압력 제어 블랭크 홀더는 재료의 흐름을 조절하기 때문에 열간 프레스 성형 시 필수적입니다. 복합 시트의 가장자리에 특정 사전 장력(pre-tightening force)을 가함으로써 펀치가 하강할 때 재료가 금형 안으로 들어가는 속도를 제어합니다. 이 메커니즘은 딥 드로잉 또는 복잡한 성형 작업 중 구조적 결함을 방지하는 주요 방어선입니다.
블랭크 홀더는 제조 과정에서 중요한 하드웨어 안전 장치 역할을 합니다. 재료의 흐름 속도를 정밀하게 제어함으로써 주름을 방지하는 데 필요한 장력과 섬유 파손을 피하는 데 필요한 자유도 사이의 균형을 맞춥니다.
재료 제어의 역학
흐름 속도 조절
펀치가 금형 안으로 들어갈 때 재료를 안쪽으로 끌어당깁니다. 조절이 없으면 이 재료는 예측할 수 없이 흐르게 됩니다. 블랭크 홀더는 브레이크 역할을 하여 재료가 제어되고 일관된 속도로 흐르도록 보장합니다.
사전 장력 가하기
성형 공정이 시작되기 전에 블랭크 홀더는 복합 시트의 가장자리를 고정합니다. 이것은 특정 "사전 장력"을 가합니다. 이 초기 장력은 재료가 금형의 모양을 받아들이도록 준비하는 데 필수적입니다.
결함 방지 및 품질 보증
주름 방지
재료가 금형 공동 안으로 너무 자유롭게 흘러 들어가면 구겨지는 경향이 있습니다. 이는 최종 부품에 주름이 생기는 결과를 초래합니다. 블랭크 홀더는 시트를 팽팽하고 매끄럽게 유지하기 위해 이 움직임을 적절히 제한합니다.
섬유 파손 방지
반대로, 재료가 너무 단단히 고정되면 펀치와 함께 움직일 수 없습니다. 이것은 섬유가 한계를 넘어 늘어나게 합니다. 정밀한 힘 제어는 재료가 부러지거나 섬유가 끊어지지 않고 모양을 형성할 만큼 충분히 변형되도록 보장합니다.
표면 거칠기 제거
고품질 복합 부품은 깨끗한 마감이 필요합니다. 제어되지 않은 재료 움직임은 종종 표면 거칠기를 유발합니다. 시트를 안정화함으로써 블랭크 홀더는 최종 표면이 균일하고 결함이 없도록 보장합니다.
절충점 이해
과도한 힘의 위험
재료를 고정하는 것이 중요하지만, 너무 많은 압력을 가하면 시트가 효과적으로 잠기게 됩니다. 블랭크 홀더가 너무 세게 고정하면 펀치가 재료를 성형하는 대신 찢어버릴 것입니다. 이는 섬유 파손을 통해 즉각적인 부품 고장으로 이어집니다.
불충분한 힘의 위험
압력이 너무 낮으면 블랭크 홀더가 필요한 마찰을 생성하지 못합니다. 재료가 너무 쉽게 금형 안으로 미끄러집니다. 이 장력 부족은 재료가 뭉치게 하여 심각한 주름과 구조적 불안정성을 초래합니다.
목표에 맞는 올바른 선택
복합 구조 부품에서 고품질 결과를 얻으려면 특정 형상 요구 사항에 맞게 블랭크 홀더 힘을 조정해야 합니다.
- 복잡한 성형이 주요 초점이라면: 복잡한 모양에 재료가 찢어지지 않고 적응할 수 있도록 균형 잡힌 흐름 속도를 우선시해야 합니다.
- 표면 품질이 주요 초점이라면: 장력을 유지하고 거칠기나 주름을 방지하기 위해 충분한 사전 장력을 보장해야 합니다.
블랭크 홀더는 단순한 클램프가 아니라 딥 드로잉된 복합 부품의 구조적 무결성을 보장하는 결정적인 변수입니다.
요약 표:
| 특징 | 올바른 힘의 효과 | 과도한 힘의 위험 | 불충분한 힘의 위험 |
|---|---|---|---|
| 재료 흐름 | 제어됨 & 균일함 | 재료 잠김 / 움직임 없음 | 예측 불가능 / 빠른 흐름 |
| 표면 품질 | 매끄럽고 팽팽함 | 잠재적 찢어짐 | 주름 및 뭉침 |
| 구조적 무결성 | 높음 / 결함 없음 | 섬유 파손 / 균열 | 구조적 불안정성 |
| 공정 역할 | 펀치 진입 조절 | 재료 고장 | 표면 거칠기 |
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참고문헌
- Shun‐Fa Hwang, Hsien‐Kuang Liu. Thermoforming Simulation of Woven Carbon Fiber Fabric/Polyurethane Composite Materials. DOI: 10.3390/app14010445
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