충격압출

충격압출

충격압출(impact extrusion, 衝擊押出)은 압출 가공법의 일종으로서 일반적으로 냉간(冷間)에 있어서 크랭크 프레스나 토글 프레스 등을 사용하여 힘을 충격적으로 가하여 제품을 압출하는 방법이다. 짧은 용기의 제조에 많이 활용되고 재료는 연한 금속이 이용되며 제품으로는 치약 튜브, 약품, 그림물감의 튜브류 등이 있다.

개요

충격압출은 아연(Zn), 납(Pb), 주석(Sn), 알루미늄(Al), 및 구리(Cu)와 같은 연질 금속을 다이(die)에 놓고 펀치(punch)로 충격을 가함으로써 두께가 얇은 형상인 치약 튜브나 약품의 용기, 건전지 케이스 등을 제작하는데 이용되는 방법인데 간접압출과 유사하다. 튜브의 두께는 펀치와 다이의 간극에 의하여 정해지며 펀치와 다이의 동심도가 중요하다. 보통 크랭크 프레스가 사용되며 대부분의 비철금속은 수직식 프레스에서 1초에 2개 정도의 압출을 할 수 있는 냉간 압출의 일종이다. 펀치와 다이 사이의 마찰을 적게 하기 위하여 다이의 깊이를 작게 하고 아연에 대하여 지름 60mm, 주석에 대하여 75mm, 알루미늄에 대하여 130mm, 깊이는 지름의 4 ~ 6배, 지름의 1/200까지의 최소 두께를 갖는 압출제품을 얻을 수 있다. 보통 소재는 판재를 사용하고 공구와 재료 사이에 마찰을 될 수 있는 대로 적게 하기 위하여 다이의 깊이를 작게 하고 또한 펀치의 하부를 다소 크게 한다. 그러면 재료의 변형은 펀치 선단 부분에서만 생기게 된다. 펀치의 방향과 같은 방향으로 압출되는 것으로 소재는 컵 형으로 만들어 사용한다.

전방 충격 압출에서 금속은 힘이 전달되는 방향과 같은 방향으로 흐르고 후방 충격 압출에서는 반대 방향으로 흐른다. 후방충격압출(Backward Impact Extrusion) 성형은 빌렛(billet) 형태의 덩어리 소재(bulk material)인 슬러그(slug)를 원료로 원형의 음료수 캔이나 군용 중소형 폭탄 탄피, 그리고 의료 산소용 실린더 용기 등에 적용되는 튜브의 일측이 닫혀있는 컵 형상을 생산하는 대표적인 금속 성형 방법이다. 두가지 방법을 결합시킨 복합충격압출도 있다.

특징

• 불연속적 제품을 최종 형태로 생산 시에 사용.
• 변형 경화에 의한 강도 증가, 엄격한 공차 관리, 표면 거칠기의 향상, 산화층 부재, 높은 생산속도.
• 초기 소재의 가열 불필요.

장점

• 최대 90%의 원자재 절감.
• 가공 시간 최대 75% 감소.
• 2차 가공 작업 제거.
• 다중 부품 어셈블리 감소.
• 재료의 냉간 가공으로 인한 재료 강도 및 가공에 대한 기계적 특성 향상.
• 총 부품 비용을 최대 50%까지 대폭 절감.
• 한쪽 끝이 닫힌 속이 빈 얇은 벽의 튜브는 종종 제조업에서 후방 충격압출에 의해 생산된다.

단점

• 부품이 형성되는 축에 대해 대칭인 한 생산.
• 산업에서 충격에 의해 형성된 많은 부품은 완성되기 전에 금속 단조, 다림질 또는 기계가공과 같은 추가 제조 공정이 필요하다.

참고자료

• 〈충격 압출법〉, 《네이버 지식백과》
• Z국대Z, 〈압출(Extrusion)의 종류 및 특징〉, 《티스토리》, 2022-01-23
• 〈기계공작법〉, chonbuk
• 뽀니, 〈인발가공과 압출가공이란 ?〉, 《티스토리》, 2020-12-21
• m^t&chq, 〈압출가공 개요〉, 《티스토리》, 2021-10-14
• 요옹의 행복한 하루, 〈6. 용적변형 공정(압출)〉, 《네이버 블로그》, 2022-02-08
• 메카럽, 〈압출이란? - 작동, 유형 및 응용〉, 《티스토리》, 2022-06-30

같이 보기

• 가공
• 압출
• 금속
• 아연
• 납
• 주석
• 알루미늄
• 구리

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