제조업에서 고정 및 조립이란 무엇인가? 자동화에 대한 완벽한 가이드

오늘날의 제조 환경에서 체결 및 조립은 제품 안정성, 생산 효율성, 그리고 비용 관리에 중요한 역할을 합니다. 주요 목표는 정밀하고 신뢰할 수 있는 연결 방식을 통해 개별 부품을 연결하여 기능적인 유닛 또는 하위 어셈블리를 만드는 것입니다.

이상적인 제품 설계는 통합 엔지니어링을 통해 조립 부품 수를 최소화하는 것을 목표로 하지만, 대부분의 복잡한 제조 공정에서는 다중 부품 고정 및 조립이 여전히 필수적입니다. 이러한 작업은 일반적으로 수동, 반자동, 완전 자동화의 세 가지 범주로 나뉘며, 기계적 고정 및 접착 접합과 같은 다양한 기술이 포함될 수 있습니다.

1.0기계적 고정: 산업 조립의 기초

기계적 체결은 제조 분야에서 가장 널리 사용되는 접합 방식으로, 신뢰성과 다재다능함으로 잘 알려져 있습니다. 기계적 체결은 네 가지 주요 범주로 나눌 수 있으며, 주요 내용은 다음과 같습니다.

1.1일체형 패스너: 판금 제품용 내장형 연결 장치

일체형 패스너는 판금 부품에 직접 형성되어 부품 간의 맞물림 또는 간섭을 통해 결합되므로 별도의 부품이 필요하지 않습니다. 주요 유형은 다음과 같습니다.

• 양각 돌출부: 두 장의 금속판을 스탬핑하여 컵 모양의 구조를 만드는 방식입니다. 금속은 압력을 받으면 팽창하여 펀치 직경보다 큰 맞물린 "단추"를 형성합니다. 클린칭이라고 하는 이 공정은 경량 금속판에 적합한 영구적인 연결을 제공합니다.
• 가장자리 솔기: 시트 가장자리를 접고 맞물리게 하여 조립을 강화하는 동시에 날카로운 모서리를 제거하여 안전성을 향상시킨 안전한 결합을 만듭니다.
• 헤밍: 한 장의 가장자리를 180도 접어 다른 장을 단단히 감싸 견고하고 밀봉된 연결부를 형성합니다. 강성과 밀봉성이 요구되는 자동차 차체 패널 및 가전제품 케이스에 주로 사용됩니다.

1.2나사산 패스너: 분리형 조립의 핵심

나사식 패스너는 분해와 재조립을 지원하는 유연하고 저렴한 기계적 연결을 제공하므로 유지 관리나 업그레이드가 필요한 제품에 이상적입니다.

• 유형 및 사양: 전자제품용 소형 나사부터 건설 및 교량 분야의 구조적 용도에 사용되는 대구경 볼트까지 다양합니다.
• 표준화 및 호환성: 영국식과 미터법 모두로 제공되며, 다양한 하중과 정밀도 요구 사항을 충족하기 위해 나사산 형태, 피치, 허용 오차를 사용자 정의할 수 있습니다.
• 설치 방법:

1. 수동 조립: 소규모 작업에는 렌치나 드라이버를 사용합니다.
2. 자동 조립: 의존 패스너 삽입 기계 정밀한 위치 조정/공급 메커니즘을 통해 특수 헤드 나사를 삽입합니다. 이를 통해 인적 오류를 최소화하고 빠르고 일관된 설치를 보장합니다.

1.3나사산이 없는 패스너: 나사산 없이 효율적인 결합

나사산이 없는 패스너는 나사산 대신 변형이나 기하학적 구조를 통해 부품을 연결합니다. 일반적인 예는 다음과 같습니다.

• 리벳: 일체형 영구 패스너를 정렬된 구멍에 삽입한 후 끝부분을 변형시켜 부품을 고정합니다. 솔리드, 반관형, 관형, 분할형으로 제공됩니다. 흡음 리벳팅과 같은 자동화 공정은 약간의 오프셋 각도(3~6°)를 가진 회전 헤드를 사용하여 기존 리벳팅에 비해 소음을 줄여 소음에 민감한 환경에 이상적입니다.
• 다리: 잠금 장치, 피벗 또는 정렬 도구 역할을 하는 비용 효율적인 다기능 패스너입니다.

• 클레비스 핀: 코터나 스프링 핀을 위한 구멍이 있습니다.
• 다웰 핀: 고정밀 조립에서 정밀한 정렬을 보장합니다.
  • 세탁기: 하중을 분산하고 표면 응력을 줄여 볼트와 나사를 보완합니다. 내부, 외부 또는 복합 톱니가 있는 잠금 와셔는 진동이나 충격으로 인한 풀림을 방지합니다.

1.4스테이플링: 가볍고 효율적인 고정 솔루션

스테이플 고정은 자동차 내장재 및 가구 생산에 널리 사용되는 비용 효율적인 영구 접합 방식입니다. 반자동 스테이플러는 수동 작동을 위해 미리 접착된 스테이플 스트립을 사용합니다. 스테이플은 다음과 같이 다양합니다.

• 길이: 다양한 소재 두께에 적응합니다.
• 포인트 유형: 끌, 안쪽 끌, 바깥쪽 끌 또는 분기점 - 재료 특성에 따라 선택됩니다.

2.0패스너 삽입 기계: 자동 나사 조립의 핵심

제조 전반에 걸쳐 자동화가 증가함에 따라 패스너 삽입기 특히 자동차, 전자 제품, 가전제품 생산 분야에서 대규모 나사 조립에 필수적인 부품이 되었습니다. 주요 특징은 다음과 같습니다.

ALEKVS 패스너 삽입기

3.0접착 접합: 영구 접합을 위한 혁신적인 경로

접착 접합은 응집력을 통해 서로 다른 재료 간의 분자 수준의 연결을 달성하여, 부품 손상 없이는 분해할 수 없는 영구적인 접합부를 형성합니다. 기계적 고정 방식을 보완하는 대안으로서, 독보적인 성능과 설계상의 이점을 제공합니다.

3.1재료의 다양성

접착제는 다양한 요구 사항을 충족하기 위해 여러 형태로 제공됩니다.

• 유체 형태: 액체, 페이스트, 에멀전(유연한 적용 공간용).
• 고체 형태: 필름, 테이프, 스틱, 펠릿, 분말(정밀하고 미리 잘라진 용도).

3.2유연한 적용 방법

• 소규모 조립: 브러시를 사용하여 수동으로 적용합니다.
• 중규모 생산: 압출 또는 스프레이 건을 통한 반자동 분배.
• 대량 생산: 전용 자동화 시스템은 특정 구성 요소나 부품 제품군에 맞춰 프로그래밍 가능한 경로를 통해 정밀하고 반복 가능한 적용을 수행합니다.

3.3주요 성능 이점

기존의 기계적 고정 방식과 비교했을 때, 접착식 결합은 다음과 같은 장점을 제공합니다.

• 균일한 응력 분산: 넓은 표면에 응력을 분산시켜 국부적인 고장 위험을 최소화합니다.
• 다양한 소재와의 호환성: 드릴링이나 용접 없이 금속-플라스틱, 유리-세라믹 및 기타 소재 쌍을 접합합니다.
• 밀봉 기능: 습기, 먼지, 오염 물질로부터 보호 장벽을 형성합니다.
• 가볍고 비용 효율성이 뛰어납니다. 구조적 무결성을 개선하는 동시에 조립 무게와 전반적인 비용을 줄입니다.

4.0자동화된 조립: 비용 절감 및 효율성의 핵심 동인

조립은 제조에서 가장 노동 집약적인 단계 중 하나로, 직접 인건비의 상당 부분을 차지합니다. 따라서 자동화는 비용 절감, 처리량 증가, 그리고 일관된 품질 보장을 위한 핵심 전략으로 자리 잡았습니다.

성공적인 구현에는 다음이 필요합니다.

1. 겹침을 방지하는 부분 설계(싱글링).
2. 스택, 릴, 빈 또는 트레이를 통한 사전 지향형 공급.
3. 로봇 지원 부품 적재 및 완제품 하역.

4.1자동 조립 기계의 유형

4.2장비 선택의 핵심 요소

자동 조립 시스템을 선택할 때 제조업체는 다음 다섯 가지 중요한 측면을 평가해야 합니다.

1. 필요한 생산 속도(시간 단위당 생산량).
2. 구성 요소의 크기와 무게.
3. 자동화된 작업과 수동 지원의 비율.
4. 인간의 도움을 받는 과정의 필요성.
5. 조립 단계의 복잡성(다중 부품 조정, 정밀 정렬).

5.0핵심 기술 요약

제조업이 더욱 지능화, 효율성, 정밀성을 향해 발전함에 따라, 고정 및 조립 기술은 자동화, 경량화, 정확성이라는 세 가지 주요 방향으로 발전하고 있습니다.

• 기계적 고정은 다음을 통해 업그레이드됩니다. 패스너 삽입 기계 일괄 생산 효율성을 높이기 위해.
• 접착 접합은 가볍고 밀봉성이 뛰어나 첨단 분야(신에너지 자동차, 항공우주)로 확대되고 있습니다.
• 자동 조립 시스템(다이얼, 인라인, 캐러셀)은 다양한 제품 요구 사항에 대한 유연성을 제공합니다.

제조업체는 고정 및 조립 전략을 제품 특성, 생산 규모, 비용 목표에 맞춰 조정함으로써 효율성, 품질, 전반적인 경쟁력에서 상당한 이점을 얻을 수 있습니다.