박판성형

박판 성형 Sheet Metal Forming

프레스 가공 중 금속 판재를 이용하여 이어붙임 없이 소성변형에 의하여 필요한 형상으로 성형하는 가공 방법으로 박판성형으로도 불린다. 프레스 가공은 변형기구에 따라 분류하면 진단변형이 주가 되는 전단 작업과, 판면에 평행하게 작용하는 두 주응력에 의해서 변형이 일어나는 굽힘, 딮드로잉, 스트레칭 공정이 있다.

Schematic drawing of sheetforming and equipment

굽힘 특성 연구 Bending Characterization

U-형 굽힘실험을 통하여 알루미늄합금인 AI1050과 AI5052, 그리고 냉연강판이 SPCD를 비교, 검토하여 각 소재의 굽힘특성을 파악하고, 알루미늄합금 판재의 굽힘가공시 발생하는 스프링백 현상의 저감을 위하여 차등 온도법을 제안하여 그 효과를 검증하고자 하였다. 차등온도법이란 금속이 고온이 되면 항복강도가 낮아지고 저온이 되면 항복강도가 높아지는 원리를 이용하여, 알루미늄판재의 굽혀지는 부위를, 팔재의 상부는 냉각을 하고 하부는 가열을 하는 차등적 온도를 부여하는 바업이다. 굽힘시 판의 두께방향으로, 상부는 압축변형을, 하부는 인장변형을 받게 되므로 굽힘에 의한 중립면의 상부의 항복강도는 높여주고, 하부의 항복강도를 낮추어 주어 탄성복원의 구동력인 탄성회복량을 감소시킴으로서 스프링백량을 줄이는 방법이다.

Prediction of Spring Back

딥드로잉 Deepdrawing

판재의 딮드로잉(deep drawing) 성형은 굽힘(bending), 드로잉(drawing), 스트레칭(stretching) 및 아이어닝(ironing)등의 여러 공정으로 구성된 복잡한 변형모드를 포함하고 있을 뿐 아니라, 동일한 소재 내에서도 각각의 성형부위에 따라서 응력상태와 변형량이 서로 다르다. 그리고, 항복강도, 탄성계수, 가공경화지수, 이방성계수 등과 같은 재료의 고유 물성치와 금형, 펀치, 소재의 두께, 클리어런스, 윤활상태 등의 성형공정변수도 소재의 변형에 영향을 미친다. 특히, 자동차 차제의 패널과 같이 형상이 아주 복잡한 제품의 경우 연속적인 판재 성형공정을 수행함으로써 제품의 파단, 주름, 스프링 백으로 인한 치수불량 등의 문제점을 쉽게 일으키게 된다. 이러한 점에서 지금까지는 양호한 성형성과 기계적 성질을 갖고 있는 냉연강판이 딮드로잉 성형에 주로 이용되었다.

Deep drawing Process