압연 가공의 역사와 방법, 압연의 종류에 대해 알아보자

압연 가공의 역사와 방법, 압연의 종류에 대해 알아보자

압연은 "압력을 주어 가공하는"기술입니다.

고도와 단면이나 원하면 다양하게 가공할 수 있어

음료 캔, 은박지, 자동차 패널 등 폭넓은 분야에서 사용됩니다.

 

이번 포스팅에서는 압연의 역사와 적절한 방법과 종류에 대한 지식을 소개합니다.

압연이란 과연 어떠한 공정일까요?
고도와 단면이나 원하면 다양하게 가공할 수 있어 

음료 캔, 은박지, 자동차 패널 등 폭넓은 분야에서 사용되고 있습니다.

롤 압연, 유니버설 압연, 공형 압연, 만네스만 천공 압연의 종류가 있으므로

적절한 가공 방법을 선택하지 않으면 상정한 제품 만들 수가 없습니다.

압연 기술의 역사

압연기는 오래 전부터 존재했었습니다.

유럽에서 최초로 실용화된 금속 압연기는 중세 교회의 

스테인드 글라스용 연연을 성형 가공하는 수동 압연기였다고 합니다.

압연 기술에 관한 지식을 갖기 위해서 가장 먼저 역사를 살펴봅시다.

압연기는 기술의 진보와 함께 생산성이 향상되었습니다.

19세기 전반에는 증기력 구동의 이중식 압연기에 의한 

함석판용 얇은 철판의 제조가 영국에서 발명되었습니다.

20세기에 들어서는 미국에서 통조림용 양철 판이나

자동차 차체용 얇은 강판의 수요가 급증하였지요.

양산성의 치수를 충족시키기 위해서, 

스트립 밀이라 불리는 광폭대 강의 연속 압연 방식이 

1920년대 이후 급속히 발전하게 됩니다.

스트립 밀은 두꺼운 강판에서 띠 모양의 

얇은 강판(스트립)을 제조하는 연속식 압연기의 

열간 방식으로 1.2mm정도로 냉각 방식으로는

더 얇게 압연할 수 있게 되었습니다.

게다가 양자의 조합에 의한 강 편에서 

최소 0.2mm정도의 것이 자동적으로 생산된 것입니다.

이처럼 압연은 기술의 진보와 함께 생산성이 향상된 가공 법입니다.

압연이란? 길이 1km의 금속판의 제조도 가능하다

압연은 길면 1km에 달하는 층상의 압연품을 만드는 것도 가능합니다.

압연기의 정밀 기계 제어가 가능하기 때문에 

목적에 따른 균일한 압연 제품이 제작 가능합니다.

압연은 자동차와 가전 제품의 보디 등, 

다양한 제품의 제조에 이용되고 있습니다.

금속의 소성을 이용하여 재료의 단면적을 감소시키는 가공 방법

압연은 금속의 소성을 이용하여 재료의 단면적을 감소시키는 가공 방법입니다.
금속은 탄성이라는 성질을 갖고 있어 힘을 가해도 원형으로 회귀합니다.

그러나 탄성의 한계치를 넘어선 힘이 가해지면

금속은 원형으로 돌아갈 수 없습니다.

이 성질을 소성이라고 합니다.

 

냉간 압연과 열간 압연의 차이

압연에 있는 냉간 압연과 열간 압연의 기법은 

가공 난이도와 품질이 트레이드 오프의 관계입니다.

열간 압연에서는 소재가 내리고 있으므로 

변형 저항이 작은 것이 특징입니다.

금속이 파열될 위험이 낮은 다루기 쉬운 제조 법입니다.

한편 누그러뜨리고 성형하는 것이고 

표면 마무리의 균일성은 냉간 압연에 떨어지는 것이 결점입니다.

이에, 냉간 압연은 표면을 아름답게 균일하게 완성할 수 있습니다.

그래서 자동차 차체 및 가전 제품의 보디 등, 

외형의 아름다움과 두께가 균일성이 요구되는 경우에 사용되는 기법입니다.

그러나 냉간 압연에서는 기계 자체의 변형을 피하기 위한 

강성이 요구되는 과제도 있습니다.

이처럼 냉간 압연과 열간 압연은 가공하기 쉽다는 것과

품질로 트레이드 오프 관계에 있습니다.

 

 

압연 가공이 이용되는 제품 사례

압연 가공은 용도에 따라서 0.004mm의 얇기 부터

6mm까지 두께로 가공할 수 있어 다양한 제품 가공에 최적입니다.

친밀한 제품에서는 음료 캔, 은박지, 자동차 패널 등이

압연 가공으로 만든 제품입니다.

이처럼 압연 가공은 공산품에서 일용품까지 

폭넓은 제품으로 이용되고 있습니다.

 

압연기에 대해서 해설 ~ 목적에 맞추어 롤의 배치를 실시하자

압연기는 롤의 배치와 재질의 목적의 압연하기 위한 기계입니다.
롤의 배치 및 재질로 다룰 수 있는 재료와 강판의 완성이 다릅니다.

여기에서는 롤의 배치와 재질의 종류에 대해서 살펴봅시다.

롤의 배치

압연기는 롤의 배치 위치와 개수에 의해서 가공 결과가 바뀌기 때문에, 

폭넓은 정밀도와 예산에 대응할 수 있습니다.
 

롤 배치	용도
이중식 롤	단순하고 기초적인 롤의 배치입니다. 박판 압연, 거친 압연용 등에 이용됩니다.
삼중 롤	3개의 롤에서 재료를 왕복하고 압연할 수 있어 조강이나 강판의 가공에 이용됩니다.
사중식 롤	롤 수를 4개 배치하고 압연의 힘을 효율화한 배치입니다. 얇은 넓은 띠 강판의 가공에 적합합니다.
육중식 롤	롤러를 여섯겹으로 포개고, 압연의 힘을 늘리는 롤 배치입니다.딱딱하고 얇은 강판의 압연에 적합합니다.
다중식 롤	롤러를 다중 구조로 하는 것에 의해서 딱딱한 판자를 정밀하게 가공하는 용도에 사용됩니다.
플라네타리밀	재료 회전을 배제하는 대신 롤이 공전 가이드의 속을 운동하고 재료의 주위를 주위는 가공. 선재의 가공에 사용됩니다.

복잡한 구조도 롤 배치를 어떻게 하느냐에 따라서

정밀하게 압연을 할 수 있습니다.

 

그러나 그만큼 시설이 복잡시 비용이 늡니다.

압연기의 롤 배치를 변경함으로써 

예산이나 요구 정도에 대응할 수 있습니다.

 

 

 

롤의 재질

롤은 강판의 강도에 의해서 요구되는 재질이 다릅니다.

압연 중에 롤이 부러지지 않도록 가공 대상으로 맞추어 적절한 강도가 필요합니다.
 

롤 재질	특징	용도
주철 롤	내마모성은 높지만 강도는 별로 높지 않다.비용이 낮다.	다른 롤보다 비용이 낮기 때문에 요구되는 강도가 낮은 구름에는 적합하다.
주강품 롤	내마모성이 뛰어나고, 내열성도 높다.	넓은 범위의 압연에 사용. 내열성이 높으므로 열간 압연에 사용.
단 강철 롤	경도가 높다.	강도의 필요한 냉간 압연용 로울에 이용된다.

 

압연의 종류[형상에 맞추어 적절한 종류를 선택]

압연은 적절한 형상하기 위해서 롤의 배치 위치가 

다른 가공 방법을 목적·용도에 맞추어 선택할 필요가 있습니다.

납작한 얇은 제품이 원하는 경우는 상하에서 롤 압연, 

H형강의 가공에는 상하 좌우에서 압연하는 유니버설 압연 등 가공 형태에 맞춘 종류를 선택합시다.

 

롤 압연

롤 압연은 가장 단순한 구조의 압연 방법입니다.
통모양의 기복이 없는 롤에서 상하에서 압연합니다.
강판 등의 평면에서 균일한 표면 가공에 적합한 압연 방법입니다.
롤 압연은 단순한 금속의 높이는 데 적합한 압연 방법입니다.

유니버설 압연

유니버설 압연은 H형 강재의 같은 복잡한 형태의 가공에 이용 압연 방법입니다.
수평과 수직으로 롤을 배치하고, 상하 좌우의 롤에 압연합니다.
유니버설 압연은 H형강의 가공에 쓰이는 압연 방법입니다.
옆 쪽에 구덩이를 만들어 복잡한 압연에 적합합니다.

구멍형 압연

구멍형 압연은 요철이 있는 층상 제품의 가공에 이용 압연 방법입니다.
요철이 있는 롤을 사용하여 롤 형상에 맞춘 불균형을 붙일 수 있습니다.
강판 말뚝 같은 단차가 있는 강재 제작에서 쓰이는 압연 방법입니다.
요철이 있는 강재 가공을 청할 때는 공형 압연이 적합합니다.

망네스망 천공 압연

망네스망 천공 압연은 공동이 있는 봉상 제품의 가공에 이용 압연입니다.
경사진 롤에서 옆으로 배치한 막대 모양의 금속에 따르도록 압력을 걸고,

굴이 있는 봉상 금속을 제작할 수 있습니다.
망네스망 천공 압연은 강철 간의 가공에 이용되는 압연 방법입니다.
굴이 있는 봉상 금속 가공은 망네스망 천공 압연이 적합합니다.

 

 

 

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