위키원
벤딩
벤딩(bending)은 구부리는 행위를 의미한다. 가공에서 벤딩은 쉽게 얘기해서 어떠한 물체를 힘(압력), 열, 화학적 요법, 기계적 요법 등으로 변형을 시키는 것으로 기준에 맞게 구부리는 작업을 말한다. V형, U형, L형, 채널 굽힘, 컬링, 시밍도 이 작업의 범주에 속한다. 특히 벤딩으로 성형된 금속의 부위는 부분적으로 늘어나게 되며 마무리 정도에 따라 벤딩 된 금속 표면에 빛이 반사되면서 금속 특유의 아름다운 효과를 보여준다. 밴딩이라고도 부른다.[1]
목차
개요
벤딩은 자동차, 기계, 건축 등 다양한 분야에 활용되며 주로 철근, 알루미늄, 구리 등 금속을 원하는 형태로 만드는 공정이다. 벤딩은 금속 스탬핑 금형에서 수행되는 가장 일반적인 성형 방법 중 하나이다. 벤딩은 직선 축을 따라 금속을 변형시키는 작업이 포함되며 90도 굽힘이 가장 일반적이긴 하지만 원하는 어떠한 각도를 얻을 수 있다. 벤딩을 사용하여 U자형 부품을 만들 때 우리는 그것을 U 포밍(forming) 또는 찬넬 포밍이라고 한다. 금속을 바이스에 고정시켜 벤딩을 할 때는 바이스 안족의 매끄럽지 못한 가장자리 부분을 몇 겹의 마스킹 테이프를 붙여 금속에 자국을 남기지 않도록 한다. 대부분의 바이스에는 바이스 안쪽 가장자리 부분에 고무나 플라스틱으로 만들어진 안전턱이 부착되어 있는데 이 안전턱은 금속에 흠집을 남기지 않고 벤딩을 할 수 있도록 도와준다.
벤딩은 사전에서 하중이 걸렸을 때 보가 변형하는 상태로 아래로 또는 위로 휘는 것을 말한다. 만약 보가 아래쪽으로 휘는 경우는 밑부분은 인장력이 작용하게 된다. 보가 역으로 윗쪽으로 휘는 경우는 아래쪽에는 압축력이 작용하게 된다. 벤딩의 힘은 인장력과 압축력과의 조화이다.[2]
주의 사항
벤딩을 시작하기 전에 먼저 금속의 어느 부분을 휠 건지 또는 어느 정도의 각도로 얼마나 부드럽게 휠 건지를 정하고 작업을 한다. 금속을 휠 때에는 한 번에 정확히 휘는 것이 좋으며 문양이나 장식이 변하지 않도록 해야 한다. 작업 후에는 제대로 휘어졌는지 원래의 디자인과 비교해 본다. 이러한 작업과정에서의 작은 실수는 자칫 앞으로 진행할 전체적인 작업에 영향을 줄 수 있으므로 주의해야 한다. 알루미늄 제품의 경우 도장 후 벤딩을 하게 되면 제품이 휘어지거나 하면서 기존의 형태에 변형이 일어나게 되면서 도장에 크렉이 생기기 마련이다. 또한 벤딩을 하면서 일부 스크래치가 발생하게 되므로 벤딩 작업을 선 진행 후 도장을 하는 것이 합당한 방법이다. 아노다이징 전해 착색을 한 후라면 어느 정도는 크랙 부분을 보완할 수 있겠지만 아무래도 벤딩 후 처리하는 것이 여러모로 효율적인 방법이다.
위험 요인
협착, 충돌
- 원자재 투입 시 롤러 및 실린더의 동작으로 인한 협착 위험이 있다.
- 밴딩 작업 시 위험지역에 근접해 회전하는 제품에 출동할 위험이 있다.
- 불량품 및 이물질 제거 작업 시 손이 끼일 위험이 있다.
전도
- 가공물을 작업장 바닥에 방치해 보행 중 전도에 위험이 있다.
근골격계질환 발생
- 무리한 동작으로 제품 이송에 의한 근골격계 질환 발생 위험이 있다.[3]
스프링 백 및 오버 벤딩
벤딩의 가장 큰 문제 중 하나는 스프링 백이다. 탄성 회복이라고도 하는데 재료가 변형될 때 원래의 평평한 모양으로 되돌아가려는 경향이다. 구리 및 연강(軟鋼)과 같은 금속은 고강도강 또는 스프링강과 같은 고강도 금속보다 부드럽고 스프링 백 값이 낮다. 금속의 스프링 백 값에 관계없이 적절한 최종 굽힘 각도를 얻으려면 원하는 굽힘 각도 이상으로 금속을 굽혀서 올바른 각도로 돌아가도록 해야 한다. 금형 작업자와 엔지니어는 일반적으로 이 프로세스를 오버 벤딩(over bending)이라고 한다.
영향을 주는 변수
철강 제조업체의 노력에도 불구하고 전체 코일에 걸쳐 금속의 기계적 특성을 일관되게 유지하는 것은 거의 불가능하며 이러한 특성의 차이는 결과적으로 발생하는 스프링 백의 양(量)에 영향을 미친다. 재료의 항복 및 인장 강도가 높을수록 스프링 백 값이 증가할 가능성이 높아져서 이를 보상하기 위해 더 큰 오버 벤딩이 필요하다. 두께도 스프링 백 값의 차이를 만든다. 더 두꺼운 금속은 동일한 유형의 더 얇은 금속보다 더 낮은 스프링 백 값을 나타내는데 이는 주로 반경 영역에서 더 많은 양의 재료가 변형되고 가공 경화되기 때문이다. 또한 두꺼운 재료는 얇은 재료보다 본질적으로 단단하므로 원래 모양을 더 효과적으로 유지한다. 안쪽 굽힘 반경의 크기도 벤딩 과정에서 발생하는 스프링-백 양에 큰 영향을 미친다. 반지름이 클수록 스프링 백 값이 커지는 반면에 반지름이 작을수록 스프링 백 양은 줄어든다. 그러나 반경이 너무 작으면 인장력(引張力)이 가장 큰 바깥쪽 반경 부위에서 금속이 쪼개질 수 있다.
모든 코일 재료는 압연되어서 결(입자 방향)을 갖고 있다. 결 방향에 대한 벤딩 또는 포밍은 요구되는 오버 벤딩의 양뿐만 아니라 반경 방향의 영역에서 쪼개질 가능성에까지 영향을 미친다. 쪼개짐이 우려되는 경우에는 압연 방향에 가로로(결정립을 가로질러) 구부리는 것이 압연 방향에 평행하게 구부리는 것보다 더 바람직하다. 특히 재료의 강도가 높거나 신축성이 좋지 않은 경우는 안쪽 굽힘 반경의 크기 및 압연 방향에 대한 굽힘 방향 모두에 세심한 주의를 기울여야 한다. 금속 변형 속도 또한 발생하는 스프링 백 양에 영향을 준다. 금속은 변형률에 민감하다. 즉 성형 속도가 다르면 늘어나는 양과 그 분포가 달라진다.
굽힘을 생성하는 데 사용되는 변형의 유형, 양 및 심각도는 또 다른 변수이다. 금속이 변형되거나 가공 경화되면 스프링 백은 감소한다. 금속이 각기 늘어나거나 압축됨에 따라 인장 변형과 압축 응력은 굽힘 과정에서 자연적으로 생성된다. 또한 펀치와 다이 사이에서 금속을 압착하여 판 두께를 줄이고 가공 경화를 일으키는 코이닝(Coining)과 같은 방법으로 변형을 생성할 수 있다.[4]
파이프 밴딩
파이프 밴딩은 말 그대로 파이프를 원하는 R값(둥글게)에 맞춰 굽히는 가공을 말한다. 우리가 일반적으로 부르는 밴딩기는 철판을 둥글게 굽히는 가공을 하는 기계를 말하며 파이프를 굽히는 기계는 파이프 밴딩기라고 부른다. 우리가 알만한 파이프 벤딩기의 용도에는 자동차에 들어가는 유·공압 배관을 규격과 각도에 맞게 성형하는 것이다. 파이프 밴딩기에 달린 3개 또는 여러개의 롤러를 이용해 직선으로 뻗어 있는 파이프를 원하는 모양으로 가공할 수 있다. 형태에 따라서 수평형과 수직형으로 구분한다. 파이프밴딩은 일상생활에서부터 여러 구조물까지 널리 사용된다. 샷시, 차양막 파이프, 계단 손잡이, 휀스, 비닐하우스, 보일러, 에어컨, 자동차 머플러, 자동차 롤케이지, 자전거 프레임 등을 제작할 때 사용된다.
각주
- ↑ pdcman, 〈시제품제작 시 프레스 가공법 중 벤딩이란?〉, 《4차산업혁명지식서비스》, 2018-03-14
- ↑ 〈벤딩〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 판금기게설계, 〈파이프 밴딩기 종류/파이프밴딩이란?/파이프절곡 원리 알아보기!〉, 《티스토리》, 2020-04-08
- ↑ 이당, 〈금형은 과학이다 : 프레스 가공의 벤딩 기본 시항〉, 《네이버 블로그》, 2022-05-19
참고자료
- 〈벤딩〉, 《네이버 지식백과》
- pdcman, 〈시제품제작 시 프레스 가공법 중 벤딩이란?〉, 《4차산업혁명지식서비스》, 2018-03-14
- 판금기게설계, 〈파이프 밴딩기 종류/파이프밴딩이란?/파이프절곡 원리 알아보기!〉, 《티스토리》, 2020-04-08
- 이당, 〈금형은 과학이다 : 프레스 가공의 벤딩 기본 시항〉, 《네이버 블로그》, 2022-05-19
같이 보기
