대장장이의 직업은 수천 년 전으로 거슬러 올라갑니다. 고대에 대장장이는 망치로 금속을 두드려 유용한 물건을 만들곤 했으며, 종종 단조에서 먼저 금속을 가열했습니다. ("Smith"라는 단어는 "smite"와 같은 어근에서 유래했기 때문에 대장장이는 불에 타서 검게 된 금속을 깎는 일을 하는 사람이었습니다.)
대장장이는 오늘날 상대적으로 드물지만 고대에 사용된 것보다 훨씬 더 현대적인 도구를 사용하며 여전히 존재합니다. 금속을 사용 가능한 물체로 만드는 작업은 이제 대부분 기계에 의해 수행됩니다. 자동차 차체에서 휠의 가장 작은 러그 너트에 이르기까지 모든 금속 부품이 산업용 금속 성형 공정에 의해 생성되는 자동차 제조 산업보다 이 금속 성형 기술이 더 중요한 곳은 없습니다. 이러한 프로세스는 컴퓨터가 자동차 공장의 기계 및 유압 기계와 만나는 최첨단 제조 기술에 존재합니다.
자동차 금속 성형은 자동차 제조의 가장 중요한 측면 중 하나입니다. 금속을 유용한 모양으로 만드는 것이 불가능하다면 자동차는 존재할 수 없습니다. 그리고 종종 컴퓨터로 제어되는 기계가 자동차 부품을 빠르고 안정적으로 생산하는 능력은 집을 사는 데 드는 비용보다 약간 더 저렴하게 자동차를 구입할 수 있게 해주는 요소 중 하나입니다.
그러나 금속 성형은 어떻게 작동합니까? 현대 대장장이가 파워 해머와 산소 아세틸렌 토치로 금속을 성형하는 방법을 이해하는 것은 쉽지만 기계가 어떻게 이러한 일을 할 수 있습니까? 다음 몇 페이지에 걸쳐 우리는 이 금속 성형 공정이 어떻게 기계화되고 대규모 산업 기반에서 수행될 수 있는지 논의할 것입니다. 자동차 제조에 사용되는 몇 가지 특정 기술과 프로세스를 살펴보겠습니다. 또한 미래를 내다보고 오늘날 개발되고 있는 금속 성형 기술이 미래의 자동차를 만드는 데 어떻게 도움이 되는지 알아볼 것입니다.
금속에 대해 가장 중요한 것 중 하나는 금속이 소성 변형을 겪을 수 있다는 것입니다. . 금속이 플라스틱으로 만들어졌다는 의미는 아니지만 플라스틱이 할 수 있는 일 중 하나를 할 수 있습니다. 문자 그대로 우리가 상상할 수 있는 거의 모든 형태를 취할 수 있습니다.
변형 과정은 공백으로 시작됩니다. , 모양의 변화를 겪을 기본 형태의 금속 양. 공백은 작업물이 됩니다. -- 성형할 금속 조각 -- 금속 성형 과정에서. 자동차 금속 성형의 경우 블랭크는 종종 판금으로 만들어지며 자동차 차체에 필요한 모양으로 스탬핑, 절단 또는 구부릴 수 있습니다. 또는 입방체 또는 렌즈 모양의 단단한 금속 블록일 수 있습니다. 다음은 자동차 제조 공정 중에 금속 가공물이 변형될 수 있는 몇 가지 방법입니다.
굽힘: 굽힘에서 판금 공작물에 힘이 가해져 표면 곡률이 생성됩니다. 굽힘은 일반적으로 복잡한 표면보다는 단순한 곡선 표면을 생성하는 데 사용됩니다. 기계적으로 작동되는 프레스는 판금에 대해 펀치를 구동하여 금속의 형태를 영구적으로 변화시키기에 충분한 압력을 가하여 간단한 다이로 밀어 넣습니다. 압력의 양이 중요합니다. 충분한 압력이 가해지지 않으면 금속이 원래 모양으로 되돌아갈 수 있습니다. 너무 많이 바르면 깨질 수 있습니다.
그림: 도면에서 판금은 판금이 취해야 할 3차원, 종종 곡선 모양으로 절단된 다이에 대해 힘을 가합니다. 실제로 금형은 금속의 주형으로 사용됩니다. 이 기술은 비교적 복잡한 모양을 생성할 수 있습니다. 다시 한 번, 유압 또는 기계적으로 작동되는 펀치를 사용하여 공작물에 압력이 가해집니다. 많은 위험이 관련되어 있습니다. 사람에게는 그다지 위험하지 않습니다(공정이 대부분 기계화되어 있기 때문에). 그러나 금속 자체에는 위험이 따릅니다. 너무 많은 압력으로 인해 금이 가거나 다이와의 상호 작용으로 인해 주름이 생길 수 있습니다. 윤활제를 사용하여 금속이 다이에 대해 더 부드럽게 미끄러지도록 하여 주름의 가능성을 방지할 수 있습니다. 또는 별도의 작업으로 주름진 가장자리를 금속에서 다듬을 수 있습니다. 이 방법은 자동차 차체 부품 및 연료 탱크를 만드는 데 일반적으로 사용됩니다.
스탬프: 스탬핑에서 스탬핑 프레스라는 장치는 일련의 다이와 함께 금속을 절단하고 다양한 모양으로 성형하는 데 사용됩니다. 허브캡, 휀더 등 자동차 부품 제작에 많이 사용됩니다.
압출: 압출은 막대 및 튜브와 같은 긴 금속 물체를 생산하는 데 사용할 수 있습니다. 금속 공작물은 반대쪽 끝에 구멍이 있는 다이에 강제로 삽입됩니다. 금속이 구멍을 통해 압출되어 모양이 형성됩니다. 압출 성형은 자동차 드라이브 트레인의 중요한 부품이나 안전 벨트를 제자리에 고정하는 앵커를 제조하는 데 사용할 수 있습니다.
단조: 단조 공정은 본질적으로 고대 대장장이가 사용하는 망치의 기계화 버전인 망치 또는 프레스를 사용합니다. 금속은 모루 역할을 하는 표면에 두드려집니다. 복잡한 모양을 형성하기 위해 반복적으로 망치질 수 있습니다. 이것은 그리기 과정의 대안으로 사용할 수 있습니다.
위의 공정은 일반적으로 냉간 금속에 사용됩니다. 뜨거운 금속도 사용할 수 있으며 때로는 용융 금속을 다이에 부을 수 있을 만큼 충분히 높은 온도에서 사용할 수 있습니다. 이를 위해서는 열을 견딜 수 있는 매우 고가의 다이가 필요하며 다이가 용융 금속에 노출되는 것을 최소화하기 위해 신속하게 처리해야 합니다.
다음 페이지에서는 현대 금속 성형 기술이 자동차 제조를 미래로 어떻게 변화시키고 있는지 살펴보겠습니다.
지난 반세기 동안 자동차 제조와 금속 성형에 일어난 가장 중요한 일은 컴퓨터입니다. 컴퓨터는 두 가지 면에서 금속 성형에 중요합니다.
프로세스를 안내합니다 . 컴퓨터는 복잡한 시퀀스를 통해 금속 성형 작업을 안내하기 위해 순식간에 결정을 내리는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 고대 대장장이가 하는 것과 거의 동일한 방식으로 공작물에 단조 해머를 사용하지만 유압 기계의 물리적 힘이 증가합니다. . 망치의 동작을 미리 프로그래밍하여 인간 장인의 손으로 만든 것과 같은 복잡한 모양을 생성할 수 있습니다. 마찬가지로 컴퓨터는 작업의 여러 단계 사이에서 공작물의 흐름을 제어하여 완성된 모양을 생성할 수 있습니다.
프로세스를 시뮬레이션합니다. . 새로운 아이디어를 실험하기 위해 값비싼 기계를 사용하지 않고도 새로운 금속 성형 작업을 발명할 수 있도록 컴퓨터를 사용하여 금속 성형과 관련된 물리적 힘을 시뮬레이션할 수 있습니다. 정교한 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 컴퓨터에서 금속 성형 작업을 복제할 수 있으므로 과학자들은 다양한 종류의 금속에 열과 힘을 가한 결과를 볼 수 있습니다. 컴퓨터에서 저지르는 실수는 현실 세계에서 저지르는 실수보다 비용이 훨씬 적게 들고 실제 기계에서 시간을 낭비하는 일종의 시행착오를 허용합니다.
컴퓨터 시뮬레이션은 금속 성형의 새로운 전망을 열어줍니다. 많은 새로운 금속 성형 기술은 다양한 종류의 금속의 미세 구조와 압력과 열을 받는 금속 내부에서 진행되는 물리적 프로세스에 대한 깊은 이해를 기반으로 합니다. 새로운 프로세스 중 일부는 이전 프로세스의 하이브리드입니다. 또한 냉간 공정에 적합하지 않은 금속을 사용할 수 있는 고온 금속 공정으로의 이동도 있었습니다.
이러한 새로운 기술은 기존 자동차 부품의 강도를 여전히 유지하면서 더 가벼운 금속을 사용하는 것과 같은 혁신을 가능하게 합니다. 이것은 배터리 어레이의 상당한 무게를 상쇄하기 위해 차체가 가능한 한 가벼워야 하는 연료 효율적인 차량 또는 배터리 전기 차량의 제조에 유용합니다. 또한 이러한 기술을 통해 품질 저하 없이 자동차 부품을 보다 저렴하게 제조할 수 있습니다. 예를 들어, 금속 공작물이 금속 자체에 전기 흐름을 설정하는 자기장에 노출되는 전자기 성형 기술은 일반적으로 발생하는 찢어짐 및 주름 없이 성형 공정의 속도를 높이는 데 사용할 수 있습니다. 이를 통해 이전에는 자동화된 금속 성형에서 불가능했던 공정을 사용할 수 있습니다.
Henry Ford가 자동차 및 자동차 부품의 저렴한 조립 라인 제조 가능성을 입증한 이후로 금속 성형의 과학과 기술은 자동차 제조 산업에 놀라운 가격 없이 놀라운 자동차를 생산하는 방법을 보여주는 데 먼 길을 왔습니다.
자동차 금속 성형 및 기타 관련 주제에 대한 자세한 내용은 다음 페이지의 링크를 참조하십시오.
출처
