절곡이란? - 개요, 특징, 재질별 연신율, 응용분야

절곡은 재료 및 공학 분야의 기본 과정으로 곡선 축을 따라 모양이 변경되도록 하는 힘을 가하여 재료를 변형하는 것입니다. 절곡은 제조에서 건설에 이르기까지 다양한 산업 및 응용 분야에서 일반적으로 사용되며 우리가 사용하는 많은 일상적인 물건을 형성하는 데 중요한 역할을 합니다. 이번 포스팅에서는 절곡에 대한 개요와 특성, 절곡 공정 중 재료의 연신을의 의미를 알아보고 다양한 산업에서의 어떻게 적용되는지 살펴보도록 하겠습니다.

 

절곡

 

절곡 개요

절곡은 재료에 힘을 가하여 소성 변형을 일으키고 모양을 바꾸는 성형 공정으로써 일반적으로 연성이 있는 재료에서 수행되며, 파단 없이 변형될 수 있음을 말합니다. 구부릴 수 있는 일반적인 재료에는 금속, 플라스틱 및 복합 재료가 포함되는데 구부리는 과정은 프레스 브레이크, 롤러 또는 맨드릴과 같은 특수 기계를 사용하거나 망치 또는 플라이어와 같은 도구를 사용하여 수동 힘을 가하는 등 다양한 방법을 통해 달성할 수 있습니다.

 

절곡의 특성 및 소재별 연신율의 의미, 응용분야에 대해 알아보자.

절곡의 특성

절곡으로 원하는 결과를 얻기 위해 알아야 하는 몇 가지 고유한 특성은 아래와 같습니다.

• 탄성 및 소성 변형: 구부리는 동안 재료는 탄성 변형과 소성 변형을 모두 겪게 되며 탄성변형이란 재료에 힘을 가하면 일시적으로 모양이 변하다가 힘을 제거하면 원래의 모양으로 되돌아가는 현상을 말합니다. 탄성 변형과 반대로 소성 변형은 적용된 힘이 항복 강도를 초과할 때 재료가 겪는 모양의 영구적인 변화를 말합니다.
• 변형률 및 응력 분포: 굽은 재료의 변형률 및 응력 분포는 균일하지 않으며 재료의 외부 섬유는 내부 섬유에 비해 더 많은 변형과 응력을 받아 절곡의 반대쪽에 인장 및 압축 영역이 발생합니다.
• 스프링백: 절곡 공정이 완료되고 힘이 제거된 후 일부 재료는 스프링백 되거나 어느 정도 원래 모양으로 돌아가는 경향이 있는데 이를 스프링백이라고 하며 굽은 재료의 최종 형상 정확도에 영향을 줄 수 있습니다.

 

절곡 작업

반응형

소재별 연신율의 의미

구부리는 동안 재료가 겪는 신장률 또는 길이 변화의 양은 재료의 특성과 특성에 따라 다르기 때문에 다양한 재료는 구부리는 동안 다양한 정도의 연신율을 나타내며, 이는 전체 구부리는 과정과 구부린 재료의 최종 모양에 영향을 줄 수 있습니다. 다음은 일반적인 소재가 연신율에 어떤 영향을 받는지 그 의미에 대해 알아보겠습니다.

• 금속: 금속은 우수한 연성과 소성 변형을 겪는 능력으로 인해 절곡 응용 분야에 일반적으로 사용되고 있기 때문에 절곡 중 금속의 연신율은 일반적으로 높으며 알루미늄 및 구리와 같은 일부 금속은 강철과 같은 다른 금속에 비해 연신율이 더 높습니다. 특히, 금속의 연신율은 온도, 변형 속도 및 기타 요인에 따라 달라질 수 있습니다.
• 플라스틱: 플라스틱은 유연성과 변형 용이성으로 인해 절곡 응용 분야에도 널리 사용되지만 절곡 중 플라스틱의 연신율은 금속에 비해 플라스틱이 훨씬 더 연성이 좋아서 열가소성 수지 및 열경화성 수지와 같은 다양한 유형의 플라스틱 절곡 과정에서 다양한 연신율을 고려해야 합니다.
• 복합 재료: 복합 재료는 섬유 및 매트릭스와 같은 두 가지 이상의 서로 다른 유형의 재료로 만들어진 재료이며 구부릴 때 고유한 특성을 나타냅니다. 구부리는 동안 복합 재료의 신장은 복합 재료의 섬유 및 매트릭스의 구성, 배향에 따라 달라집니다. 경우에 따라 복합 재료는 섬유의 강성 또는 매트릭스의 취성으로 인해 제한된 연신율을 나타낼 수 있는 반면, 다른 경우에는 섬유의 유연성 또는 매트릭스의 연성으로 인해 더 높은 연신율을 나타낼 수 있습니다.

 

절곡의 응용 분야

절곡은 다양한 산업 분야에서 활용되고 있는 공정으로 활용 분야는 아래와 같습니다.

• 제조: 제조 산업에서 금속, 플라스틱 및 복합 재료와 같은 다양한 유형의 재료를 원하는 모양으로 형성하는 데 광범위하게 사용되며 자동차, 항공 우주 및 건설 산업의 금속 부품 생산뿐만 아니라 파이프, 튜브 및 시트 재료와 같은 플라스틱 제품의 제조에 사용됩니다.
• 건설: 빔, 기둥 및 기초와 같은 콘크리트 구조물을 강화하기 위해 금속 막대를 구부리는 데 사용되기 때문에 건설 산업에서 중요한 역할을 합니다. 특히 원하는 모양과 미적 아름다움을 위해 계단, 난간 및 건축 요소와 같은 금속 구조물의 제조에도 사용됩니다.
• 전자 제품: 복잡한 모양과 구성을 만들기 위해 회로 기판 및 커넥터와 같은 전자 부품 제조에 사용되며 최적의 성능을 달성하기 위해 정밀한 절곡이 필요한 안테나, 센서 및 기타 전자 장치의 제작에도 사용됩니다.
• 가구 및 인테리어 디자인: 가구 및 인테리어 디자인 요소 생산에 사용되어 독특하고 미적으로 만족스러운 모양을 만듭니다. 일반적으로 나무, 금속 또는 플라스틱과 같은 재료로 만든 의자, 테이블, 램프 및 기타 장식 조각의 제조에 사용됩니다.
• 자동차 및 항공우주: 자동차 및 항공우주 산업에서 연료 및 브레이크 라인용 튜브, 배기 시스템 및 구조적 구성 요소와 같은 금속 구성 요소를 성형하는 데 광범위하게 사용되며 날개 스파, 프레임 및 랜딩 기어 부품과 같은 항공기 부품 제작에도 사용됩니다.

 

요약

절곡은 재료 과학 및 공학에서 널리 사용되는 공정으로 다양한 산업 분야에 적용됩니다. 힘의 적용을 통한 재료의 변형을 수반하여 곡선 축을 따라 모양을 변경하므로 탄성 및 소성 변형, 변형 및 응력 분포, 스프링백을 포함한 절곡의 특성을 이해하는 것은 원하는 결과를 얻는 데 중요하다고 할 수 있습니다.