1.0플레이트 롤링이란 무엇인가?
판 압연은 평평한 금속판을 원통형, 원뿔형, 타원형 또는 기타 곡선 형상으로 성형하는 금속 성형 공정입니다. 이는 연속적이고 제어된 압력을 가하는 일련의 롤러에 판을 통과시켜 재료를 점차적으로 원하는 형상으로 굽힘으로써 이루어집니다.
이 공정은 압력 용기, 석유 및 가스 파이프라인, 선체, 구조용 보와 기둥, 그리고 산업 장비 하우징 제작에 널리 사용됩니다. 효율성, 일관성, 그리고 성형성으로 잘 알려진 판재 압연은 많은 중장비 제조 분야에서 선호되는 방법입니다.
1.1일반적인 판 압연기 유형
유형 | 특징 및 응용 프로그램 |
피라미드형 플레이트 롤 | 간단한 디자인으로 중간 두께 판의 표준 압연에 적합합니다. |
3롤 대칭 | 일반 산업적 요구에 널리 사용되며 비용과 성능의 균형을 제공합니다. |
4롤 플레이트 롤 | 더 높은 정밀도; 한 번의 패스로 자동화된 사전 굽힘 및 롤링이 가능합니다. |
CNC 플레이트 롤링 머신 | 대량 반복 작업에 이상적이며 프로그래밍 가능한 제어가 가능합니다. |
추천 독서:플레이트 롤링 머신이란? 작동 원리 및 응용 분야
1.2판 압연의 장점
- 효율적인 생산
자동 롤링은 수동 성형보다 더 빠르고 일관된 결과를 제공합니다. - 재료 절약
낭비를 줄이고 재료의 무결성과 연속성을 유지합니다. - 다양한 소재 호환성
강철, 스테인리스 강철, 알루미늄, 구리, 티타늄 및 다양한 합금에 사용 가능합니다. - 높은 정밀도와 일관성
시트 전체 길이에 걸쳐 곡률과 복잡한 프로필을 엄격하게 제어할 수 있습니다. - 향상된 구조적 무결성
용접과 접합의 필요성을 최소화하여 전반적인 강도와 압력 저항성을 높입니다. - 형태의 유연성
간단한 원통형뿐만 아니라 원뿔형, 이중 곡면 및 기타 고급 기하학 형태를 형성할 수 있습니다. - 중장비 기능
선박, 에너지 시스템, 산업 기계에 사용되는 두꺼운 판과 대구경 부품의 압연에 적합합니다.
2.0판 압연 기술 개요: 방법 및 응용 분야
추천 독서:금속 압연에 대한 완벽한 가이드: 열간 압연, 냉간 압연, 평면 압연 및 형상 압연
2.1초기 핀치 롤링(초기 핀치 벤딩)
장점:
- 탄소강, 스테인리스강, 알루미늄, 티타늄 등 다양한 소재에 적합
- 낮은 장비 비용 및 간단한 조작
- 높은 정밀도와 반복성으로 일괄 생산에 이상적
단점:
- 한 번의 패스로 양쪽 끝을 미리 구부릴 수 없습니다.
- 매우 두껍거나 넓은 판에는 적합하지 않습니다.
- 플레이트를 수동으로 뒤집어야 하므로 취급 단계가 늘어납니다.
2.24롤 플레이트 롤링
3롤 시스템보다 더욱 발전된 4롤 머신은 상단 및 하단 메인 롤과 다이아몬드 모양으로 배치된 두 개의 조절식 사이드 롤로 구성됩니다. 중앙 롤은 공급 및 압력을 담당하고, 사이드 롤은 플레이트의 양쪽 끝을 성형하고 미리 굽히는 작업을 지원합니다.
장점:
- 단일 설정으로 플레이트를 뒤집지 않고도 양쪽 끝을 미리 구부릴 수 있습니다.
- 더 두껍고 더 넓은 소재를 처리할 수 있습니다
- 높은 성형 정확도로 복잡한 형상에 적합
- 재료 취급을 최소화하여 생산 효율성을 높입니다.
단점:
- 장비 비용이 더 높음
- 숙련된 조작이 필요한 보다 복잡한 구조
2.3 가변 기하 롤링
이 기술은 피라미드형 3롤 구성을 사용하며, 롤 위치를 조절하여 원통형, 타원형, 원뿔형 및 기타 복잡한 형상을 형성할 수 있습니다. 스테인리스강 및 티타늄 합금과 같은 고두께, 고강도 소재에 적합합니다.
장점:
- 다양한 기하학적 프로필을 지원합니다
- 최대 6인치(약 150mm) 두께의 판 압연 가능
- 높은 정밀도로 맞춤형 및 고급 제조에 이상적
단점: - 비싼 장비
- 고급 유지 관리 및 제어 시스템이 필요한 복잡한 설정
2.4 2롤 롤링(간단형)
2롤 머신 상단 및 하단 롤을 사용하여 얇은 금속판을 압력을 가해 클램핑하고 구부립니다. 일반적으로 가벼운 소재의 소량 성형에 사용됩니다.
장점:
- 간단한 구조와 저렴한 비용
- 소형에서 중형 부품의 예비 성형에 적합
단점:
- 제한된 정밀도
- 두꺼운 판이나 복잡한 구조에는 적합하지 않음
3.0판 압연 공정: 금속 굽힘에 대한 단계별 가이드
판재 압연은 평평한 금속판을 곡선형 또는 원통형 부품으로 성형하는 데 중요한 공정입니다. 아래는 정밀하고 고품질의 굽힘 가공 결과를 얻기 위한 간결하고 체계적인 가이드입니다.
1단계: 재료 준비
곡률, 두께, 강도 측면에서 설계 요건을 충족하는 판금을 선택하십시오. 최적의 압연 품질을 보장하기 위해 표면을 깨끗이 청소하여 녹, 기름, 오염 물질을 제거하십시오.
2단계: 기계 설정
판 두께와 목표 굽힘 반경에 따라 롤 간격과 롤 위치를 조정하십시오. 안정적이고 안전한 압연 공정을 위해 기계 설치를 단단히 고정하십시오.
3단계: 플레이트 삽입
금속판을 위쪽과 아래쪽 롤 사이에 놓으세요. 금속판을 정확하게 정렬하고 중앙에 놓으세요.
4단계: 사전 굽힘
상단 롤을 내려 시트와 처음 접촉시킨 후 적당한 압력을 가해 살짝 구부립니다. 이렇게 하면 주요 성형 과정에서 스프링백이 줄어듭니다.
5단계: 메인 롤링
상단 롤을 목표 반경으로 조정하고 압연기를 작동시키세요. 롤들이 함께 작동하여 지속적인 압력을 가해 판재를 성형합니다. 균일한 변형을 보장하고 재료에 과도한 응력이 가해지는 것을 방지하기 위해 공정 과정을 실시간으로 모니터링하세요.
6단계: 멀티 패스 롤링(필요한 경우)
판이 두꺼울 경우 여러 번 반복하세요. 각 단계마다 상단 롤을 조정하여 원하는 곡률에 점차 가까워지도록 하세요.
7단계: 품질 검사
성형 후 기계를 멈추고 균열, 변형 또는 치수 편차가 있는지 확인하십시오. 곡률 반경을 측정하여 설계 사양을 준수하는지 확인하십시오.
8단계: 후처리
필요한 경우 모서리 다듬기, 표면 마무리 또는 소재 조정을 수행하십시오. 2차 변형을 방지하기 위해 작업물을 조심스럽게 제거하십시오.
3.1공정 설계 및 품질 관리의 주요 고려 사항
- 재료 선택:판 두께, 강도 및 연성이 공정 및 구조적 요구 사항을 모두 충족하는지 확인하십시오.
- 표면 및 가장자리 준비:성형 전 산화층, 버, 잔류응력을 제거하세요
- 플랫 존 제거:정확한 사전 굽힘 및 과도한 굽힘 기술을 사용하여 직선 끝을 제거합니다.
- 기계 교정:롤 압력, 공급 속도 및 경로 매개변수를 적절히 설정하세요.
- 스프링백 보상:특히 알루미늄 및 기타 탄성 합금의 경우 재료 스프링백을 허용합니다.
- 용접 이음 관리:용접을 응력 집중 구역에서 멀리 배치하거나 용접 후 열처리를 계획하십시오.
- 검사 및 테스트:치수 측정, 표면 검사 및 곡률 오차 평가를 수행합니다.
4.0판 압연의 세 가지 핵심 단계: 굽힘 전, 압연 및 굽힘 후
4.1 사전 굽힘
사전 굽힘은 본 압연 단계에 들어가기 전에 시트 가장자리에서 수행되는 초기 굽힘 작업입니다. 시트 가장자리를 살짝 들어 올리면 압연 중 소재가 롤 곡률에 더 잘 맞춰져 성형 후 평평한 끝단이나 기하학적 비대칭을 방지할 수 있습니다.
4.2사전 굽힘 공정
사전 굽힘 작업은 일반적으로 다음 단계를 거쳐 판 압연기에서 수행됩니다.
- 시트는 여러 개의 롤 사이에 고정됩니다.
- 위쪽과 아래쪽 롤 사이의 간격을 조정함으로써, 시트가 주 성형 구역에 완전히 들어가기 전에 가장자리에 초기 압력이 가해집니다.
- 롤이 회전함에 따라 가장자리는 점차 원하는 사전 굽힘 반경으로 구부러집니다.
사전 굽힘 작업 후, 시트 가장자리가 압연 아크와 더욱 매끄럽게 정렬되어 이음새 틈이 최소화되고 이후 용접이나 접합에 이상적인 조건이 제공됩니다.
4.3사전 굽힘의 중요성
- 성형 정확도가 향상됩니다.매끄럽고 연속적인 원형 모양을 보장하기 위해 모서리 곡률을 제어합니다.
- 가장자리 변형을 방지합니다.시트 끝부분의 평평한 부분이나 정렬 불량을 방지합니다.
- 관절의 질을 향상시킵니다.원활한 끝단 간 정렬을 통해 용접 및 조립이 더 쉬워집니다.
- 구조적 일관성을 보장합니다.굽힘력을 균등하게 분산시키고 국부적인 응력 집중을 방지합니다.
4.4구르는
압연은 성형 공정의 핵심 단계입니다. 이 단계에서 금속판은 한 세트(또는 여러 세트)의 롤을 통과하며 원하는 호 또는 원통 모양으로 점차 굽혀집니다. 주요 제어 매개변수는 다음과 같습니다.
- 롤 압력:상단 롤과 하단 롤 사이의 간격을 조정합니다.
- 공급 속도:변형에 맞춰 재료 공급을 동기화합니다.
- 롤 구성:부품 크기와 모양에 따라 3롤, 4롤 또는 가변 기하 구조 설정 중에서 선택합니다.
연속적이고 점진적인 굽힘을 통해 재료는 목표 곡률에 도달할 때까지 소성 변형을 겪습니다.
4.5포스트 벤딩
본 압연 공정 후에도 미세한 스프링백이나 끝단 불규칙성이 여전히 존재할 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하고 기하학적 정밀도를 더욱 높이기 위해 일반적으로 굽힘 후 작업을 수행합니다.
- 압연된 시트는 역순으로 롤을 통해 다시 공급됩니다.
- 완벽한 둥근 프로필을 보장하기 위해 대칭적인 압력을 사용하여 미세 조정이 이루어집니다.
- 끝 부분의 모서리를 다듬어 평탄도와 균일성을 개선했습니다.
이 단계는 압력 용기, 원통형 탱크 또는 대형 풍력 타워 섹션과 같은 고정밀 응용 분야에서 특히 중요합니다.
5.03롤 플레이트 롤링 머신 공정: 싱글 핀치 작업
가장 일반적인 기계 유형입니다. 하지만 시트를 두 번 삽입하여 양쪽 끝을 미리 굽혀야 하므로, 평평한 모서리가 없어지고 이음새가 더 단단하게 마감됩니다.
1단계: 첫 번째 끝 사전 굽힘
작업자는 시트를 상단 롤과 하단 롤 중 하나 사이에 삽입하여 고정합니다. 그런 다음 세 번째 롤(후면 굽힘 롤)이 상단 롤 쪽으로 대각선 위로 이동하여 압력을 가하고, 판의 앞쪽 가장자리에 원하는 굽힘 반경을 형성합니다.
2단계: 두 번째 끝 사전 굽힘 및 압연
첫 번째 모서리를 굽힌 후, 시트를 꺼내 180° 회전시킨 후 두 번째 끝부분을 미리 굽히기 위해 다시 삽입합니다. 압연 공정은 판이 원통형 쉘 형태로 완전히 성형될 때까지 계속됩니다.
메모:사전 굽힘 가공에 권장되는 최대 두께 또는 너비는 일반적으로 장비 정격 용량의 75%입니다. 더 좁은 판재의 경우 허용 두께를 늘릴 수 있습니다. 적용 분야별 지침은 장비 제조업체에 문의하십시오.
6.04롤 플레이트 롤링 머신 공정
4롤 압연기는 완전 자동화 및 원패스 압연을 통해 더욱 정밀하고 사용하기 편리합니다. 일반적인 공정은 다음과 같습니다.
- 금속판을 앞쪽 롤과 평행하고 직각이 되도록 배치합니다.
- 미리 설정된 압력으로 상단 및 하단 롤 사이에 플레이트를 고정합니다.
- 롤 사이로 시트를 뒤로 밀어 넣어 최소한의 직선 끝만 남도록 합니다.
- 측면 롤을 올려 앞쪽 가장자리를 구부립니다(사전 구부리기).
- 클램핑 롤을 계속 회전시켜 플레이트를 원형으로 만듭니다.
- 앞쪽 롤을 내리고 반대편 롤을 올립니다.
- 껍질을 회전시켜 원통형 모양을 완성합니다.
이 기계는 원하는 기하학적 모양이 달성될 때까지 플레이트를 지속적으로 앞으로 공급하여 진원도를 자동으로 교정하고 마무리합니다.
7.0중판 및 후판 압연의 핵심 기술
판재 압연은 엔지니어링 노하우와 실무 경험이 결합된 핵심 금속 성형 공정입니다. 중후판 압연의 성공은 기계 성능뿐만 아니라 소재에 대한 심도 있는 이해와 정밀한 제어에 달려 있습니다. 다음과 같은 기술이 매우 중요합니다.
7.1사전 굽힘 처리
본 압연 전에 판재 양쪽 끝단에 사전 굽힘 가공을 수행하면 판재의 시작과 끝부분에 편평한 부분이 없어집니다. 이를 통해 연속적인 호를 형성하고 응력 집중이나 취약한 부분을 방지할 수 있습니다. 일반적으로 판재 전체에 걸쳐 일관된 곡률을 얻기 위해 특수 롤을 사용합니다.
7.2장비 선택: 3롤 대 4롤
- 3롤 머신:클램핑용 하부 롤 2개와 벤딩용 상부 롤 1개가 특징입니다. 중간 두께 판재의 일반적인 성형에 적합합니다.
- 4롤 기계:더욱 높은 정밀도와 자동화를 제공합니다. 높은 허용 오차 요건과 복잡한 곡선 또는 원뿔 형상을 형성하는 데 이상적입니다.
7.3냉간 압연 vs. 열간 압연
- 냉간 압연:실온에서 수행됩니다. 재료 강도, 표면 마감 및 치수 평탄도를 유지합니다. 얇은 판재나 공차가 작은 부품에 적합합니다.
- 열간 압연:고온에서 수행됩니다. 항복 강도를 감소시켜 두꺼운 판의 성형을 용이하게 합니다. 대형 압력 용기 및 구조용에 적합합니다.
추천 독서:강철 코일이란? 용도, 중량 계산, 열간 압연 vs. 냉간 압연
7.4증분 롤링(단계별 굽힘)
원하는 곡률을 얻으려면 여러 번의 롤링 패스가 필요한 경우가 많습니다. 증분 롤링은 각 패스마다 롤 압력을 점진적으로 증가시키는 방식입니다. 이 기법은 응력 집중을 최소화하고, 형상 정확도를 높이며, 구조적 무결성을 향상시킵니다.