도면에 그린 판금 부품, 각 면의 길이를 더해 판을 자른 뒤 접으면 원하는 크기가 될까요?
금속판을 자르거나 구부려 필요한 형태로 만드는 작업을 '판금', 그중 판을 눌러 접는 작업을 '절곡' 이라고 합니다. 브라켓이나 장비 커버처럼 평평한 면이 여러 방향으로 이어지는 부품에 활용됩니다.
판을 접을 때는 접힌 부분에 곡면이 생기고, 누르는 힘을 빼면 각도가 조금 벌어지기도 합니다. 원하는 치수와 각도로 완성하려면 이러한 변화를 고려해야 합니다.
지금까지는 소재를 깎거나 잘라 형상을 만드는 가공을 주로 다뤘다면, 이번에는 판을 접어 형상을 만드는 절곡을 알아보겠습니다. 절곡 과정에서 치수와 각도가 달라지는 이유와 도면을 준비할 때 확인할 점을 함께 살펴보겠습니다.
판을 접으면 치수는 어떻게 달라질까요?
접히는 부분에 곡면이 생기기 때문에, 각 면의 길이를 단순히 더한 값과 전개 길이는 달라집니다.
금속판을 접으면 두 면 사이에 둥근 부분이 생깁니다. 이때 안쪽 곡면의 반경을 '굽힘 반경'이라고 하며, 반경이 클수록 완만하게 휘어집니다. [제작첫걸음:한걸음 더] #01에서 살펴본 내부 R이 깎아 만든 안쪽 모서리의 곡면이었다면, 여기서는 판을 구부린 부분의 곡면을 뜻합니다.
판이 구부러지는 구간에서는 바깥쪽이 늘어나고 안쪽은 줄어듭니다. 따라서 접힌 부품의 각 면 치수를 단순히 더한 값으로는 '전개 길이', 즉 접기 전 평평한 판의 길이를 정할 수 없습니다. 판 두께와 굽힘 반경, 접는 각도 등을 반영해 잘라낼 길이를 계산해야 합니다.
완성된 부품의 치수를 어디에서 재는지도 중요합니다. 안쪽에 다른 부품이 끼워진다면 내부 공간이 기준이 되고, 정해진 공간 안에 부품을 넣어야 한다면 바깥쪽 크기가 기준이 됩니다.
접는 선 가까이 있는 구멍이나 짧은 면은 왜 문제가 될까요?
구멍이 변형되거나, 판을 받칠 길이가 부족해 접기 어려울 수 있습니다.
접는 선 가까이에 구멍이나 홈이 있으면 판이 구부러지는 구간에 함께 걸릴 수 있습니다. 이때 둥근 구멍이 타원처럼 늘어나거나 홈 주변이 찌그러지기도 합니다. 볼트가 통과하는 구멍이라면 조립에도 영향을 줄 수 있습니다.
구멍을 접히는 부분에서 얼마나 떨어뜨려야 하는지는 판 두께와 굽힘 반경, 가공 조건에 따라 달라집니다. 위치를 옮기기 어려운 구멍은 도면 검토 단계에서 제작 가능한지 확인하는 것이 좋습니다.
접어 올릴 면의 길이도 살펴봐야 합니다. 일반적인 절곡은 판을 아래에서 양쪽으로 받치고, 그 사이를 위에서 눌러 접습니다. 면이 너무 짧으면 받침에 충분히 걸리지 않아 원하는 각도로 만들기 어렵습니다. 도면상으로는 작은 턱 하나여도, 실제 가공에는 판을 지지할 공간이 필요합니다.
접히는 부분의 끝이나 두 절곡부가 만나는 모서리에는 변형이 집중될 수 있습니다. 이곳에 작은 홈이나 틈을 내어 주변 판이 서로 당기거나 겹치는 것을 줄이기도 합니다. 이를 '릴리프'라고 하며, 찢어짐과 불필요한 변형을 줄이는 역할을 합니다. 다만, 절곡 후에도 홈이나 틈이 남으므로 밀폐가 필요하거나 외관이 중요한 부품은 릴리프의 위치와 크기를 함께 검토해야 합니다.
접은 각도는 왜 도면과 조금 다를 수 있을까요?
누르는 힘을 빼면 판이 원래 모양으로 돌아가려 하기 때문입니다.
금속판을 눌러 접은 뒤 힘을 빼면, 탄성에 의해 접힌 각도가 조금 벌어질 수 있습니다. 이를 '스프링백' 이라고 합니다. 누르고 있을 때 목표 각도에 도달했더라도, 힘을 뺀 뒤에는 그 각도가 그대로 유지되지 않을 수 있습니다.
스프링백의 정도는 소재와 판 두께, 굽힘 반경 등에 따라 달라집니다. 이를 보정하기 위해 목표 각도보다 조금 더 접기도 합니다. 예를 들어 90도로 완성하려는 부품은 누르는 동안 90도보다 약간 더 접어, 힘을 뺀 뒤 필요한 각도가 되도록 조정하는 방식입니다.
각도 차이는 접힌 면 끝부분의 위치에도 영향을 줍니다. 같은 각도 차이라도 면이 길수록 끝부분의 위치가 더 크게 달라집니다. 양쪽을 접어 만든 U자형 커버라면, 두 면이 조금만 벌어져도 입구 폭이 넓어져 상대 부품과 틈이 생길 수 있습니다.
따라서 절곡 부품은 접힌 각도와 함께, 조립할 때 맞닿는 위치와 간격까지 살펴봐야 합니다. 각각의 면이 원하는 방향으로 접혔는지뿐 아니라, 완성된 형상이 다른 부품과 잘 맞는지도 중요합니다.
판을 접는 절곡은 단순해 보이지만, 접힌 부분의 곡면과 주변 형상, 힘을 뺀 뒤 되돌아오는 각도까지 고려해야 하는 작업입니다. 작은 차이가 부품 사이의 틈이나 구멍 위치의 어긋남으로 이어질 수 있기 때문입니다. 도면 속 치수가 실제 조립에서도 잘 맞으려면, 판이 접히는 과정까지 살펴봐야 합니다.
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