프로필 휨 문제: 주름에서 뒤틀림 솔루션

판금과 비교할 때 프로파일의 중요한 특징은 그림 1과 같이 단면 모양이 다양하다는 점입니다. 프로파일의 굽힘 성형은 판금과 다릅니다. 특정 단면 모양으로 인해 단면 왜곡, 내측 주름, 뒤틀림 등과 같은 많은 특수한 품질 문제가 종종 발생합니다.

I. 주름

프로필 섹션이 상대적으로 높고 상대적인 굽힘 반경 가 작고 공정 매개 변수가 합리적으로 설정되지 않은 경우 굽힘 성형 후 프로파일의 내부 가장자리 또는 웹에 주름 현상이 발생할 수 있습니다. 주름이 생기는 이유는 벤딩 공정 중에 중성층 아래 부분이 세로 압축 응력을 받기 때문입니다. 압축 응력이 너무 크거나 압축된 부분에 효과적인 지지력이 부족하면 세로 주름이 발생할 수 있습니다.

스트레치 벤딩 성형구부리는 동안 프로파일에 일정량의 장력을 가하면 주름을 방지할 수 있으며, 구부린 후 추가 장력을 가하는 것도 주름 제거 효과가 있습니다. 또한 금형에 리미트 또는 주름 방지 홈을 사용하거나 충진용 코어봉을 사용하는 것도 주름을 방지할 수 있는 방법입니다.

II. 단면 왜곡

단면 왜곡은 프로파일 벤딩 성형에서 피하기 어려운 문제입니다. 프로파일 섹션의 변형 저항은 프로파일 섹션의 모양과 밀접한 관련이 있습니다. 폐쇄 단면 프로파일을 굽히는 동안 웹 폭이 크고 벽 두께가 얇으며 내부에 지지대가 없거나 지지대가 약한 경우 그림 2 및 3과 같이 상단 가장자리 붕괴와 같은 현상이 쉽게 발생하여 프로파일의 단면 왜곡을 유발할 수 있습니다. 다른 단면 모양을 가진 프로파일을 구부릴 때도 비슷한 현상이 발생합니다.

단면 왜곡의 발생은 제어하기가 매우 어렵고 스프링백 제어도 더 복잡해집니다.

현재 단면 왜곡을 제거하거나 줄이는 방법으로는 첫째, 프로파일 부품 구조의 제조 가능성에 따라 프로파일 단면 형상을 결정하고, 둘째, 생산 중 프로파일을 지지하는 방법(코어 로드 또는 필러 추가)이 있습니다.

1. 프로파일 부품 구조의 제조 가능성 향상

단면 왜곡을 줄이려면 가장 경제적인 방법인 프로파일 부품의 구조적 제조 가능성을 우선적으로 고려해야 합니다. 주요 접근 방식은 다음과 같습니다(그림 4 참조):

(1) 프로필 섹션을 합리적으로 선택합니다.

다양한 프로파일 사양이 있습니다. 특별한 요구 사항이없는 구조물의 경우 앵글 프로파일, T 자형 프로파일, 직사각형 중공 단면 프로파일, 아치형 프로파일 등과 같이 성형 성이 좋고 단면 모양이 단순하며 대칭이있는 프로파일을 우선적으로 고려해야하며 프로파일의 내부 표면은 코어로드 및 기타 필러의 삽입 및 제거가 용이하도록 가능한 한 매끄럽고 폐쇄 단면 프로파일의 내부 코너 반경은 가능한 한 크게 설계되어야하며 프로파일 섹션은 굽힘 중 비틀림 변형을 방지하기 위해 가능한 한 대칭이어야합니다.

(2) 평면 및 일정한 곡률의 구조 형태를 우선시하여 부품의 모양을 합리적으로 결정합니다.

2. 프로파일 충전 코어 로드

프로파일 내부에 코어로드(적층 보드, 얇은 강판) 또는 필러를 삽입하면 단면 왜곡을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 코어로드는 프로파일의 변형되지 않은 내부 표면과 동일하거나 유사한 모양을 가지며, 변형 전에 프로파일 내부에 삽입되어 프로파일과 함께 구부러지거나 프로파일의 구부러진 부분을 지지하고 성형 후 프로파일 내부에서 빼냅니다. 일반적인 코어 로드 형태입니다:

(1) 적층 코어로드는 그림 5a와 같이 얇은 강판 또는 PVC (폴리 염화 비닐), 나일론 등과 같은 재료로 만들 수 있으며 2 차원 굽힘에 널리 사용됩니다. 얇은 판을 쌓아 프로파일 내부에 배치하고 프로파일과 함께 구부리면 구부리는 동안 층이 서로 상대적으로 미끄러질 수 있으며 각 층이 매우 얇기 때문에 구부리는 동안 각 재료 층은 탄성 변형 상태에 있습니다.

a) 적층 코어 로드
b) 연결된 코어 로드
c) 플라스틱 코어 로드
d) 리지드 코어 로드

코어로드와 프로파일의 내벽 사이에 일정한 간격이 존재하기 때문에 프로파일 단면 왜곡의 양은 간격의 크기에 영향을받습니다. 이러한 유형의 코어로드의 단점은 굽힘 후 프로파일 내벽과 코어로드 사이의 단단한 압축으로 인해 당겨서 빼기가 쉽지 않다는 것입니다. 또한 생산 과정에서 작업 효율이 떨어집니다.

(2) 그림 5b와 같이 링크형 코어 로드. 코어로드는 여러 개의 연결된 단위로 구성되며 각 체인 단위의 모양은 프로파일의 내벽과 유사하며 프로파일의 구부러짐에 따라 코어로드가 변형 될 수 있습니다. 단면 왜곡을 줄이는 효과는 매우 분명합니다. 단점은 제조가 어렵고 비용이 많이 든다는 것입니다.

(3) 폴리에틸렌과 같은 플라스틱으로 만들어진 플라스틱 코어로드는 슬라이딩 성능이 우수하여 삽입 및 빼기가 쉽습니다. 그림 5c와 같이 구부리는 동안 탄성 구부림 상태에 있습니다. 플라스틱 코어로드의 단점은 탄성 계수와 경도가 상대적으로 낮기 때문에 특히 굽힘 반경이 작을 때 프로파일 단면의 왜곡에 대한 제약이 적다는 것입니다. 또한 이러한 유형의 폴리머 소재는 수명이 짧습니다.

(4) 그림 5d와 같이 단단한 코어 로드. 튜브를 사용한 벤딩 형성에 사용되는 코어 로드와 유사하게 프로파일과 함께 구부러지지 않습니다. 금속 강성 코어로드는 프로파일의 내부 캐비티에 굽힘 변형이 발생하는 부분까지 삽입되어 굽힘 중에 프로파일의 상부 벨리 플레이트를 단단히지지하여 단면 왜곡의 발생을 효과적으로 방지합니다. 이 유형의 코어로드는 일정한 곡률의 프로파일을 굽히는 데 적합합니다.

3. 필러 본체

그림 6과 같이 폐쇄형 단면 프로파일의 경우 코어 막대를 추가하는 것 외에도 쉽게 제거할 수 있는 일부 재료를 채워 프로파일의 내벽을 지지할 수 있으며, 이 방법은 간단하고 구현하기 쉽습니다.

저융점 합금 및 습식 모래와 같이 가장 일반적으로 사용되는 필러 재료입니다. 저융점 합금으로 채우는 경우 프로파일 내부를 굽히기 전에 저융점 합금으로 채우고 굽힌 후 가열하여 합금을 녹여 흘러나오게 합니다. 이 방법의 단점은 저융점 합금은 일반적으로 부드럽기 때문에 프로파일을 구부리는 동안 지지력이 약하다는 것입니다. 모래를 사용하면 효과가 더욱 떨어지고 더 많은 수작업이 필요하므로 효율성이 떨어집니다.

닫힌 단면 프로파일의 내부에 액체를 주입하면 단면 왜곡을 줄일 수 있습니다. 벤딩 성형 시 액체의 압력을 제어하면 왜곡을 줄이는 데 상당한 효과가 있지만, 가압 및 밀봉 장치를 늘려야 한다는 단점이 있습니다.

압력의 크기는 프로파일의 재질, 섹션의 모양과 크기, 구부러진 정도에 따라 달라집니다. 연습에 따르면 압력이 매우 높아야만 눈에 띄는 효과를 얻을 수 있는 것은 아니며, 압력이 너무 높으면 역으로 부풀어 오를 수 있습니다. 액체뿐만 아니라 기체도 충전하여 단면 왜곡을 줄일 수 있습니다.

III. 벽 두께 감소 및 파열

굽힘 반경이 너무 작거나 스프링백을 줄이고 내벽의 주름을 방지하기 위해 접선 인장력을 추가하면 단면, 특히 외벽에 더 큰 인장 응력이 발생하여 외벽 두께가 과도하게 얇아지고 심지어 파열될 수 있습니다.

프로파일의 단면 높이가 상대적으로 크고 굽힘 반경이 작 으면 얇아지는 현상이 더 심각합니다. 프로파일 굽힘 성형 과정에서 외벽이 과도하게 얇아 지거나 파열되는 것은 프로파일 굽힘 성형의 한계를 나타내는 징후 중 하나입니다.

IV. 뒤틀림 및 비틀림

단면 모양이 비대칭인 프로파일의 경우 성형 중 파열, 주름, 스프링백 및 단면 왜곡과 같은 일반적인 문제 외에도 뒤틀림 및 비틀림이 발생할 수 있습니다. 따라서 프로파일을 늘리고 구부릴 때 클램프 블록의 당기는 중심은 그림 7과 같이 프로파일의 세로 뒤틀림을 유발하는 추가 굽힘 모멘트를 방지하기 위해 프로파일 섹션의 중심과 일치해야 합니다. 구부릴 때 비틀림 변형을 방지하기 위해 구부리는 힘을 가하는 지점도 구부리는 중심에 최대한 가까워야 합니다.