가 요구됩니다. 또한 모재에서 배관으로의 접합부에 R이 처리되어 있어 내용물이 배관으로 흐르기 쉬워진다는 이점도 있습니다. 그 밖에는 건축 쇼에 사용될 듯한 복잡한 구조의 배관을 용접할 때도 용접의 난이도를 낮출 수 있는 플랜지 가공이 사용되고 있습니다.
정리
플랜지 가공은 버링 가공이라고도 하고 금속 판재에 대해 이루어지는 소성 가공의 일종입니다. 예비 홀에 대해 예비 홀보다 직경이 큰 펀치를 밀어넣고 홀 주위에 플랜지를 만듭니다. 플랜지 가공은 플랜지부에 나사를 잘라 나사 홀로 만들거나 플랜지 끝에 관을 용접하는 등 다양한 가공과 조합하여 이루어지는 경우가 많고 볼트 등의 부품 절감과 작업성 향상, 용접의 질 향상 등 다양한 장점이 있습니다. 한편 알루미늄과 같은 부드러운 소재나 두께가 있는 소재의 가공에는 주의해야 합니다. 또한 가공 후 나사 홀로 하는 경우는 나사의 탈착이 빈번하지 않은지 확인해야 합니다. 플랜지 가공은 나사 홀이나 업무용 조리 기구, 배관 용접 등 다양한 분야에서 이용되고 있습니다. 미스미 meviy에서는 플랜지 부착 형상의 견적에 대응하고 있습니다.
