금속 스탬핑이란? 판금 스탬핑 공정 이해하기

금속 스탬핑은 자동차, 가전제품부터 전자제품, 의료기기에 이르기까지 일상 생활에 사용되는 금속 부품을 성형하는 제조 공정입니다. 이 입문 가이드에서는 이 공정이 어떻게 산업 전반의 혁신을 지속적으로 지원하는지, 그리고 안정적인 금속 부품을 대량 생산하는 데 있어 왜 필수적인지 설명합니다.

금속 스탬핑의 기본

금속 스탬핑은 제조 공정 프레스와 맞춤형 다이를 사용하여 금속판이나 코일을 정해진 모양으로 성형하는 공정입니다. 이 공정에는 다음과 같은 여러 작업이 포함될 수 있습니다.

• 블랭킹 – 시트에서 기본 모양을 잘라냅니다.
• 펀칭 – 구멍이나 컷아웃 만들기
• 굽힘 – 각도나 곡선을 형성하다
• 엠보싱 – 표면 특징의 상승 또는 하락

이러한 작업은 재료의 강도와 정밀도를 유지하기 위해 고압, 특히 저온에서 이루어집니다. 이러한 금속 스탬핑 기법은 "냉간 성형"이라고 하며, 가장 일반적인 기법입니다. 하지만 특수 용도에는 "핫 스탬핑"도 사용됩니다.

현대 스탬핑 사용 컴퓨터 제어 프레스 그리고 정밀 다이 고성능 표준을 충족합니다. 자동화 및 디지털 설계 덕분에 이제 설치 속도가 빨라지고 정확도가 향상되며 생산 비용이 절감됩니다.

주요 금속 스탬핑 공정

블랭킹 및 피어싱

블랭킹과 피어싱은 종종 금속 스탬핑의 첫 번째 단계입니다. 블랭킹 더 큰 판재에서 블랭크라고 불리는 평평한 조각을 잘라냅니다. 이 블랭크는 이후 성형 작업의 기초가 됩니다. 이 공정은 다이와 펀치를 사용하여 금속을 깨끗하게 전단하여 모서리가 정확하고 폐기물이 최소화된 부품을 생산합니다.

꿰뚫는 유사한 공구를 사용하여 블랭크에 구멍이나 개구부를 만듭니다. 새로운 모양을 만드는 대신 원치 않는 재료를 제거합니다. 제조업체는 효율성을 높이기 위해 블랭킹과 피어싱을 동일한 프레스 스트로크에서 수행하는 경우가 많습니다.

공구 정렬, 다이 간격, 그리고 소재 두께는 절삭날 품질과 치수 정확도를 결정합니다. 이러한 공정은 고강도 공구강과 적절한 윤활을 사용하여 마모와 버 발생을 줄이는데, 이는 자동차, 가전제품, 전자제품 제조에서 일관된 부품을 생산하는 데 필수적입니다.

굽힘 및 플랜징

굽힘 금속판의 두께를 변경하지 않고 모양을 바꾸는 기술입니다. 펀치와 다이를 사용하여 직선을 따라 힘을 가하여 각이나 곡선을 형성합니다. 이 공정은 재료의 연성, 굽힘 반경, 그리고 프레스 톤수에 따라 달라집니다.

플랜징 부품의 가장자리를 특정 각도(대개 90도 이하)로 구부려 연장합니다. 이를 통해 가장자리가 강화되고, 맞춤성이 향상되며, 부품이 다른 부품과 연결될 수 있습니다.

벤딩과 플랜징 모두 금속이 원래 모양으로 약간 돌아가려는 스프링백(springback) 현상을 세심하게 제어해야 합니다. 작업자는 공구 형상을 조정하거나 오버벤딩을 사용하여 정확도를 유지합니다.

펀칭 및 코이닝

펀칭 시트에서 재료를 제거하여 구멍, 슬롯 또는 모양을 만듭니다. 피어싱과 유사한 펀치와 다이를 사용하지만, 반복적인 패턴의 경우 속도가 더 빠른 경우가 많습니다. 이 공정은 엄격한 공차로 대량 생산을 지원합니다.

코이닝 금속을 극한의 압력으로 압축하여 미세한 디테일을 형성하거나 두께를 조절합니다. 또한, 소재가 다이 캐비티로 유입되도록 하여 표면 조도를 개선하고 치수 정밀도를 향상시킵니다.

코이닝은 엠보싱 로고, 접점, 정밀 와셔 제작에 널리 사용됩니다. 또한 버(burr)와 날카로운 모서리를 제거하여 2차 마감 작업을 줄여줍니다. 펀칭과 코이닝을 함께 사용하면 전기 커넥터, 패스너, 장식 부품 제작에 필요한 정밀도를 확보할 수 있습니다.

엠보싱 및 딥 드로잉

엠보싱 판금의 특정 부분을 융기시키거나 오목하게 만들어 질감, 패턴 또는 식별 표시를 만듭니다. 수컷과 암컷 다이를 사용하여 재료를 절단하지 않고 원하는 모양으로 압착합니다. 이 공정은 외관을 개선하고 얇은 판의 강성을 높일 수 있습니다.

딥 드로잉 평평한 블랭크를 속이 빈 또는 컵 모양의 부품으로 성형합니다. 펀치를 사용하여 금속을 다이 캐비티 안으로 밀어 넣는 동시에 블랭크 홀더로 재료 흐름을 제어합니다. 이 공정은 알루미늄이나 스테인리스 스틸처럼 연성이 좋은 소재로 제작되는 연료 탱크, 캔, 주방 싱크대 제작에 적합합니다.

금속 스탬핑 작업을 위한 재료

일반적으로 사용되는 금속 유형

제조업체는 종종 다음을 사용합니다. 강철, 스테인리스 강철, 알루미늄, 구리 및 황동 금속 스탬핑용입니다. 각 제품은 용도에 따라 고유한 장점을 가지고 있습니다.

• 탄소강 튼튼하고, 저렴하며, 성형하기 쉬워 자동차와 산업용 부품으로 유용합니다.
• 고강도 저합금(HSLA) 강 무게를 크게 늘리지 않고도 강도를 제공합니다.
• 스테인리스 스틸 식품, 의료, 해양 부품에 대한 내식성과 내구성을 제공합니다.
• 알류미늄 가볍고 부식에 강해 운송 및 항공우주 분야에 이상적입니다.
• 구리와 황동 전자 및 HVAC 부품에 우수한 전기 전도성을 제공합니다.

다른 금속 등 티타늄, 니켈 합금, 아연 합금 내열성, 강도 또는 복잡한 모양이 요구되는 특수한 용도로 사용됩니다.

재료 특성 및 적합성

가장 좋은 재료는 다음에 따라 달라집니다. 기계적 성질 부품에 필요합니다. 강도, 연성, 경도는 금속판이 압력을 받을 때 어떻게 형성되는지에 영향을 미칩니다.

성형성 금속이 균열 없이 얼마나 쉽게 구부러지거나 늘어날 수 있는지를 결정합니다. 알루미늄이나 저탄소강과 같은 무른 금속은 성형성이 좋은 반면, 단단한 합금은 더 강한 힘이나 특수 공구가 필요할 수 있습니다. 그러나 각 금속 유형 내에서도 특정 등급과 템퍼가 각기 다른 수준의 성형성을 제공한다는 점에 유의해야 합니다.

내식성 부품이 습기나 화학 물질에 노출되면 문제가 됩니다. 스테인리스 스틸과 코팅 강철은 녹을 방지하는 반면, 알루미늄은 자연적으로 산화에 강합니다.

전도도 전기 부품에는 구리와 황동이 중요하므로 구리와 황동이 선호됩니다. 무게 또한 선택에도 영향을 미칩니다. 가벼운 금속은 전체 제품 질량과 에너지 사용량을 줄여줍니다.

이러한 요소들의 균형을 맞추면 스탬프 금속 부품이 성능과 비용 목표를 모두 충족하는 데 도움이 됩니다.

판금 스탬핑 장비 및 생산

금속 스탬핑 다이 및 툴링 유형

스탬핑 다이는 프레스에서 금속판을 특정 모양으로 자르거나 성형하는 데 사용되는 특수 공구입니다. 다이 세트(하단)와 펀치(상단)의 두 가지 주요 부분으로 구성됩니다. 이 두 부분이 함께 최종 부품의 모양과 치수를 제어합니다.

흔한 스탬핑 다이의 종류 포함하다:

다이 유형	기능
블랭킹 다이	금속판에서 평평한 모양을 자릅니다.
피어싱 다이	구멍이나 개구부를 만듭니다.
성형 다이	절단하지 않고 금속을 구부리거나 모양을 만듭니다.
복합 다이	한 번의 스트로크로 여러 작업을 수행합니다.
프로그레시브 다이	다양한 작업을 위해 여러 스테이션을 거쳐 시트를 이동합니다.

각 다이 유형은 서로 다른 생산 요구 사항을 지원합니다. 프로그레시브 다이는 대량 생산에 자주 사용되는 반면, 싱글 스테이션 다이는 단순하거나 소량 생산되는 부품에 적합합니다.

스탬핑 프레스의 종류

스탬핑 프레스 다이를 사용하여 금속판을 성형하는 데 필요한 힘을 제공합니다. 기계식 프레스와 유압식 프레스, 두 가지 주요 유형으로 나뉩니다. 기계식 프레스는 일관되고 빠른 스트로크를 제공하므로 대량 생산에 이상적입니다. 유압식 프레스는 유체 압력을 사용하여 제어력을 향상시키며, 두껍거나 복잡한 부품에 적합합니다.

고속 프레스 훨씬 더 빠른 스트로크 속도(종종 분당 수백 번의 스트로크)로 작동합니다. 이 프레스는 금속 코일을 다이를 통해 빠르고 정밀하게 이동시키는 첨단 이송 시스템을 사용합니다. 이러한 프레스는 작고 정교한 부품을 대량으로 생산해야 하는 자동차 및 전자 제품 제조 분야에서 널리 사용됩니다.

멀티 슬라이드 및 프로그레시브 스탬핑

멀티슬라이드 스탬핑 여러 개의 이동식 슬라이드가 금속을 다양한 각도에서 타격하는 방식을 사용합니다. 이러한 구성 덕분에 단일 작업으로 복잡한 굽힘 및 형상 가공이 가능합니다. 2차 가공의 필요성을 줄이고 복잡한 형상을 효율적으로 처리할 수 있습니다.

프로그레시브 다이 스탬핑 일련의 다이를 통해 금속 스트립을 공급하는 방식으로, 각 스테이션은 펀칭, 굽힘, 절단과 같은 특정 작업을 수행합니다. 최종 스테이션에서는 완제품이 생산됩니다. 이 방식은 연속 생산에 효율적이며 수천 개의 동일한 부품에 대해 엄격한 공차를 유지합니다. 이와는 대조적으로, 전사 다이 스탬핑 개별 부품을 한 스테이션에서 다음 스테이션으로 옮기기 위해 별도의 기계 시스템을 사용합니다.

두 방법 모두 재료 활용도를 높이고 처리 시간을 단축합니다. 정밀성과 반복성이 필수적인 커넥터, 브래킷, 소형 기계 부품에 널리 사용됩니다.

정밀 스탬핑 기술

정밀 스탬핑 매우 엄격한 공차와 매끄러운 마감을 달성하는 데 중점을 둡니다. 압력과 움직임에 대한 제어력을 높이기 위해 미세 블랭킹, 마이크로 스탬핑 또는 서보 구동 프레스를 사용하는 경우가 많습니다. 이러한 기술을 통해 깔끔한 모서리와 정확한 치수 추가적인 마무리 단계 없이.

제조업체는 사용합니다 CAD(컴퓨터 지원 설계) 그리고 CAM(컴퓨터 지원 제조) 일관성을 유지하기 위해 엔지니어는 CAD 소프트웨어를 사용하여 금형을 모델링하고, 재료 변형을 시뮬레이션하고, 생산 전에 공차를 검증합니다. CAM 소프트웨어는 이러한 디지털 설계를 공구 제작을 위한 기계 지침으로 변환합니다. 이러한 통합을 통해 설계 오류를 줄이고 공구 생산 속도를 높일 수 있습니다.

3D 모델링을 통해 엔지니어는 금형 세트를 시각화하고 효율적인 금속 흐름을 위한 레이아웃을 최적화할 수 있습니다. 컴퓨터 시뮬레이션과 결합하여 금형 제조 과정에서 마모 지점을 예측하고 정확도를 높이며 리드 타임을 단축하는 데 도움이 됩니다.

품질 관리 및 후처리

검사 및 품질 보증

금속 가공의 품질 관리는 다음으로 시작됩니다. 검사 및 테스트 여러 생산 단계에서. 기술자는 캘리퍼스, 마이크로미터, 좌표 측정기(CMM)와 같은 도구를 사용하여 부품 치수와 공차를 검증합니다.

공정 중 품질 관리(IPQC) 점검은 편차를 조기에 감지하여 불량 부품의 대량 생산을 방지하는 데 도움이 됩니다. 통계적 공정 관리(SPC) 차트는 생산 데이터를 추적하고 공정 안정성을 유지하는 데 자주 사용됩니다.

일반적인 검사 계획에는 다음이 포함될 수 있습니다.

단계	목적	방법
재료 검사	금속 등급 및 두께 확인	시각적 및 화학적 테스트
진행 중	성형 또는 정렬 오류 감지	SPC, 샘플링
최종 검사	사양 확인	치수 및 표면 검사

결과에 대한 일관된 문서화는 추적성과 ISO 9001과 같은 산업 표준 준수를 뒷받침합니다.

마무리 및 후처리 단계

스탬핑 및 검사 후 부품에는 종종 다음이 필요합니다. 후처리 표면 품질과 성능을 개선합니다. 일반적인 마무리 단계에는 디버링, 연마, 전기 도금, 코팅 등이 있습니다. 이러한 공정은 날카로운 모서리를 제거하고, 내식성을 강화하며, 조립 또는 도장 작업을 위한 부품을 준비합니다.

열처리 금속을 강화하거나 스탬핑으로 인한 내부 응력을 완화하는 데에도 적용될 수 있습니다. 초음파 세척과 같은 세척 공정은 생산 과정에서 남은 오일과 입자를 제거합니다.

제조업체는 부품의 기능과 소재 유형에 따라 마감 방법을 선택합니다. 예를 들어, 스테인리스 스틸 부품은 부동태화 처리를 받을 수 있고, 알루미늄 부품은 보호 및 외관 강화를 위해 양극 산화 처리될 수 있습니다.

금속 스탬핑의 응용 분야

금속 스탬핑 서비스를 위해 Moldie 선택

신뢰할 수 있는 금속 스탬핑 서비스를 선택하려면 기술 역량, 품질 관리 및 맞춤 옵션 등을 평가해야 합니다. 자격을 갖춘 업체는 첨단 설계 및 제조 기술 일관된 결과를 보장하기 위해 구매자는 주문하기 전에 해당 회사의 인증, 생산 능력 및 허용 한계를 검토하고 문의해야 합니다.

잘 확립된 생산 공정과 경험, 강력한 고객 지원과 명확한 소통을 통해 설계 목표와 제조 결과를 일치시키는 데 도움을 줍니다. 일부 공급업체는 프로토타입 개발 및 대량 생산 서비스도 제공하여 고객이 효율적으로 테스트하고 확장할 수 있도록 지원합니다.

Moldie에서는 다양한 금속 제조 관행과 산업 분야에서 입증된 경험을 바탕으로 고객이 필요로 하는 모든 것을 제공합니다. 오늘 저희에게 연락하세요 신뢰할 수 있는 부품과 더 나은 장기적 가치를 위해!

자주 묻는 질문

금속 스탬핑 부품을 제작할 때 가장 중요한 설계 고려 사항은 무엇입니까?

스탬핑용 부품을 설계할 때는 재료 선택, 굽힘 반경(균열 방지), 구멍 및 노치 크기(재료 두께 대비), 부품을 강화하기 위한 리브나 비드와 같은 기능의 포함과 같은 요소에 초점을 맞춰야 합니다.

프로그레시브 다이와 트랜스퍼 프레스 중 어떤 것을 선택해야 하나요?

선택은 종종 부품의 크기와 복잡성에 따라 달라집니다. 프로그레시브 다이는 여러 스테이션을 통해 금속 스트립에 실을 수 있는 작고 평평한 부품에 적합합니다. 트랜스퍼 프레스는 기계 시스템이 부품을 한 스테이션에서 다음 스테이션으로 이송하여 캐리어 스트립에서 분리하기 때문에 더 크거나 상당한 3D 성형이 필요한 부품에 더 적합합니다.