1. 소성 가공 (Plastic Working)
ㅇ 원 재료에 외력을 가해 모양을 변형시키는 가공 방법 ☞ 소성 변형 참조
2. 소성 가공의 구분
ㅇ 성형 형태에 따른 구분
- 부피 성형 (Bulk Forming, Bulk Deformation)
. 단조 (鍛造, Forging)
. 압출 (壓出, Extruding, Extrusion)
. 사출 (射出, Injection)
. 압연 (壓延, Rolling)
. 인발 (引拔, Drawing)
. 전조 (轉造, Form Rolling)
- 판재 성형 (Sheet Forming)
. 판금 가공 (Sheet Metal Working)
.. 금속 판을 두드림,구부림,접합,천공 등으로 원하는 모양의 물품을 만듬
. 프레스 가공 (Press Working)
.. 프레스 성형 (Press Forming)
.. 프레스 전단 (Press Shearing)
.. 프레스 접합 (Press Bonding) 등
ㅇ 가공 온도에 따른 구분
- 냉간 가공 (Cold Working) : 상온에서 소성변형을 일으키는 작업
- 온간 가공 (Warm Working) : 중간 온도 (상온 이상, 열간가공 온도 이하)
- 열간 가공 (Hot Working) : 재결정 온도 이상
※ 금속의 소성을 이용한 금속 소성가공법
- 열간 가공 (Hot Working) : 재결정 온도 이상에서 가공
. 경화가 발생하지 않음
. 변형을 위해 필요한 힘이 훨씬 적지만, 결과적으로 표면 마무리와 치수 정확도가 좋지 않음
. 결정립 크기(그레인 사이즈)가 세분화되어 기계적 성질이 향상됨
. 심지어 취성을 가진 재료도 열간 가공이 가능
- 냉간 가공 (Cold Working) : 재결정 온도 보다 낮은 온도(상온)에서 가공
. 변형 경화로 인해 강도,경도가 증가하지만, 연성은 감소
. 우수한 표면 마무리와 높은 치수 정확도를 달성 가능
. 일정 한계를 초과하면 금속이 원하는 크기와 형태에 도달하기 전에 파손 가능
. 따라서, 여러 단계로 진행되며, 중간 중간에 소성 변형으로 인한 재결정화 작업이 포함됨
3. 단조 (Forging)
ㅇ 가열된 금속을 해머로 치거나, 프레스로 눌러 원하는 형상으로 만드는 공정
- 냉간 단조 : 상온에서 작업 (재결정 온도 이하)
. Cold Heading, Coining, Swaging
- 열간 단조 : 고온에서 작업 (재결정 온도 이상)
. Hammer 단조, Press 단조, Upset 단조, 압연 단조
ㅇ 가장 오래된 금속 가공 공정의 하나
4. 압연 (Rolling)
ㅇ 2개의 회전하는 롤러 사이에 금속 판형 재료를 밀어넣어 두께를 줄이는 공정
- 균일한 단면적의 기다란 금속 후판 및 박판을 생산하는 공정
ㅇ 구분
- 냉각 압연, 열간 압연
. 냉간 압연 : 상온에서 작업
. 열간 압연 : 고온에서 작업
- 후판, 박판
. 후판 (plate) : 두께 6 ㎜ 이상
. 박판 (sheet) : 두께 6 ㎜ 이하
5. 압출 (Extrusion) 및 사출 (Injection)
ㅇ 압출 (Extrusion)
- 금형(die) 구멍에 강하게 밀어넣어, (압축력 이용)
. 금형(die)을 통과하면서 원하는 단면 형태로 성형됨
.. 주로, 단면 형상이 균일하며 길고 연속적임
- 例) 플라스틱 튜브,파이프,호스 등
ㅇ 사출 (Injection)
- 용융액을 사출 장치로 밀어, 금형(Cavity) 내부에 주입
ㅇ 압출, 사출 비교
- 생산 : (압출) 연속적인 생산, (사출) 개별 제품 성형
- 형상 : (압출) 단면 일정 (파이프, 시트 등), (사출) 복잡한 형상의 3D 제품
- 금형 : (압출) 비교적 단순한 다이(Die) 사용, (사출) 복잡한 금형 사용
- 장점 : (압출) 대량 생산 용이, 공정 단순, (사출) 정밀한 제품 제작 가능
- 단점 : (압출) 복잡한 3D 형상 제작 불가, (사출) 초기 금형 비용이 높음
6. 인발 (Drawing)
ㅇ 다이 구멍을 통해 소재(봉재,관재)를 잡아당겨, (인장력 이용)
주로, 그 단면적을 줄이는 공정