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다중 곡선 배기 시스템은 관 제조 공정 중 가장 복잡한 성형 공정 중 하나입니다. 단순한 직각 굽힘 대신, 배기 경로 내 다중 굽힘으로 인해 응력이 크게 축적되고, 소규모 영역에서 압축이 발생하며, 재료 흐름이 불안정해집니다. 주름을 단순히 미관상 무시해도 되는 결함으로 생각하지 마십시오. 이는 굽힘 내측 반경에 나타나는 가려운 외관상 불량인 주름선입니다. 이러한 주름은 배기 가스의 흐름, 난류 흐름, 배기 백프레셔 및 열 피로 시작 지점에 영향을 줍니다. 주름 형성을 최소화하기 위한 체계적인 접근 방식이 필요합니다. 여기에는 금형, 기계 파라미터, 재료 거동, 공정 순서 등이 모두 포함됩니다. 바오루이(Baorui)를 비롯한 모든 제조사는 주름 없는 다중 곡선 배기 어셈블리를 제공하기 위해 일관된 접근 방식을 취합니다. 즉, 부품을 운송 중에 곧게 유지해야 합니다. 우리 바오루이(Baorui)를 포함한 모든 제조사는 고객에게 주름 없는 다중 곡선 배기 어셈블리를 제공하기 위해 일관된 접근 방식을 따릅니다. 즉, 부품을 운송 중에 곧게 유지해야 합니다.
각 벤드에 대한 맨드릴 설계 및 위치 최적화
주름 발생에 대한 최선의 ‘방어’ 방법은 잘 설계되고 정확한 위치에 배치된 맨드릴을 사용하는 것이다. 복수의 벤딩이 연속되는 시스템(예: 벤딩 후 짧은 직선 구간이 이어지는 경우)에서는 맨드릴이 전체 벤딩 변형 영역에서 튜브 내부 힘을 견딜 수 있을 만큼 충분한 강도를 가져야 한다. 이러한 긴밀한 벤딩 반경에는 곡선을 따라 움직이며 재료가 내측으로 처지지 않도록 하기 위해 다중 관절식 유연한 볼 맨드릴이 필요하다. 그러나 볼 세그먼트의 절대 개수와 지름 여유, 그리고 맨드릴 끝부분과 벤딩 접선의 상대적 위치는 각 벤딩 위치마다 개별적으로 조정되어야 한다. 문제 #1은 주름 발생의 원인이 맨드릴을 과도하게 후퇴시켜 압축을 받는 부분이 지지되지 않게 만들기 때문이다. 바오루이(Baorui)에서는 매 배기 파이프에 각 벤딩 각도를 표시한 후, CNC 제어 장치를 통해 각 벤딩마다 맨드릴 스토로크를 개별적으로 조정한다. 또한, 모든 파이프 지름 및 배기 파이프 벽 두께에 대해 별도의 맨드릴 세트를 보유하고 있는데, 보편적인 맨드릴을 사용하는 것은 내부 주름(리플)이 생기는 확실한 길이다.
정밀하게 공급 속도와 정체 시간을 제어하세요
주름 발생은 속도와 관련된 현상입니다. 벤딩 암이 지나치게 빠르게 회전하면 재료가 소성 흐름을 일으키지 못해 내측 반경에서 재료가 쌓이는 현상이 발생합니다. 반대로, 속도가 지나치게 느리면 재료의 변형률 경화가 불균일하게 일어날 수 있습니다. 다중 벤딩 시스템의 경우, 이전 벤딩으로 인한 가공 경화 효과를 고려하여 각 벤딩에 대해 최적의 공급 속도를 산정해야 합니다. 운영자는 고급 CNC 유압 파이프 벤더를 통해 감속 프로파일 등 변수 설정이 가능한 프로파일을 적용할 수 있으며, 예를 들어 벤딩 최종 각도에 도달하기 직전의 마지막 구간에서 속도를 점진적으로 낮출 수 있습니다. 또한, 스토크 종료 시점에서 제어된 대기 시간을 부여함으로써 재료가 탄성 기억을 해소할 수 있는 시간을 확보하여 스토크 종료 시 주름 발생을 유발할 수 있는 스프링백을 최소화할 수 있습니다. 당사 생산 현장에서는 토크를 실시간으로 모니터링함으로써 압축 불안정성이 시작되기 전에 이를 조기에 탐지할 수 있으며, 기계는 자동으로 적절한 클램프 압력을 선택하고 공급 속도를 낮추어 공정 안정성을 확보합니다. 이러한 동적 조정 덕분에 당사의 모든 다중 벤딩 배기 파이프 제품에서 주름 결함이 사실상 완전히 제거되었습니다.
적절한 윤활제를 선택하고 다이 간극을 닦으십시오
마찰력의 축적은 주름 발생의 숨겨진 원인입니다. 관의 외측 곡면(외측)을 따라 높은 마찰력이 작용하면 재료의 불균일한 배치가 유발되어, 압력 다이를 따라 관의 내측 곡면(내측)에서 재료가 자연스럽게 흐르는 것을 방해할 수 있습니다. 이러한 차이 나는 힘을 최소화하기 위해 관 표면에 고성능 벤딩 윤활제를 도포하고, 맨드릴에도 윤활제를 적용할 수 있습니다. 그러나 더 중요한 것은 와이퍼 다이와 관 사이의 간극 설정입니다. 와이퍼 다이는 벤드 다이를 따라 움직이며, 성형 중인 재료의 내측 곡률을 '닦아내는' 역할을 합니다. 와이퍼 다이 간격이 너무 좁으면 관을 '긁어' 버리고, 너무 넓으면 '주름이 관에서 빠져나가게' 됩니다. 여러 개의 굽힘 공정이 있는 시스템의 경우, 와이퍼 다이 접촉면을 관의 외경에 맞추어 맞춤형으로 경사각을 조정하는 것을 권장합니다. 바오루이에서는 모든 설치 시 와이퍼 다이에 대해 필러 게이지 검사를 실시하며, 이 간격은 재료의 경도에 따라 0.05~0.10mm로 설정합니다. 또한 굽힘 구간 사이에 정량 분사 시스템을 통해 굽힘 지점에 윤활제를 자동으로 추가하는데, 이는 간헐적인 주름 발생의 가장 간과되기 쉬운 원인 중 하나이기 때문입니다.
시퀀스 벤딩은 전략적으로 수행되며, 가공 경화를 고려한다
마지막으로, 여러 번의 벤딩을 수행하는 방식이 주름 형성에 미치는 심오한 영향을 고려해야 합니다. 일반적으로 배기 파이프에서 3~4개의 벤딩이 필요한 경우, 엔지니어가 따라야 할 일반적인 원칙은 가장 중요하거나 가장 어려운 벤딩을 먼저 수행하는 것입니다. 이때 재료는 아직 완전히 퇴화되어 연성 상태이므로 가공하기에 최적입니다. 즉, 가장 먼저 수행되는 마지막 벤딩은 가장 긴장된 벤딩이며, 제조 공정 중 이전 벤딩으로 인해 재료가 이미 늘어난 상태이기 때문에 압축 구역에서 후속 벤딩에 적합하지 않을 수 있습니다. 또한 벤딩 간 거리도 고려해야 합니다. 두 벤딩이 너무 가까이 위치하면 ‘가공 경화 구역’이 다른 벤딩의 ‘변형 구역’과 겹쳐져 벤딩 강도가 저하되고 주름 발생 가능성이 높아집니다. 벤딩 순서 및 중간 직선 길이를 최적화하기 위해 바오루이(Baorui)의 엔지니어링 그룹에서는 설계 단계에서 유한 요소 해석(FEA) 시뮬레이션을 적용합니다. 단일 튜브 상에서 총 호형 벤딩 각도가 180도를 초과할 경우, 냉간 가공량이 180도를 넘어서 주름 발생 위험이 높아지므로 중간 응력 해방 퇴화 공정도 추가로 포함됩니다. 앞서 설명한 세 가지 제어 조치와 함께 벤딩 내부 반경 제어를 시행함으로써, 본체 전체의 모든 벤딩이 매끄럽고 끊김 없는 곡선 형태로 완성되도록 보장합니다.
다중 벤딩 배기 시스템에서 주름을 방지하는 핵심은 단 하나의 만능 해결책이 아니라, 맨드릴 지지, 벤딩 속도 제어, 윤활, 공구 간극, 벤딩 순서 등 다섯 가지 요소를 조화롭게 통합한 체계적인 공정입니다. 이 다섯 가지 기술은 서로 밀접하게 연관되어 있으며, 바오루이는 지난 20년간 이를 완벽히 정립해 왔고, 유량 및 내구성 기능을 동시에 충족하는 부품을 꾸준히 생산해 왔습니다. 벤딩 위치에서 주름을 제거하는 것은 현장에서 발생할 수 있는 문제를 사전에 차단하는 것이며, 바로 이것이 우수한 제조 기술을 검증하는 최고의 기준입니다!