금속판을 가공해, 큰 구조물이나 기계의 가대, 탱크 등을 만드는 방법으로서 제관 가공이 있습니다. 제 가공의 순서나 용도, 판금 가공 과의 차이는 무엇인가에 대해 해설합니다.
목차
제관 가공이란?
제관가공은, 제관 판금이라고도 불리는 금속 가공으로, 간단히 말하면 「관」을 만드는 것입니다. 용기 뿐만이 아니라, 기계의 커버나 골조등을 만들기 위해서 빠뜨릴 수 없는 기술입니다. 다양한 일용품이나 빌딩의 설비 등, 많은 친밀한 것이 제관으로 만들어져 있습니다.
제관가공 개요
제관 가공이란, 철이나 스테인레스 등의 금속판이나 파이프, 앵글재 등을 절단해, 용접 가공 등을 실시해 입체적인 제품을 만드는 가공입니다. 제관이라고 하면, 스프레이나 통조림의 용기를 이미지할지도 모릅니다만, 일반적인 「관」 뿐만이 아니라, 큰 탱크나 장치로부터 대형의 기계의 커버나, 구조물의 골조등의 제조도 포함되어 있습니다. 절단이나 절곡, 천공이나 용접 등을 실시하기 때문에, 어느 쪽인가라고 하면 판금 가공에 가까운 가공이지만, 판금 가공과는 달리, 금속판 뿐만이 아니라, 형강이나 파이프 앵글재를 사용합니다. 또한 금속판을 사용할 때는 판금 가공보다 두꺼운 재료가 사용되는 경우가 많습니다. 또한 판금 가공과 달리 커버나 케이스보다는 프레임 등을 만들기 위해 사용되는 케이스가 많아집니다. 금속가공의 일종으로, 제조에 있어서는 빠뜨릴 수 없는 가공방법의 하나입니다.
제관에 적합한 재료와 적합하지 않은 재료
제관 가공에서는, 판금 가공보다 높은 강도가 요구되는 제품을 만드는 경우가 많습니다. 그렇기에 높은 강도를 가진, 철이나 스테인레스가 적합합니다. 한편 알루미늄이나 구리 등과 같이 소재의 강도가 낮은 것은 적합하지 않습니다.
제관 가공을 이용한 제품의 예
제관 가공으로 만들어지는 제품에는 다음과 같은 것이 있습니다.
공작 기계를 놓는 발판이나 공작 기계의 프레임. 공작 기계를 비롯한 대형 기계의 본체 케이스. 산업용 탱크와 덕트, 저장 설비 등입니다. 또, 우리의 가까이에서는 집합 주택의 저수조등을 들 수 있습니다.
이것만의 예에서도 다양한 형상이 만들어지는 것을 알 수 있습니다. 판금 가공에 비해, 높은 강도나 내구성이 요구되는 것에 제관 가공이 이용되는 경우가 많습니다.
제관 가공의 장점과 단점
비교적으로 대형 구조물을 만드는 데 적합합니다. 또한 높은 강도를 가진 제품이 만들기 쉬운 가공방법입니다. 한편으로 판금 가공이나 프레스 가공과 같이 양산을 향한 가공방법은 아닙니다. 따라서 제작 비용이 높아지기 쉽습니다. 또한 기본적으로 수작업이 되므로 숙련도가 높은 기술자가 필요합니다.
제관 가공의 작업 순서
계속해서 제관 가공의 가공 순서에 대해서 소개합니다.
(1) 도면 작성
어떠한 가공에 대해서도 마찬가지입니다만, 우선은 도면을 작성합니다. 도면을 준비함으로써 설계자와 가공자, 사용자의 의사소통이 원활하게 이루어져 실수 없는 작업이 가능하기 때문입니다.
또한 설계 단계에서 작업 공정을 의식하여 비용을 줄일 수 있도록 고려하는 것도 중요합니다. 비용을 절감하면서 제품의 품질을 향상시킬 수 있도록 설계 및 도면작성을 수행해야 합니다. 비용을 억제하는 궁리로는, 용접 부분을 줄이거나, 작은 부품을 늘리지 않게 하거나, 2차 가공을 가능한 한 필요로 하지 않는 가공을 행하는 등의 방법을 들 수 있습니다.
(2) 절단·용단
도면을 바탕으로 정해진 크기나 배치로 금속판 등의 재료를 절단합니다. 금속판의 절단은, 판금 가공과 같이, 레이저 컷이나 빼기 가공으로 실시합니다. 또한 두꺼운 금속판을 가공하는 경우에는 레이저나 빼기 가공으로는 대응할 수 없기에 용단이 선택되는 경우도 있습니다. 용단이란 가스의 연소나 아크 등의 열을 사용하여 절단하고 싶은 부분의 금속을 녹여 제거하는 방법입니다.
(3) 드릴링·절곡 가공
제품이 완성되었을 때 다른 부품이나 볼트를 통과시킬 수 있도록 절단된 금속판에 드릴링을 실시하여 깔끔한 구멍이나 탭 구멍을 냅니다. 또한 금속을 결정된 형상으로 구부리는 「절곡 가공」을 실시합니다.
절곡 가공에서는 판금 가공이나 프레스 가공 과 마찬가지로 펀치와 다이가 사용됩니다. 그러나 제관 가공의 경우, 범용 금형과 프레스 브레이크에 의한 절곡 뿐만 아니라, 접힘이나 형 절곡, 이송 절곡, 롤 절곡 등에 의해 다양한 형상이 만들어집니다.
(4) 용접
절곡의 접합부나 복수의 부품을 접합하기 위해서, 용접을 실시합니다. 용접이란 복수의 금속을 열로 녹여 융합시켜 식히고 굳히는 가공입니다. 제관의 용접에서는 아르곤 용접이나 아크 용접을 이용하는 것이 일반적입니다. 또, 정밀도가 높은 조합이나 조립을 실시할 때에는, 공작 기계를 이용하여 용접부의 2차 가공을 실시하는 경우도 있습니다.
(5) 처리·조립
제품을 사용하는 환경에 따라 내식성이나 내열성, 전도성 등이 요구되는 경우도 있습니다. 예를 들어 옥외 탱크라면 내식성이 필요하고, 고온의 기체나 액체가 통과하는 덕트에서는 내열성이 요구됩니다. 따라서 필요에 따라 표면 처리 등을 실시합니다. 또 제관은 핸드툴 등의 기계의 힘을 빌리면서도 수작업으로 조립하는 일도 많아, 첨단 기술이 필요합니다.
(6) 검사·납품
마지막으로 제품에 문제가 있는지 검사합니다. 또한 제품에 따라 완성 후 특수 가공을 실시하는 경우도 있습니다. 모든 작업이 끝나면, 발주자에게 납품되어, 필요에 따라서 설치등이 행해집니다.
제관 가공과 판금 가공의 차이
전술한 바와 같이, 금속판을 가공한다는 의미에서는, 제관 가공과 판금 가공은 매우 비슷합니다. 그러나 크게 나누어 다음과 같은 차이가 있습니다.
제조되는 제품
판금 가공에서는, 기계의 본체 케이스나 박스 등이 주로 만들어지지만, 제관 가공에서는 프레임이나 발판 등이 만들어집니다. 또한 판금 가공에 비해 큰 것이 만들어지는 경우가 많습니다.
소재
판금 가공에서는 금속판이 사용되지만, 제관 가공에서는 형강이 많이 사용됩니다.
판 두께
제관 가공은 판금 가공에 비해, 높은 강도나 내구성이 요구되는 제품을 만들 때 행해지는 것이 많아, 두꺼운 금속판을 사용하는 경우가 많습니다.
일반적으로 판금 가공에 사용되는 것은 7mm 이하의 금속판이지만, 제관 가공에서는 7mm 이상의 판을 사용합니다.
정리
제관 가공은 판금 가공보다 두꺼운 금속판을 사용하여 판을 자르거나, 구부리거나, 용접하여 제품 형상을 만드는 가공입니다. 일반적으로 7mm 이상의 금속판이 사용되어 탱크나 덕트, 발판이나 프레임 등을 만듭니다. 제관이라고 하면 「관」과 같은 용기를 만드는 것을 이미지합니다만, 용기뿐만 아니라 다양한 제품이 만들어집니다.
제관 가공에서는 도면 작성, 금속판의 절단, 천공, 절곡, 용접 등의 공정을 거쳐 표면 처리나 조립, 검사 순서로 공정이 진행됩니다.
제관 가공과 판금 가공의 차이는 판의 두께로, 제관 가공 쪽이, 강도나 내구성이 요구되는 제품이나 대형의 제품이 만들어집니다.
