1.0알루미늄 벤딩이란?
알루미늄 굽힘은 설계에 따라 직선 알루미늄 조각을 곡선이나 각진 모양으로 바꾸기 위해 외부 힘을 가하는 과정을 말하며, 이 모든 과정이 구조적 무결성을 유지하는 데에 있습니다.
모든 알루미늄 소재가 굽힘 가공에 적합한 것은 아니라는 점을 유의하시기 바랍니다. 소재의 특성과 열처리는 굽힘 가공 결과에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 프로젝트에 가장 적합한 솔루션을 찾기 위해 진행 전에 저희와 심도 있게 상담하실 것을 권장합니다.
굽힘 작업은 까다로운 작업일 수 있으며, 균열이나 변형과 같은 문제를 방지하기 위해 세심한 관리가 필요합니다. 이 글에서는 이러한 잠재적인 위험 요소를 살펴보고 가장 흔히 사용되고 안정적인 8가지 굽힘 방법귀사의 제품에 가장 적합한 최고 품질의 벤딩 솔루션을 원하시면 언제든지 저희에게 문의해 주세요.
2.0알루미늄 굽힘 방법 및 공정
알루미늄 벤딩 기술의 선택은 소재의 단면적과 특정 요구 사항에 따라 달라집니다. 알루미늄 판재, 튜브, 막대 등 다양한 소재를 사용하며, 가장 적합한 벤딩 기법을 선택하는 것은 프로젝트 성공을 위해 매우 중요합니다.
2.1롤 벤딩
롤 벤딩 알루미늄을 두 롤러 사이에 놓고 롤러를 통해 압력을 가하여 원하는 각도와 깊이로 구부리는 방법입니다. 이 방법은 알루미늄을 다양한 형태로 성형하는 데 매우 효율적이며, 크고 두꺼운 조각에 적합합니다.
장점: 빠르고 일관성이 있으며 대형 알루미늄 크기에 적합합니다.
단점: 특수 장비가 필요하므로 비용이 많이 들 수 있습니다.
2.2프레스 브레이크 벤딩
프레스 브레이크는 펀치와 다이 사이에 알루미늄을 놓고, 펀치가 압력을 가해 알루미늄이 다이 주위로 휘어지도록 하여 알루미늄을 구부립니다.
장점: 높은 정밀도와 빠른 굽힘 속도로 대형 또는 두꺼운 알루미늄 조각에 적합합니다.
단점: 비싼 장비로, 더 작거나 얇은 알루미늄 부품에 가장 적합합니다.
2.3푸시 벤딩
푸시 벤딩은 밀어내는 도구나 막대를 사용하여 기계적 힘을 가해 알루미늄을 구부립니다. 재료를 고정된 장치에 고정하고, 밀어내는 도구로 원하는 모양으로 눌러줍니다.
장점: 작은 각도의 굽힘에 적합합니다.
단점: 크거나 두꺼운 알루미늄에는 적합하지 않으며, 국부적으로 높은 압력이 발생할 수 있습니다.
2.4회전 굽힘
회전 굽힘 가공은 회전 스트레칭 기계를 사용하여 기계적 힘을 가해 알루미늄이 중심 축과 다이 사이에서 회전하고 구부러지도록 합니다.
장점: 작은 반경, 정밀한 각도, 매끄러운 전환을 구현하여 대형 또는 두꺼운 알루미늄 부품에 이상적입니다.
단점: 특수 장비가 필요하므로 비용이 많이 들 수 있습니다.
2.5압축 굽힘
압축 굽힘은 펀치와 다이를 사용하여 압력을 가해 알루미늄을 원하는 모양으로 압축하는 방법입니다.
장점: 양쪽에 일정한 굽힘이 있는 부품을 생산하는 데 적합합니다.
단점: 장비 비용이 높아 대량 생산에 더 적합합니다.
2.6스트레치 성형
스트레치 성형은 기계적 힘을 이용하여 알루미늄을 늘려 원하는 모양으로 성형합니다. 이 과정에서 발생하는 장력은 소재의 길이를 일정하게 제어합니다.
장점: 정밀한 모양 제어로 대량 생산에 이상적입니다.
단점: 값비싼 장비로, 특정 요구 사항에 적합합니다.
2.7수동 굽힘
수동 굽힘 가공은 플라이어나 망치와 같은 간단한 도구를 사용하여 알루미늄을 굽히는 전통적인 방법입니다.
장점: 간단하고 저렴하며, 작거나 얇은 알루미늄 부품에 적합합니다.
단점: 속도가 느리고, 정밀도가 낮으며, 크거나 두꺼운 알루미늄 조각에는 적합하지 않습니다.
2.83롤러 플레이트 벤딩 머신
그만큼 3롤러 플레이트 벤딩 머신 3개의 롤러를 사용해 압력을 가해 알루미늄을 원하는 모양으로 구부립니다.
장점: 건축 구성 요소 및 대규모 건설 프로젝트에 이상적입니다.
단점: 특수장비 가격이 비싸고 적용이 제한적이다.
3.0알루미늄 앵글 굽힘을 위한 최상의 방법
알루미늄 앵글 벤딩에서는 적절한 기법을 선택하는 것이 중요합니다. 일반적으로 롤 벤딩과 프레스 브레이크가 균일한 벤딩과 높은 정밀도를 제공하기 때문에 가장 일반적으로 사용되는 옵션입니다. 큰 반경이나 여러 각도로 변환되는 경우에는 회전 벤딩이 더 나은 선택입니다. 소규모 생산이나 간단한 용도의 경우 수동 벤딩과 푸시 벤딩이 빠르고 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다.
4.0알루미늄을 수동으로 구부리는 방법
✅ 준비
재료 표면을 깨끗이 닦고 자, 마커, C형 클램프, 바이스, 망치 등 기본 공구를 준비합니다. 재료가 두꺼우면 연성을 높이기 위해 예열이 필요할 수 있습니다.
✅ 프로세스
- 굽힘선을 표시하세요: 자와 마커를 사용하여 굽힘 부분을 표시하세요. 필요한 경우 굽힘 선을 따라 작은 보조 구멍을 뚫거나 밀링 커터를 사용하여 표면을 가공하면 굽힘 작업에 도움이 됩니다.
- 작업물 고정: C형 클램프나 바이스를 사용하여 재료를 단단히 고정합니다.
- 고르고 천천히 압력을 가하세요: 망치로 굽힘선을 따라 한쪽 끝에서 반대쪽 끝으로 가볍게 두드려줍니다. 10~20도씩 구부립니다.
- 굽힘 각도를 확인하세요: 굽힘이 충분하지 않으면 필요에 따라 조정하세요.
5.0굽힘을 위한 프레스 브레이크 사용 방법
✅ 준비
작업물 표면을 깨끗이 청소하고 프레스 브레이크, 다이, 측정 도구를 모으세요.
✅ 프로세스
- 작업물 배치: 작업물을 백스톱에 대고 올바르게 정렬합니다.
- 다이 조정: 다이와 펀치가 올바르게 정렬되었는지 확인하십시오. 90도 굽힘의 경우, 소재의 스프링백을 보정하기 위해 88도 다이를 사용하는 것이 좋습니다.
- 천천히 압력을 가하세요: 과도한 힘을 가하지 않도록 천천히 압력을 가하세요. 이상한 소리가 들리거나 움직임이 불안정하면 즉시 기계를 멈추고 문제가 있는지 확인하세요.
- 굽힘 각도를 확인하세요: 굽힘 작업 후에는 측정 도구를 사용하여 각도를 확인하세요. 편차가 발견되면 필요에 따라 미세 조정을 하세요.
6.0알루미늄 벤딩을 위한 최고의 재료
알루미늄 합금의 굽힘 성능은 합금 조성과 템퍼링 조건에 따라 영향을 받습니다. 굽힘 가공에 가장 적합한 합금 계열은 3XXX, 5XXX, 6XXX 계열입니다. 2XXX 계열 합금은 경도가 높아 성형이 더 어려워 피해야 합니다. 그러나 적절한 템퍼링 처리를 하면 이러한 합금도 굽힘 가공이 가능합니다.
6.1굽힘 가공에 가장 적합한 4가지 알루미늄 합금
- 3003 알루미늄 합금:3003은 굽힘 가공에 가장 적합한 소재 중 하나로, 우수한 강도, 탁월한 냉간 가공 특성, 항복 강도와 인장 강도 사이의 상당한 차이를 제공합니다. 이러한 모든 특성이 굽힘 가공 시 뛰어난 성능을 발휘하는 데 기여합니다.
- 5052 알루미늄 합금:5052는 높은 연성과 항복 강도와 인장 강도 사이의 상당한 차이를 제공합니다. 또한, 특히 해양 및 기타 부식성 환경에서 뛰어난 내식성을 보입니다. 어닐링 후 성형성은 3003보다 뛰어나 복잡한 굽힘 가공에 적합합니다.
- 5083 알루미늄 합금:5083은 내식성과 뛰어난 용접성으로 조선 분야에서 널리 사용됩니다. 굽힘 성능을 극대화하려면 H111, H112 또는 O 등급의 5083을 사용하는 것이 좋습니다.
- 6061 및 6082 알루미늄 합금: 이 두 합금은 우수한 강도와 성형성을 가진 열처리 합금입니다. T4 또는 T6 상태에서는 굽힘 특성이 좋지 않지만, T4 상태에서 성공적으로 성형한 후 T6 시효 처리하여 강도를 높일 수 있습니다.
6.2알루미늄 템퍼 처리
합금을 선택할 때는 재료의 두께뿐만 아니라 합금의 조성, 강도, 그리고 템퍼링 상태를 모두 고려해야 합니다. 이러한 요소들을 정확히 이해하면 가장 적합한 재료와 굽힘 가공 방법을 선택하여 높은 제품 품질을 보장할 수 있습니다.
템퍼 처리 및 그 특성:
- T(열처리)
T6 및 T651 합금(예: 6XXX 시리즈)은 높은 강도와 중간 정도의 성형성을 가지고 있어 인성과 내성이 모두 요구되는 용도에 이상적입니다. 그러나 굽힘 가공 시 연성 감소로 인한 균열 발생을 방지하기 위해 주의해야 합니다. - H(변형 경화)
H14 또는 H24 상태의 합금은 변형 경화를 거쳐 강도가 향상되었습니다. 이러한 템퍼링은 균열 없이 중각 굽힘 가공에 적합합니다. - O (소둔)
O 상태는 완전히 어닐링된 상태를 나타내며, 최대의 성형성을 제공합니다. 간단한 굽힘 작업에 적합하지만 강도는 다소 낮습니다. - F (제작된 상태)
F 상태는 강도는 낮지만 유연성과 회복력이 더 큰 가공된 소재를 말합니다.
7.0알루미늄 굽힘에 영향을 미치는 주요 요인
알루미늄 굽힘 가공은 굽힘 품질과 성형성을 직접적으로 결정하는 몇 가지 주요 요인에 영향을 받습니다.
- 성형성: 성형성은 재료가 균열이나 찢어짐 없이 영구 변형을 견딜 수 있는 능력을 의미합니다. 이는 재료의 강도, 연성, 형상 및 두께에 영향을 받습니다. ASTM E2218과 같은 표준 시험은 성형성을 측정하고 굽힘 가공에 가장 적합한 합금을 파악하는 데 도움이 됩니다.
- 두께 및 굽힘 반경: 두께와 굽힘 반경은 굽힘 성능에 상당한 영향을 미칩니다. 얇은 소재는 굽힘이 더 쉬운 반면, 두꺼운 판은 굽힘이 더 어렵습니다. 굽힘 반경이 작으면 균열이 발생할 수 있으므로 제조업체 지침을 따르는 것이 매우 중요합니다.
- 연장 : 연신율은 재료가 인장력을 받을 때 늘어나는 능력을 측정합니다. 연신율이 높을수록 성형성이 우수합니다. 예를 들어, 연신율이 약 35%인 어닐링 처리된 3003(AA3003-O)은 굽힘 가공에 적합합니다. 응력-변형률 곡선은 가장 적합한 합금을 선택하는 데 도움이 될 수 있습니다.
8.0알루미늄 굽힘 중 균열을 방지하는 방법
알루미늄은 굽힘 가공 시, 특히 아노다이징 후 균열이 발생할 수 있습니다. 제조업체는 종종 손상 없이 굽힘 가공하는 데 어려움을 겪습니다. 다음은 8가지 주요 예방 조치입니다.
- 올바른 등급과 기질을 선택하세요: 굽힘 가공에 적합한 등급과 템퍼를 선택하십시오. 합금의 조성과 경도는 성형성에 직접적인 영향을 미치므로, 적절한 재료를 선택하면 균열 위험을 크게 줄일 수 있습니다.
- 적절한 굽힘 장비 사용: 응력 집중과 국부적 손상을 방지하려면 재료와 굽힘 요구 사항에 맞게 설계된 장비를 선택하세요.
- 굽힘 반경을 늘리세요: 굽힘 반경이 클수록 응력이 고르게 분산되고 균열 가능성이 줄어듭니다.
- 굽힘 영역의 공극 채우기: 굽힘 작업 시 금속 인서트나 패딩을 사용하면 국부적인 응력과 붕괴를 방지하여 균열 발생 가능성을 줄일 수 있습니다.
- 두께 또는 장력 조정: 재료의 두께를 늘리거나 굽힘 장력을 줄이면 응력이 더 균등하게 분산되는 데 도움이 됩니다.
- 다이 갭 및 재료 조정: 다이 갭을 개선하고 적절한 다이 재료를 선택하여 표면 손상과 그에 따른 균열을 방지합니다.
- 날카로운 모서리 대신 부드러운 굽힘을 사용하세요: 급격히 구부리는 대신 점진적으로 구부리면 응력 집중을 방지하고 균열 위험을 줄일 수 있습니다.
- 마찰 응력을 줄이기 위해 윤활을 적용하세요: 굽힘 가공 시 윤활제를 바르면 마찰이 줄어들고 재료 표면의 응력이 완화됩니다.
참고문헌:
ahssinsights.org/forming/forming-modes/bending/
www.researchgate.net/publication/348823039_여러 균열이 있는 알루미늄판의 좌굴 및 굽힘 특성
