TL;DR

블랭킹과 피어싱은 모두 펀치와 다이를 사용하여 판금을 절단하는 고속 전단 공정입니다. 핵심적인 차이점은 원하는 제품의 형태에 있습니다. 블랭킹 다이 작업에서는 펀칭되어 분리된 조각이 목표 부품인 '블랭크'가 됩니다. 반면, 관통 다이 작업에서는 제거된 재료가 스크랩(슬러그)이며, 구멍이 새로 뚫린 나머지 판금이 원하는 부품이 됩니다.

기본 전단 공정: 블랭킹과 피어싱의 작동 원리

기본적으로 블랭킹과 피어싱은 모두 금속 시트나 스트립에서 금속 조각을 분리하는 기계적 전단 공정입니다. 이 공정은 펀치(남성 부품)와 다이(여성 부품) 간의 상호작용에 의존합니다. 프레스가 작동하면 펀치를 재료를 통해 다이 구멍 안쪽으로 밀어넣으며, 이로 인해 금속을 절단하는 막대한 전단력이 발생합니다. 이러한 기본 동작은 두 공정 모두에서 동일하며, 세 가지 명확한 단계로 나뉩니다.

절단 사이클에 대한 상세한 분석에 따르면, 첫 번째 단계는 가소성 변형 압축 단계입니다. 펀치가 재료에 접촉하면서 금속의 탄성 한계를 초과하는 힘을 가하게 되면, 재료는 영구적으로 변형됩니다. 재료는 다이 구멍 안쪽으로 굽어지며 '다이 롤(die roll)'이라고 불리는 둥근 엣지를 형성합니다. 이러한 초기 압축은 모든 스탬프 부품의 특징적인 현상이며, 이 다이 롤의 품질과 크기는 일반적으로 공구의 상태와 공정 조건을 나타내는 지표가 됩니다.

두 번째 단계는 침투력 , 이는 진정한 전단 단계이다. 프레스가 스트로크를 계속함에 따라 펀치가 재료 내부로 더 깊이 밀려 들어간다. 펀치와 다이의 절단 에지가 금속을 전단하기 시작하여 슬러그와 모재 양쪽의 절단면에 매끄럽고 광택 있는 표면대를 형성한다. 이상적인 조건에서 이 전단 영역은 재료 두께의 약 1/3 정도를 차지하게 된다. 이 단계는 막대한 힘이 필요하며, 다이 부품의 정밀도가 가장 중요한 시점이다.

마지막으로, 이 과정은 골절 판금 가공에서 펀치의 지속적인 압력이 응력 집중을 유발하여 파단을 일으킨다. 이러한 균열은 재료의 펀치 측면과 다이 측면 양쪽에서 발생하여 서로 만나면서 분리가 완료된다. 이 파단은 절단면의 '파단면(break)' 부분을 형성하며, '버(burr)'라고 하는 작고 거친 가장자리를 남길 수 있다. 기본 물리 원리는 동일하지만, 블랭킹 다이와 피어싱 다이의 설계 목적에 따라 이 절단면 중 어느 쪽이 최종 제품이 되는지를 결정한다.

핵심 차이: 작업물 대 스크랩

블랭킹 다이와 피어싱 다이의 주요하고 가장 중요한 차이점은 그 목적, 즉 절단된 재료 중 어느 부분을 제품으로 간주하고 어느 부분을 스크랩으로 폐기하는지에 있다. 블랭킹은 부품의 외부 형상을 만들고, 피어싱은 내부 형상을 만든다. 이러한 설계 목적의 근본적인 차이는 공구 설계와 품질 관리의 초점에 직접적인 영향을 미친다.

에서 블랭킹 가공 공정에서, 원자재로부터 천공되어 나오는 조각이 원하는 작업물이다. 주변에 남는 재료는 스크랩 스트립 또는 스켈레톤으로 알려져 있으며 폐기된다. 이 전체 공정은 천공된 '블랭크'의 치수 정확성과 가장자리 품질을 보장하도록 설계되었다. 예를 들어 동전, 와셔 또는 평면 기어 블랭크 제조는 모두 분리된 작은 조각이 최종 제품이 되기 때문에 블랭킹 공정에 해당한다.

반대로, 퍼싱 작업물에 구멍이나 열린 부분을 만들기 위해 수행되는 공정이다. 이 경우 천공되어 나온 재료인 슬러그는 스크랩으로 간주된다. 이제 정확한 위치에 구멍이 뚫린 더 큰 시트 또는 부품이 원하는 제품이다. 컴퓨터 케이스에 나사 구멍을 만드는 것, 장치 외함에 환기 슬롯을 만드는 것, 브래킷에 위치 결정용 구멍을 만드는 것 등이 피어싱의 예이다. 여기서 중점은 구멍의 크기, 형태 및 위치의 정밀도에 있다.

이 구분은 공구 설계에 직접적인 영향을 미칩니다. 전단 다이(blanking die)의 경우, 다이의 개구부 치수가 블랭크의 최종 크기를 결정합니다. 천공 다이(piercing die)의 경우, 펀치의 치수가 구멍의 최종 크기를 결정합니다. 이처럼 미묘하지만 중요한 차이는 공구 제작자가 요구되는 부품 정확도를 달성하기 위해 펀치 또는 다이 중 어느 쪽에 가공 허용차를 적용해야 할지를 결정하는 데 도움을 줍니다. 잘려나간 조각이 필요하면 전단(blanking)을 사용하고, 더 큰 부품에 구멍을 만들 필요가 있으면 천공(piercing)을 사용합니다.

다이 설계 및 클리어런스: 기술적 세부 사항

핵심 목적을 넘어서 다이의 기술적 설계, 특히 절단 클리어런스(cutting clearance)는 고품질 작업을 구분하는 중요한 요소이다. 절단 클리어런스란 펀치의 절단 날과 다이의 대응하는 절단 날 사이에 존재하는 간격을 의미한다. 적절한 클리어런스는 완성된 부품의 품질과 도구 자체의 수명 모두에 필수적이다. 이 클리어런스의 선택은 재료의 종류, 두께 및 원하는 엣지 특성에 따라 달라진다.

부적절한 클리어런스는 예측 가능한 결함을 유발한다. 클리어런스가 과도할 경우, 전단이 발생하기 전에 재료가 다이 구멍 안쪽으로 끌려 들어가게 되어 다이 롤(die roll)이 크게 형성되고, 큰 버(burr)가 발생한다. 절단 면은 매우 작아지며, 부품의 가장자리 품질이 나빠진다. 클리어런스가 부족할 경우에는 재료와 금형 모두에 과도한 응력이 가해지게 되고, 이로 인해 2차 전단(파열면에 두 번째 광택 면이 생기는 현상)이 발생하며, 펀칭에 훨씬 더 큰 힘이 필요하고, 펀치 및 다이의 절단 에지가 빠르게 마모된다.

최적의 클리어런스는 가장자리 품질과 금형 수명 사이의 균형을 의미한다. 일반적으로 강재에 적용되는 기준은 종종 재료 두께 당 한쪽 면의 백분율로 표현된다.

• 정밀 프레스 가공: 버가 최소화된 고품질 전단면을 얻기 위해서는 일반적으로 클리어런스를 재료 두께의 약 5% 정도로 작게 설정한다.
• 일반적인 스탬핑 공정: 다이 수명을 연장하고 펀칭력을 줄이기 위해 클리어런스를 다소 크게 설정하며, 일반적으로 재료 두께의 8%~10% 정도이다.

공구 제조에서 이러한 정밀한 허용오차를 달성하려면 상당한 전문 기술이 필요합니다. BYD, Wu Ling Bingo, Leapmotor T03, ORA Lightning Cat 등의 맞춤형 공구 제조 분야의 선도 기업들은 수백만 개의 부품을 일관된 품질로 생산하기 위해 이러한 파라미터를 정밀하게 제어해야 하는 고정밀 자동차 스탬핑 다이 제작에 특화되어 있습니다. 또 다른 중요한 설계 요소는 각도 여유공간으로, 블랭크나 슬러그가 걸리지 않고 통과할 수 있도록 다이 개구부에 약간의 경사를 주는 것으로 절단 후 내부 압력을 완화시켜 줍니다. Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. , specialize in creating high-precision automotive stamping dies where controlling these parameters is essential for producing millions of components with consistent quality. Another key design feature is angular clearance, a slight taper in the die opening that allows the blank or slug to pass through without jamming, relieving internal pressure after the cut.

산업적 맥락: 블랭킹, 피어싱, 펀칭의 의미

산업 현장에서는 '피어싱(piercing)'과 '펀칭(punching)'이라는 용어를 종종 서로 바꿔 사용하여 혼동을 일으킬 수 있습니다. 블랭킹은 명확히 구분되는 공정인 반면, 펀칭은 기능적으로 피어싱과 겹치는 더 포괄적인 범주로 간주됩니다. 이러한 미묘한 차이를 이해하는 것은 제조 환경에서 명확한 소통을 위해 중요합니다.

펀칭 은 판금에 특징을 만들기 위해 펀치와 다이를 사용하는 공정의 일반적인 용어입니다. 그러나 가장 일반적인 기술적 사용에서 '펀칭(punching)'은 제거된 재료가 스크랩인 작업을 의미합니다. 이 정의에 따르면, 펀칭은 기능적으로 피어싱(piercing)과 동일합니다. 두 공정 모두 작업물에 구멍, 슬롯 또는 기타 내부 형상을 만들며, 생성된 슬러그는 폐기됩니다.

핵심은 항상 목적을 고려하는 것입니다. 관계를 명확히 이해하는 데 도움이 되는 간단한 비유가 있습니다. 바인더에 넣기 위해 표준 사무용 구멍 펀치를 사용해 종이에 구멍을 낼 경우, 여러분은 퍼싱 또는 펀칭 구멍을 뚫고 있는 것이며; 여기서 종이는 부품이고 작은 원형 조각들은 스크랩입니다. 만약 그 작은 원형 조각들을 컨페티로 사용하기 위해 수집한다면, 여러분은 블랭킹 컨페티를 생산하고 있는 것이며; 여기서 원형 조각들이 부품이고 종이 시트는 스크랩이 됩니다.

관계를 요약하면 다음과 같습니다:

• 블랭킹(blanking): 펀칭되어 나온 재료가 원하는 제품입니다.
• 피어싱: 펀칭 후 남아 있는 재료가 원하는 제품입니다.
• 펀칭: 일반적으로 펀칭과 동의어로 사용되는 용어로, 구멍을 만드는 것이 목적이며 제거된 재료는 스크랩으로 간주된다.

따라서 금속 스탬핑 공정에 대해 논의할 때 어느 부분의 재료가 최종 제품인지 명확히 하는 것이 중요하다. 이를 통해 다이(die)가 올바르게 설계되고 엔지니어부터 공구 제작자에 이르기까지 관련 모든 관계자가 공정의 목적을 정확히 이해할 수 있다.

자주 묻는 질문

1. 펀칭과 블랭킹의 차이점은 무엇인가?

근본적인 차이는 원하는 출력 결과물에 있다. 블랭킹의 경우 시트 메탈에서 잘려 나온 조각이 최종 제품이며, 부품의 외부 형상을 만드는 데 사용된다. 반면 펀칭의 경우 잘려 나온 재료는 스크랩이며, 남은 시트 메탈에 내부의 구멍이나 형상을 만드는 것이 목적이다.

2. 블랭킹 다이란 무엇인가?

블랭킹 다이(Blanking Die)는 펀치와 다이 세트로 구성된 전문 금속 가공 공구입니다. 프레스에서 시어링 작업을 수행하여 평면 소재의 원자재에서 특정 형상을 절단하는 데 사용됩니다. 이 공정의 특징은 최종 부품으로 사용될 특정 형상('블랭크')을 생성하기 위해 펀치와 다이가 함께 설계되었다는 점입니다.

3. 블랭킹 및 피어싱 작업 시 펀치와 다이의 클리어런스는 얼마인가요?

펀치와 다이의 클리어런스란 펀치와 다이의 절단 날 사이의 간격을 의미합니다. 최적의 클리어런스는 재료 두께와 요구되는 품질에 따라 달라집니다. 버(burr)를 최소화하는 정밀 작업의 경우, 일반적으로 양쪽 각각 재료 두께의 약 5% 정도의 클리어런스를 사용합니다. 공구 수명 연장을 우선시하는 일반적인 작업에서는 보통 8%~10%의 더 큰 클리어런스를 사용합니다.

4. 블랭킹과 펀칭의 차이점은 무엇인가요?

블랭킹은 잘라낸 재료로부터 사용 가능한 부품을 생산하는 반면, 펀칭은 일반적으로 천공(piercing)의 동의어로 사용된다. 펀칭 공정에서 목표는 작업물에 구멍을 만드는 것이며, 제거된 재료는 스크랩으로 간주된다. 핵심 차이점은 항상 펀칭되어 나온 조각과 남은 시트 중 어느 쪽이 의도된 제품인지 여부이다.