중국 장쑤성 난퉁시 하이안시 리파 애비뉴 196호(No. 196, Lifa Avenue, Haian City, Nantong, Jiangsu Province, China)
근본적인 차이점은 프레스 벤딩 롤 굽힘은 힘이 어떻게 적용되고 프로세스가 어떤 형상을 생성하는지 . 프레스 벤딩은 정의된 각도에서 단일 개별 벤드를 생성하기 위해 하부 다이에 있는 판금 위로 내려가는 펀치(상부 다이)를 사용합니다. 변형은 한 지점에 집중됩니다. 롤 벤딩은 재료를 원호, 반경 또는 전체 원통형으로 점진적이고 지속적으로 구부리는 롤러 세트를 통해 금속을 통과시킵니다. 변형은 길이 전체에 걸쳐 분산됩니다. 간단히 말해서: 프레스 굽힘은 날카롭거나 각진 굽힘을 만듭니다. 롤 벤딩은 곡선 또는 원형 모양을 만듭니다. .
둘 다 필수적인 금속 성형 공정이지만 완전히 다른 기하학적 결과를 제공합니다. 프레스 브레이크는 시트를 90°로 구부려 박스 패널을 만듭니다. 플레이트 롤은 시트를 파이프 섹션이나 원통형 용기로 구부립니다. 그 중에서 잘못 선택하면 불가능한 결과(예리한 코너를 굴리려는 시도) 또는 낭비적인 결과(압연 기계가 한 번에 생성하는 곡선에 가까워지기 위해 수십 개의 증분 점을 구부리는 프레스)로 이어집니다. 이 문서에서는 두 프로세스를 자세히 설명하고 모든 주요 매개변수에 걸쳐 이를 비교하며 각 애플리케이션에 적합한 프로세스를 선택하기 위한 지침을 제공합니다.
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프레스 벤딩(프레스 브레이크 또는 스탬핑 기계에서 수행되는)은 점 변형 과정 . 판금은 하부 다이(다이)에 위치하며 상부 다이(펀치)는 유압, 기계 또는 서보 전기 힘에 의해 하강하여 금속을 다이 캐비티 안으로 밀어 넣습니다. 금속은 펀치 팁과 시트 사이의 접촉 선에서 소성 변형되어 툴링의 기하학적 구조와 펀치 스트로크의 깊이에 따라 결정되는 굽힘 각도를 생성합니다.
프레스 벤딩은 단일 기술이 아니라 일련의 관련 방법으로 각각 다른 결과를 낳습니다.
플레이트 롤, 섹션 벤더 또는 튜브 롤링 기계에서 수행되는 롤 벤딩은 연속적인 점진적 변형 과정 . 단일 지점에 힘을 가하는 대신, 롤 벤딩은 곡률을 유발하는 기하학적 구성으로 배열된 롤러 세트를 통해 재료를 공급하여 재료 길이 전체에 굽힘 응력을 분산시킵니다. 금속은 연속적으로 구부러진 롤러에서 빠져나오며 원하는 호 또는 전체 실린더가 달성될 때까지 여러 번 통과하여 반경을 점진적으로 조일 수 있습니다.
다음 표에는 두 제품 간의 주요 기술적 차이점이 나와 있습니다. 프레스 벤딩 모든 주요 매개변수에 걸쳐 롤 굽힘:
| 매개변수 | 프레스 벤딩 | 롤 벤딩 |
|---|---|---|
| 변형 유형 | 점/선 변형 | 연속적인 점진적 변형 |
| 출력 기하학 | 이산 각도(V자형, 채널, 상자, 플랜지) | 호, 곡선, 원통, 원뿔, 나선형 모양 |
| 최소 굽힘 반경 | 재료 두께의 0.5배만큼 단단함 (주화) | 일반적으로 최소 재료 두께 5–10× |
| 최대 시트/플레이트 두께 | 높은 톤수 기계에서 최대 25-30mm | 두꺼운 플레이트 롤에서 최대 100mm |
| 툴링 비용 | 보통(표준 다이 세트, 복잡한 프로파일을 위한 맞춤형 다이) | 플레이트의 경우 낮음(툴링 변경 없음); 섹션에 대해 보통(프로파일 롤) |
| 스프링백 보상 | CNC 오버벤딩을 통한 자동; 코인으로 제거 | 추가 패스로 보상됩니다. 운영자 경험에 따라 다름 |
| 치수 반복성 | CNC 프레스 브레이크에서 ±0.1° ~ ±0.5° | 반경 ±1~3mm(수동); CNC 롤 기계에서 더 단단함 |
| 플랫 엔드 효과 | 해당 없음(점 굴곡, 연속되지 않음) | 3롤 기계에 존재 ; 4롤 또는 사전 벤딩으로 최소화 |
| 표면 마킹/스크래칭 | 다이 접촉 구역에 국한됨; 폴리우레탄 인서트를 사용하여 마킹 감소 | 롤러 접촉을 따라 분포됩니다. 사전 도장 또는 광택 처리된 표면의 위험 |
| 일반적인 기계 톤수/힘 | 30~1,000톤 | 롤러 직경 및 구동력에 따른 정격(5~500kW) |
| 운영자 기술이 필요함 | 보통(CNC 프로그래밍); 복잡한 다중 굽힘 부품의 경우 높음 | 높음 (반경판정, 스프링백 관리, 엔드처리) |
| 부품 길이 용량 | 머신 베드 길이에 따라 제한됨(일반적으로 최대 6m) | 원칙적으로 무제한 (롤러 너비가 최대 너비를 결정함) |
두 프로세스 사이의 가장 근본적인 차이점은 그들이 생성하는 형상입니다. 이를 이해하면 특정 부품 설계에 대해 잘못된 프로세스를 지정하는 일반적인 실수를 방지할 수 있습니다.
프레스 벤딩을 통해 부품을 생산합니다. 별도의 굽힘선으로 구분된 직선 섹션 . 모든 굽힘은 정의된 단일 각도 변형입니다. 동일한 부품에 대해 여러 차례 연속 굽힘을 수행함으로써 프레스 브레이크는 다음과 같은 복잡한 프로파일을 생성할 수 있습니다.
무엇 프레스 벤딩 효율적으로 생산하지 못함 파이프, 원통형 탱크 쉘, 아치형 빔 또는 원추형 호퍼와 같이 직선 부분 없이 연속적인 곡선 표면이 필요한 모든 모양입니다. 프레스 벤딩("범프 벤딩" 또는 "증분 프레스 벤딩"이라고 하는 기술)으로 곡선을 근사화하려면 곡선의 다면적 근사치를 함께 형성하는 수십 개의 밀접하게 간격을 둔 벤드 선이 필요합니다. 이는 시간이 많이 걸리고 노동 집약적이며 부드러운 호가 아닌 평평한 면이 보이는 표면을 생성합니다.
롤 벤딩은 다음과 같은 부품을 생산합니다. 일정하거나 가변적인 반경을 갖는 연속 곡면 . 가능한 출력 범위는 다음과 같습니다.
무엇 roll bending 효율적으로 생산하지 못함 90° 모서리, V 홈, 밑단 또는 플랜지 가장자리 등 날카롭고 개별적인 굽힘 각도가 있는 모든 모양입니다. 플레이트 롤의 과도한 굽힘으로 날카로운 모서리를 만들려고 하면 롤러가 손상되거나 재료가 예기치 않게 꼬이거나 단순히 좁은 반경을 달성하지 못합니다. 3개 또는 4개 롤러의 형상은 절곡기의 펀치 팁처럼 단일 라인에 응력을 집중시킬 수 없기 때문입니다.
스프링백(굽힘력이 제거된 후 구부러진 부분이 원래 모양으로 약간 열리는 탄성 회복)은 프레스 굽힘과 롤 굽힘 모두에 영향을 주지만 각 공정에서 다르게 처리됩니다.
프레스 벤딩에서는 스프링백이 예측 가능하며 정밀하게 보상될 수 있습니다. 에어 벤딩의 경우 CNC 컨트롤러는 재료의 항복 강도, 두께 및 다이 오프닝을 기반으로 필요한 오버벤드 각도를 계산한 다음 펀치가 목표보다 약간 더 큰 각도로 하강하도록 프로그래밍합니다. 펀치가 후퇴하면 금속이 올바른 각도로 다시 튀어 나옵니다. 최신 CNC 프레스 브레이크는 스프링백을 자동으로 보상합니다. , 종종 스트로크 중간에 펀치 깊이를 조정하는 레이저 센서를 통한 실시간 각도 측정을 통합하여 재료 배치 변화에 관계없이 ±0.1° 정확도로 목표 각도를 달성합니다.
코이닝에서는 스프링백이 완전히 제거됩니다. 굽힘 영역에서의 극심한 압축(두께 25~30% 감소)으로 인해 금속이 완전히 소성화되어 탄성 회복이 본질적으로 0이 됩니다. 이는 요구되는 힘이 매우 높다는 대가를 치르게 됩니다. 3mm 강철로 만든 굽힘에는 힘이 필요할 수 있습니다. 동일한 에어벤트 각도의 힘의 5~10배 .
롤 굽힘의 스프링백은 단일 개별 각도가 아닌 곡선 조각의 전체 길이에 영향을 미치기 때문에 관리하기가 더 복잡합니다. 스프링백 양은 재료의 항복 강도, 두께 및 목표 반경에 따라 달라집니다. 고강도 소재와 더 큰 반경은 비례적으로 더 많은 스프링백을 생성합니다. . 롤 굽힘에서 스프링백은 일반적으로 다음을 통해 관리됩니다.
두 공정 모두 광범위한 금속을 처리할 수 있지만 실제 한계는 크게 다릅니다.
| 소재 | 프레스 벤딩 Range | 롤 벤딩 Range | 메모 |
|---|---|---|---|
| 연강(S235~S275) | 0.5~25mm | 1~100mm | 롤 벤딩 핸들은 매우 무거운 플레이트입니다. 톤수에 따라 제한되는 프레스 |
| 높음-strength steel (S355–S690) | 0.5~15mm | 2~80mm | 두 공정 모두에서 스프링백이 더 높습니다. 더 좁은 분. 언론 반경 |
| 스테인레스강(304, 316) | 0.5~20mm | 1~60mm | 작업은 빠르게 강화됩니다. 연강보다 더 단단한 최소 반경 |
| 알루미늄(5xxx, 6xxx 시리즈) | 0.5~20mm | 1~50mm | 낮은 스프링백; 성질은 최소 반경에 큰 영향을 미칩니다 |
| 구리 및 황동 | 0.3~10mm | 0.5~20mm | 연성이 있는; 두 공정 모두 우수한 성형성 |
| 티타늄 | 0.5~8mm(2등급) | 1~20mm | 스프링백이 매우 높음; 두 공정 모두에서 상당한 오버벤딩이 필요합니다. |
중요한 관찰: 롤 벤딩은 프레스 벤딩보다 훨씬 두꺼운 판을 처리합니다. 무거운 응용 분야의 경우. 세계 최대의 판 압연 기계는 두께 100mm, 폭 4m 이상의 강판을 석유 저장 탱크, 원자로 용기 및 해양 구조물용 원통형 쉘로 구부릴 수 있습니다. 그러한 두께에 필요한 굽힘력에는 비실용적인 크기와 무게의 툴링과 프레임이 필요하기 때문에 어떤 절곡기도 이 기능에 접근할 수 없습니다.
치수 정확도는 정밀 응용 분야를 위한 두 프로세스 중에서 선택할 때 결정적인 요소가 되는 경우가 많습니다. 두 프로세스는 근본적으로 다른 정확도 프로필을 가지고 있습니다.
최신 CNC 프레스 브레이크는 다음과 같은 이점을 제공합니다. ±0.1° ~ ±0.3°의 각도 정확도 실시간 폐쇄 루프 각도 측정을 사용하여 표준 재료에 대해 측정합니다. 백 게이지 위치 정확도는 일반적으로 ±0.1mm , 생산 배치 전반에 걸쳐 매우 일관된 플랜지 길이를 가능하게 합니다. 프레스 벤딩의 반복성은 동일한 부품의 대량 생산에 이상적입니다. 자동차 구조 브래킷, 전기 인클로저 패널 또는 가구 구성 요소는 공정 변화를 최소화하면서 배치 후 엄격한 공차로 생산할 수 있습니다.
프레스 굽힘의 주요 정확도 제한은 다음과 같습니다. 배치 내 재료 변형 : 들어오는 시트의 항복 강도 또는 두께가 배치 전체에 걸쳐 달라지는 경우(표준 재료 공차 내에서 정상) 스프링백 각도가 약간 달라집니다. 이것이 바로 실시간으로 각 굽힘을 조정하는 폐쇄 루프 각도 측정이 정밀 절곡기 응용 분야의 표준인 이유입니다.
롤 벤딩 달성 ±1~5mm의 반경 공차 수동 기계에서는 다음과 같이 조여집니다. ±0.5~1mm 폐쇄 루프 반경 피드백이 있는 CNC 기계에서. 이러한 공차는 전체 부품 공차 내에서 몇 밀리미터의 반경 변화가 허용되는 용기, 탱크, 파이프 및 구조적 아치형 요소에 완전히 적합합니다. 그러나 롤 벤딩은 특정 위치에서 정확한 각도 정의가 필요한 부품에 대해 프레스 벤딩의 각도 정밀도를 달성할 수 없습니다.
"플랫 엔드" 효과(3롤 기계에서 플레이트의 앞쪽 끝과 뒤쪽 끝의 구부러지지 않은 부분)는 롤 굽힘의 특정 정확도 문제입니다. 이 평평한 부분은 일반적으로 두 개의 하단 롤 사이 거리의 절반 . 하부 롤 사이의 중심 거리가 400mm인 기계의 경우 각 끝 부분에는 약 200mm의 평평한 재료가 있습니다. 사전 굽힘, 추가 재료 여유(압연 후 다듬기) 또는 4롤 기계 사용을 통해 이를 관리하는 것은 원통형 쉘 공정 계획의 일부입니다.
생산 경제성은 배치 크기와 부품 복잡성에 따라 두 공정 간에 크게 다릅니다.
최신 CNC 프레스 브레이크를 실행할 수 있습니다. 분당 3~8회 굴곡 표준 판금 부품의 경우 부품 크기, 처리 요구 사항 및 작업 간 다이 변경 횟수에 따라 다릅니다. 단순한 대용량 부품(1m × 0.5m 시트의 단일 90° 굽힘)의 경우 시간당 60~120개의 부품 생산 속도를 달성할 수 있습니다. 도구 변경 및 재배치가 필요한 복잡한 다중 굽힘 부품의 경우 유효 속도가 크게 떨어집니다. 새로운 파트 프로그램의 설정 시간은 다음과 같습니다. 5~20분 최신 CNC 기계의 경우 수동 기계의 경우 30~90분이 소요됩니다.
롤 벤딩은 간단한 작업을 위한 프레스 벤딩보다 부품당 속도가 느리지만 재료를 연속적으로 처리합니다. 6미터 플레이트를 몇 분의 롤링 시간 내에 원통으로 굴릴 수 있는 반면, 프레스 벤딩으로 해당 실린더를 근사화하려면 수십 번의 개별 벤딩이 필요합니다. 새로운 반경을 위한 롤링 기계 설정에는 롤러 위치 조정 및 테스트 피스에 대한 보정이 포함됩니다. 일반적으로 10~30분 수동 기계의 숙련된 작업자의 경우 프로그램이 저장된 CNC 롤의 경우는 적습니다. 맞춤형 단일 부품 대규모 제작(압력 용기 쉘, 곡물 사일로 섹션)의 경우 롤 벤딩은 프레스 기반 대안보다 훨씬 빠릅니다.
각 프로세스가 표준으로 선택되는 특정 산업 및 응용 분야는 기하학적 기능과 생산 경제성을 반영합니다.
| 산업/응용 | 지배적인 프로세스 | 이유 |
|---|---|---|
| 전기 인클로저 및 스위치기어 패널 | 프레스 벤딩 | 정확한 각도, 플랜지, 단; 엄격한 공차; 얇은 판금 |
| 압력 용기 및 보일러 쉘 | 롤 벤딩 | 두꺼운 판의 원통형 형태; 큰 직경; 연속 곡률 |
| 자동차 차체 패널 및 구조 부품 | 프레스 벤딩 | 대용량; 정확한 각도; 판금 플랜지 및 보강재 |
| 석유 및 가스 저장 탱크와 배관 | 롤 벤딩 | 탱크 쉘 코스; 대구경 파이프 제조; 두꺼운 판 |
| 건축 클래딩 및 외관 패널 | 프레스 벤딩 | 정확한 접는 선이 있는 프로파일 패널; 알루미늄과 스테인레스 스틸 |
| 곡선 건축 강철 구조물(아치, 포털) | 롤 벤딩 | I-빔, HSS 및 채널을 부드러운 호로 절곡하는 단면 |
| HVAC 덕트 및 환기 구성요소 | 프레스 벤딩 | 직사각형 및 정사각형 덕트 모서리; 플랜지 연결; 얇은 게이지 |
| 해양 및 조선 구조물 | 롤 벤딩 | 선체 도금 곡선; 곡선 데크 빔; 두꺼운 구조용 판 |
| 의료 기기 인클로저 및 장비 프레임 | 프레스 벤딩 | 정밀 인클로저; 스테인레스 스틸; 엄격한 공차 플랜지 |
| 농업 사일로 및 곡물 저장소 | 롤 벤딩 | 원통형 껍질; 원뿔형 지붕; 골판지 압연 |
많은 조립품에는 두 가지 모두가 필요합니다. 프레스 벤딩 제조의 여러 단계에서 롤 벤딩을 수행합니다. 이러한 조합을 인식하면 두 프로세스가 항상 서로에 대한 대안이라는 오해를 피할 수 있습니다. 즉, 두 프로세스는 종종 보완적이라는 오해를 피하게 됩니다.
결합 공정 제조의 전형적인 예는 다음과 같습니다.
이러한 상황에서는 설계 엔지니어는 각 프로세스에 필요한 기능을 지정합니다. 해당 기능의 기하학을 기반으로 합니다. 원형, 원통형 또는 연속 곡선 형상은 롤링 작업으로 이동합니다. 플랜지, 모서리, 각도 및 프로파일 섹션은 프레스 브레이크 작업으로 이동합니다. 다양한 산업 분야에 서비스를 제공하는 제조 공장에서는 대부분의 복잡한 제조에 두 가지 기능이 모두 필요하기 때문에 일반적으로 두 가지 유형의 기계를 정확하게 유지 관리합니다.
주어진 부품이나 용도에 어떤 굽힘 공정이 적합한지 결정하려면 다음 기준을 사용하십시오.