하이드로포밍 공정 - 완벽한 가이드

하이드로포밍 공정은 현대 산업에서 사용되는 독특하고 기능적인 금속 제조 기술입니다.

이 가이드에서는 유압성형의 이점, 기술, 실제 공정부터 중요한 유압성형 매개변수까지 유압성형에 대한 모든 것을 알아봅니다.

바로 들어가보겠습니다.

하이드로포밍이란?

하이드로포밍은 독특합니다 딥 드로우 성형 금속 가공 기술. 알루미늄, 티타늄, 황동, 강철, 구리와 같이 연성이 매우 뛰어난 금속을 성형하는 데 사용됩니다.

하이드로포밍 공정 압력 성형은 유체의 압력에 의해 금형 위에서 판금이 형성되는 것을 말합니다.
많은 경우, 유연한 막을 호일 위에 놓고 암형 홈으로 성형합니다.

하이드로포밍의 장단점

다음 금속 제작 기술로 하이드로포밍을 선택하기 전에도 장단점을 알아보는 것이 중요합니다.

하이드로포밍 공정의 장점

• 불규칙한 윤곽선과 복잡한 모양에 매우 좋습니다
• 소재 및 블랭크 두께 사양 최적화로 공정 비용 절감
• 이 공정은 재료의 희석을 최소화하여 치수 및 성형의 정확성을 높입니다.
• 높은 기계적 강도
• 부품의 소재와 무게가 대폭 감소되었습니다.
• 낮은 작업 경화
• 스프링백의 가능성은 없습니다
• 대형 부품을 변형시킬 수 있습니다
• 금속의 구성 요소 강도를 향상시키는 데 도움이 됩니다.
• 체중 감량

하이드로포밍 공정의 단점

• 부품 생성을 위한 더 느린 사이클 시간
• 필요한 기계와 장비는 매우 비쌉니다.

딥 드로우 스탬핑과 하이드로포밍 공정의 비교

하이드로포밍 제작 기술에 필요한 도구는 다음과 같습니다.

• 죽거나 펀치하거나
• 잠금 링

자동차 산업에서는 유압성형 튜빙을 사용하여 더 안전하고 가벼운 자동차 부품을 만들었습니다.

하이드로포밍은 단순성과 더 높은 치수 정밀도, 부품의 강도 및 강성으로 인해 사용됩니다.

이로 인해 50%의 하이드로포밍이 딥 드로잉보다 비용이 저렴해집니다.

대부분의 경우, 하이드로포밍에 사용되는 도구는 주철로 만들어지고 드로잉 도구는 경화강으로 만들어집니다. 여기에 하이드로포밍 공정도.

하이드로포밍 툴 키트는 조립과 설치가 간편하여 빠르고 효율적입니다.

개발 소송 비용 하이드로포밍 공정은 재료 종류 및 벽 두께 사양 변경을 수반할 수 있습니다. 이는 도면과 비교하여 새로운 금형을 제작할 필요가 없으므로 개발 비용을 절감합니다.

감소된 프레스 시간딥 드로우 스탬핑은 작동 중 더 많은 프레스 사이클이 필요합니다.

반면 하이드로포밍은 딥 드로잉의 35~45% 감소율에 비해 단일 사이클에서 최대 60~70%의 감소율을 달성할 수 있습니다.

마무리 비용 – 의료 및 항공우주와 같은 일부 산업은 산업의 정밀성으로 인해 더 높은 표면 마감 표준과 품질이 필요한 경우가 많습니다.

딥 드로잉 스탬핑은 완성된 부품에 긁힌 자국을 남깁니다.

수압성형은 부품 표면의 결함을 제거하여 부품 마무리 비용을 줄여줍니다.

공정 비용: 딥 드로우 스탬핑의 경우, 단기적으로는 비용이 매우 높으며 생산량이 증가함에 따라 감소합니다. 반면 하이드로포밍의 경우 개발, 툴링 및 설정 비용 등 모든 비용이 70%만큼 낮아질 수 있습니다.

유연성: 툴링이 이미 생성되면 딥 드로우 스탬핑의 설계 변경은 거의 불가능합니다. 그러나 하이드로포밍은 설계 변경에 대한 더 넓고 더 높은 다양성을 제공합니다.

재료 낭비: 하이드로포밍은 재료 낭비가 50%에서 70%로 거의 없어지기 때문에 스크랩 금속이 거의 없거나 전혀 없습니다. 딥드로 스탬핑은 재료 손실 비율이 더 높습니다.

리드 타임: 딥 드로잉 스탬핑에서는 복잡한 부품을 생산하는 데 더 오랜 리드 타임이 걸립니다.

복잡한 부품을 대량으로 생산하는 경우에도 유압성형은 리드타임이 더 짧습니다.

더 많은 리소스:

금속 스탬핑 부품 – 출처 : KDM

딥 드로 스탬핑 – 출처 : KDM

고속 스탬핑 – 출처 : KDM

하이드로포밍 기술 – 출처 : KDM

하이드로포밍 공정 정의의 역사

1889년, 가이거와 홀츠는 신시내티 밀링 머신 회사를 설립했습니다. 이 회사는 하이드로포밍 기술 연구 개발의 토대가 되었습니다.

신시내티 밀링 회사는 1930년대 유럽과 미국에서 금속 성형에 사용되는 장비를 공급하고 유통하는 가장 중요한 회사 중 하나였습니다.

또한, 회사는 기어 커버와 빛 반사경을 사용하여 증가하는 수요 요건을 충족하기 위해 딥 드로잉 방법을 개발했습니다.

1956년에 이 회사는 신시내티에 있는 밀라크론을 연구 개발 센터로 전환하여 유압성형 금속 공정에 대한 연구에 집중하고 속도를 높였습니다.

이는 더 정교하고 더 나은 결과를 낳는 새로운 형태의 하이드로포밍을 개선하고 만들어냈습니다. 현재, 새로운 형태의 하이드로포밍의 결과는 하이드로포밍 방법의 인기와 수용을 증가시켰습니다.

1970년대에 유압성형 공정이 더욱 발전하여 오늘날의 공정과 같은 모습이 되었습니다.

지금까지 유압성형기는 유압성형 금속 부품의 리드타임을 단축시키고, 고품질 제품에 대한 노동력 수요를 줄이며, 최종 제품에 대한 표면 마감 요구 사항을 충족시켰습니다.

하이드로포밍을 고려할 주요 매개변수

하이드로포밍 기술 부품 품질을 결정하는 변수는 많지만 다음 세 가지를 고려해야 합니다.

온도 – 이는 유압성형 금속 제조 공정 중에 적용되는 힘과 재료가 견딜 수 있는 한계를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.

압력– 시간 변화 - 유압 성형 부품의 다른 부분을 유압 성형하는 과정에서 압력이 달라질 수 있습니다.

재료 선택 – 최종 부품 요구 사항과 그 견고성으로 인해 성형할 수 있는 재료가 제한적입니다.

펀치 하이드로포밍 제작 공정을 위한 펀치 변위

하이드로포밍 공정 단계별 공정

1단계: 금속 하이드로포밍 툴링 시스템 설정

하이드로포밍에서는 상부 다이 요소를 사용합니다. 다시 한번, 하이드로포밍 챔버는 다음으로 구성되어 있다는 점에 유의해야 합니다.

• 패드 착용
• 성형실
• 가압 유압 오일 시스템
• 고무 다이어프램
• 하단 다이 요소는 링과 펀치로 교체될 수 있습니다.
• 유압 피스톤은 하부 다이 요소를 고정합니다.
• 펀치 시스템은 주변에 공백 홀더 또는 링이 있습니다.

2단계: 하이드로포밍을 위한 금속 배치 및 제작 시작

링에 금속 검은색을 놓아 수력성형 공정을 시작합니다.

블랭크를 제자리에 놓고 오일 챔버를 천천히 내립니다. 그런 다음 프레스를 닫습니다.

펀치를 상부 다이 챔버 링에서 들어 올리는 동안 상부 다이 챔버에 오일 압력을 가합니다.

하이드로포밍 툴링 상부 금형 챔버를 만드는 데 고무 소재를 사용한 덕분에 금속 블랭크는 스탬핑 등의 다른 성형 방법으로 종종 발생하는 표면 흠집이 없는 최종 제품 금형으로 성형됩니다.

기억하세요, 조리개는 전체 금속을 지탱합니다.

공정이 끝나면, 빈 금속은 툴링 시스템과 비슷해질 것입니다. 즉, 하이드로포밍의 펀치 모양입니다.

최종 구성 요소가 형성되면 상부 다이 요소 챔버가 감압됩니다. 일반적으로 감압은 하이드로포밍 사이클을 끝냅니다.

4단계: 하이드로포밍 금속 공정 마무리

이 단계에서는 챔버 압력이 해제된 후 상부 다이 챔버가 들어올려집니다.

마지막으로 펀치를 내리면 완성된 부품이 남게 됩니다.

시트 하이드로포밍과 튜브 하이드로포밍의 비교

오늘날, 하이드로포밍 판금 및 하이드로포밍 공정 튜브 두 가지 일반적인 제조 기술은 다음과 같습니다.

하지만, 이러한 수압성형 기술을 비교해보면 정확히 어떻게 됩니까?

시트 하이드로포밍 공정

빈 금속은 하이드로포밍 프레스에 놓입니다. 그런 다음, 이 소재에 압력을 가해 눌러진 금형/펀치의 모양을 갖도록 합니다.

다재다능하기 때문에 이 공정은 육상 발전, 방위 분야에서 널리 사용됩니다. 의료, 항공우주 분야 등이 있습니다.

해당 산업에서는 매우 복잡한 모양과 디자인을 갖춘 특수 부품이 필요한 것으로 알려져 있습니다.

튜브 하이드로포밍 공정

이 이름은 하이드로포밍 공정에 사용되는 금속 튜브에서 따왔습니다. 일반적으로 이 공정은 튜브 부품에 대한 수요가 큰 항공우주 및 자동차 산업에서 유용합니다.

성형 과정에서는 유압유를 튜브에 강제로 주입하고 압력을 가해 튜브가 주변 금형의 모양과 비슷해지도록 합니다.

가장 좋은 점은 이 과정을 통해 다양한 모양, 길이, 무게의 호스와 튜브를 생산할 수 있다는 것입니다.

자동차 산업에서도 유압성형 튜빙을 채택하여 더 안전하고 가벼운 자동차 부품을 만들고 있습니다.

하이드로포밍은 단순성과 더 높은 치수 정밀도, 부품의 강도 및 강성으로 인해 사용됩니다.

금속 하이드로포밍 비용을 결정하는 요소

모든 금속 제작 공정에서 제작 비용을 통제할 필요가 있습니다. 이는 금속 제작자가 업계에서 경쟁력을 유지할 수 있는 유일한 방법입니다.

하이드로포밍의 툴링

홀딩 링과 펀치가 필요합니다.

일반적으로 고무 다이어프램과 상부 다이 챔버(가압)가 암 다이 역할을 합니다. 그 결과, 다른 방법과 비교했을 때 하이드로포밍의 툴링 비용이 약 50% 감소합니다.

수압성형 공구를 만드는 데 사용되는 재료는 주철입니다.

주철은 딥 드로우 스탬핑에 자주 사용되는 경화강에 비해 비교적 저렴합니다. 또한, 하이드로포밍 도구는 간단하고 설치하기 쉽기 때문에 프로세스가 더 빠르고 효율적입니다.

개발 비용

하이드로포밍은 재료 유형 및 벽 두께 사양의 변경을 수용할 수 있습니다.

딥 드로잉 스탬핑과 비교했을 때 새로운 도구를 만들 필요가 없으므로 개발 비용이 절감됩니다.

단축된 프레스 시간

딥 드로 스탬핑에서는 작업 중에 여러 번의 프레스 사이클이 필요합니다.

하지만 하이드로포밍에서는 단일 사이클로 최대 60~70%의 무게 감소를 달성할 수 있는 반면, 딥 드로잉 스탬핑에서는 35%~45%의 무게 감소를 달성할 수 있습니다.

마무리 비용

항공우주 및 의학과 같은 산업은 종종 더 높은 수준의 표면 마감을 요구합니다. 딥 드로 스탬핑은 완성된 부품에 긁힌 자국을 남깁니다.

수압성형은 부품 표면의 결함을 제거하여 부품 마무리 비용을 줄여줍니다.

다른 요소는 다음과 같습니다.

• 하이드로포밍에 사용되는 원자재의 비용
• 하이드로포밍 공정에 필요한 장비, 공구, 기계 등의 설치비용
• 최종 제품이 마감 기준에 맞지 않을 경우 발생하는 용접 및 마감 비용입니다.
• 노동비
• 수압성형할 부품의 설계가 복잡함.

하이드로포밍 공정 응용 분야

금속수압성형공정 제조 기술은 많은 산업에서 필수적인 역할을 합니다.

항공우주산업 – 유체성형은 FAA 수리 스테이션의 예비 부품, 프레임, 조글, 리브 및 브래킷과 같은 로딩 시스템 부품, 오일 필터 팬, 렌즈 리테이너, 자이로스코프 케이스 및 가압 용기, 제트 엔진 구성 요소, 노즐 시스템 부품, 휴대용 물 탱크 생산에 사용됩니다. 파이프 하이드로포밍 공정.

자동차 산업 – 그들은 유체성형을 사용하여 자동차 지붕, 후드, 패널, 브레이크 부품, 엔진 실드, 벨 하우징, 플렉스 플레이트, 드래그 레이싱 자동차용 스타터, 매니폴드, 가스 탱크, 센서 커버를 만듭니다.

발전– 육상 발전 산업에서는 일반적으로 Haynes, Inconel, HastX 소재로 만든 부품을 사용하여 유압성형 제작 공정을 통해 예비 부품을 생산합니다.

해당 소재는 높은 배기가스 및 산업용 가스터빈 열교환기 온도로 인해 발생할 수 있는 부식에 강합니다.

건강 관리 산업 – 수술 도구 살균을 위한 뚜껑이 달린 알루미늄 용기, 반사경, 수술실 조명 커버, 수술용 트레이.

방위산업 – 군용 항공기 하우징 및 배기장치, 보호 장비, 휴대용 물탱크, 엔진 커버.

상업용 조명 – 안정기 하우징 및 실외 전기 상자 커버.

음식 서비스 산업 – 상업용 팝콘 제조기, 주서기 및 클래드 금속 조리 용기

더 많은 리소스:

하이드로포밍 공정 – 출처: Science Direct

하이드로포밍 공정 – 출처: JMP

자주 묻는 질문 섹션

하이드로포밍에는 두 가지 유형이 있나요?

하이드로포밍에는 공정에 사용되는 블랭크 형상에 따라 튜브 하이드로포밍과 시트 하이드로포밍이라는 두 가지 주요 범주가 있습니다.

이들은 다양한 프로세스, 변수 및 장비 요구 사항을 갖는 하위 유형으로 더 세분화됩니다.

1. 튜브 하이드로포밍: 핫가스 튜브, 전기 유압, 튜브 확장, 하이브리드, 임펄스

1. 시트 하이드로포밍: 캐비티, 펀치

하이드로포밍 시트 메탈이란?

판금의 유압성형 공정은 고압 고무를 사용하는 특수한 유형의 딥드로 유압성형 공정입니다.

고무는 금속 부품을 성형하고 모양을 만드는 데 사용됩니다.

이 공정에서는 금속판을 금형 위에 놓은 다음 고압의 물로 눌러 금형의 모양과 비슷하게 만듭니다.

시트 하이드로포밍의 형태는 무엇인가?

시트 하이드로포밍에는 두 가지 주요 형태의 하이드로포밍이 있습니다. 캐비티 시트 하이드로포밍과 펀치 시트 하이드로포밍입니다.

이러한 형태는 아래와 같이 더 세분화될 수 있습니다.

i. 캐비티: 다단계, 더블 블랭크, 온난 하이드로포밍, 전기 유압, 고온 가스 하이드로포밍, 가동형 다이/카운터펀치 및 임펄스 하이드로포밍.

ii. 펀치: 하이브리드 싱글 블랭크, 핫 가스 하이드로포밍, 하이브리드 더블 블랭크, 멀티스테이지, 임펄스 하이드로포밍, 웜 하이드로포밍

하이드로포밍의 목적은 무엇인가?

하이드로포밍의 목적은 용접으로 조립하기 전에 여러 조각으로 부품을 만드는 기존의 딥드로 스탬핑 공정을 대체하는 것입니다.

용접 공정을 없애면 복잡한 부품, 모양, 윤곽을 만드는 데 사용할 수 있습니다.

하이드로포밍에서는 어떤 유체를 사용하시나요?

하이드로포밍 공정의 작업 원리 는 공정에서 유압 오일을 사용합니다. 이는 유압 오일이 높은 압력을 견뎌내고 금형을 누르는 데 필요한 충분한 힘을 생성할 수 있기 때문입니다.

하이드로포밍에 적합한 재료는 무엇인가?

• 알류미늄
• 놋쇠
• 스테인리스 스틸
• 구리
• 인코넬
• Hastelloy, High-Nickel Steel, Waspaloy와 같은 특수 소재

하이드로포밍 공정에 권장되는 허용 오차와 마감이 있습니까?

하이드로포밍은 일반적으로 약 0.76mm인 항공우주 허용오차 표준을 충족할 수 있습니다. 하이드로포밍 판금 성형 공정.

이러한 허용 오차 능력 덕분에 거의 모든 산업 분야에 적용이 가능합니다.

또한, 액압성형은 기존 프레스 방법에서 생길 수 있는 긁힘을 없애 공정에서 성형된 부품의 마감을 더 매끈하게 만들어줍니다.

결론

분명히, 하이드로포밍은 사실상 모든 산업에서 채택할 수 있는 다재다능한 금속 제작입니다. 신중한 제품 설계로 금속 제작에서 비용 효율적인 솔루션입니다. KDM에 문의하세요 이제 당신의 모든 것을 위해 하이드로포밍 제조 공정. 요청 자세한 내용은 하이드로포밍 공정 PDF를 참조하세요.