TL;DR

전이 다이 자동화 시스템은 다단계 다이와 기계식 또는 서보 구동 이송 장치를 결합하여 금속 부품을 자동으로 이동 및 성형하는 효율적인 제조 공정입니다. 이 방법은 복잡하고 중소~대량 생산되는 부품 제작에 이상적이며, 진행형 다이 스탬핑보다 정교한 부품 설계 자유도를 더 높여줍니다. 주요 이점은 개별 부품을 처리할 수 있어 각 공정 위치에서 보다 복잡한 작업이 가능하다는 점입니다.

전이 다이 자동화 시스템이란?

트랜스퍼 다이 자동화 시스템은 다중 공정 스테이션을 중심으로 한 정교한 금속 성형 공정입니다. 단순한 스탬핑 방식과 달리, 트랜스퍼 다이 시스템은 성형, 천공, 트리밍, 드로잉 등의 여러 공정을 순차적으로 수행합니다. 이 시스템의 핵심 특징은 자동 이송 장치를 통해 작업물을 물리적으로 집어 올리고 다음 공정 스테이션으로 이동시키며, 후속 공정을 위해 정확한 위치에 배치한다는 점입니다. 이 공정은 단일 스테이션이나 프로그레시브 다이 구조로는 제작이 어려운 복잡하거나 대형 부품 생산에 적합하게 설계되었습니다.

핵심 원리는 각 작업물을 첫 번째 공정부터 독립적이고 개별적인 구성 요소로 취급하는 것입니다. 대부분의 경우 첫 번째 공정은 원자재 코일에서 블랭크를 절단하는 것입니다. 이 시점부터 부품은 재료 스트립과 분리됩니다. 이와 같은 분리는 부품이 최종 공정까지 스트립에 연결된 상태로 유지되는 연속 다이 프레스 가공에서는 불가능한 다양한 공정을 가능하게 합니다. 예를 들어, 부품을 회전시키거나 들어 올리거나 다양한 각도로 재배치할 수 있어 딥드로잉 형상, 불규칙한 기하학적 형태, 여러 면에 특징을 가진 부품 제작이 가능해집니다.

제조업체는 대량 생산과 복잡성, 비용 효율성 사이의 균형이 요구될 때 전사 다이 시스템을 선택합니다. 초기 금형 투자 비용은 크지만 자동화로 인해 노동력 비용이 크게 줄어들고 장기간 지속되는 생산 라인에서 처리량이 증가합니다. 이 기술은 자동차 산업에서 구조 부품, 하우징 및 차체 하부 부품 등의 제작에 특히 널리 사용됩니다. 제조 공정 내에서 이 기술의 위치를 더 잘 이해하려면 다른 일반적인 다이 프레스 가공 방식들과 비교해 보는 것이 유용합니다.

전송 시스템의 핵심 구성 요소 및 유형

완전한 전송 다이 자동화 시스템은 서로 협력하여 작동하는 여러 핵심 구성 요소가 통합된 것입니다. 주요 요소로는 가공력을 제공하는 스탬핑 프레스 자체, 각 성형 공정을 위한 공구를 포함하는 다단계 다이, 그리고 시스템의 자동화된 핵심 역할을 수행하는 전송 메커니즘이 있습니다. 전송 메커니즘은 이 기술을 진정으로 구분 짓는 요소로서, 시스템의 속도, 정밀도 및 유연성을 결정합니다.

전송 메커니즘은 순수하게 기계식 시스템에서부터 고도화된 서보 구동 로봇에 이르기까지 상당히 발전해 왔습니다. 이러한 발전은 전송 다이 스탬핑의 가능성을 확장시켜 더 높은 속도와 더욱 복잡한 부품 조작이 가능하게 하였습니다. 시스템 선택은 부품 크기, 생산 속도 및 프레스 구성 등과 같은 특정 응용 분야의 요구 사항에 따라 달라집니다. 예를 들어, Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. 주요 OEM의 엄격한 정밀도 및 효율성 요구를 충족시키기 위해 첨단 시스템을 활용하여 맞춤형 자동차 스탬핑 다이 분야에 특화되어 있습니다.

다양한 유형의 트랜스퍼 시스템은 고유한 장점을 제공하며 제조 환경에 따라 선택됩니다.

• 프레스 장착형 시스템: 이 시스템들은 스탬핑 프레스에 직접 통합됩니다. 메인 크랭크샤프트에 의해 구동되는 기계식 또는 모션 프로파일을 독립적으로 제어할 수 있는 서보 구동 방식일 수 있습니다. 서보 시스템은 최적화된 동작이 가능하여 정밀도를 향상시키는 뛰어난 유연성을 제공하지만, 전통적인 기계식 프레스는 대량 생산 시 더 높은 속도를 달성하는 경우가 많습니다.
• 윈도우 간 이동(Through-the-Window) 트랜스퍼 시스템: 이름에서 알 수 있듯이, 이러한 시스템은 프레스의 측면 개구부를 통과하는 트랜스퍼 레일을 특징으로 합니다. 이 설계는 종종 3축 서보 시스템으로, 다이 영역에 대한 정비 및 교체 작업 시 탁월한 가시성과 접근성을 제공합니다. 기존 프레스에 리트로핏팅이 가능한 다용도 솔루션입니다.
• 로봇 트랜스퍼 시스템(탄데미 라인): 단일 트랜스퍼 프레스와는 별개로, 이 자동화 방식은 여러 대의 프레스를 일렬로 배치하고 산업용 로봇을 사용하여 대형 부품을 이동시키는 방법입니다. 자동차 바디 패널과 같은 매우 큰 부품에 뛰어난 유연성을 제공하지만, 일반적으로 더 높은 초기 투자 비용과 더 넓은 설치 공간이 필요합니다.

최신 시스템은 주로 서보 전기식을 사용하며, 클램프, 리프트, 이송/피치의 세 축에 걸친 정밀하고 프로그래밍 가능한 제어를 제공합니다. 이를 통해 부드럽고 반복 가능한 위치 결정과 고속 운전이 가능하며, 카운터밸런스 리프트 축과 무급유 리니어 베어링과 같은 기능을 통해 장기적인 신뢰성과 성능을 보장합니다.

이송 다이 프레스 공정 설명

이송 다이 프레스 공정은 정확하게 동기화된 작업 순서를 통해 평평한 금속 블랭크를 완성된 3차원 부품으로 변형시킵니다. 프레스의 각 사이클마다 여러 부품이 동시에 진행되며, 각 부품은 형성 과정의 서로 다른 단계를 거칩니다. 이 공정은 원자재에서 완제품에 이르는 자동화된 효율성의 모범적인 사례입니다.

정확한 공정은 부품 설계에 따라 달라질 수 있으나, 기본적인 작업 흐름은 일관된 다단계 순서를 따릅니다.

1. 재료 공급 및 블랭킹: 원자재 코일이 다이의 첫 번째 공정 위치에 공급됩니다. 여기서 프레스는 블랭킹 작업을 수행하여 부품의 초기 평면 형태를 절단하고 재료 스트립에서 완전히 분리합니다. 이렇게 분리된 블랭크는 이제 다음 공정으로 이송될 준비가 된 상태입니다.
2. 부품 집취 및 이송: 프레스 램이 상승할 때 이송 장치가 작동합니다. 이송 바에 장착된 기계식 또는 공압식 '핀거'들이 블랭크를 단단히 잡습니다. 이후 바들은 부품을 수직으로 들어올린 후 수평 방향으로 다음 공정 위치까지 옮기고, 다음 다이 캐비티 안으로 부품을 내려놓습니다.
3. 성형 및 천공 작업: 부품이 두 번째 공정 위치에 정확히 위치하면 프레스 램이 하강하며 다음 공정을 수행합니다. 이 작업은 도핑(drawing)을 통한 깊이 형성, 구멍을 만드는 천공(piercing), 또는 가장자리를 다듬는 트리밍(trimming)일 수 있습니다. 이러한 단계는 여러 개의 공정 위치에서 반복되며, 각 공정에서 부품의 세부 형상과 정교함이 점차 추가됩니다.
4. 복합 작업 및 재위치 설정: 중간 공정에서 이송 시스템은 부품을 회전시키거나 재정렬하여 다양한 면에서 가공 작업을 수행할 수 있도록 합니다. 이러한 기능은 별도의 후속 공정 없이는 제작이 어려운 복잡한 형상을 만들 때 필수적입니다. 작업에는 다이싱(coining), 컬링(curling), 비딩(beading), 또는 다이 내 태핑(in-die tapping) 등이 포함될 수 있습니다.
5. 최종 성형 및 탈형: 마지막 공정에서는 부품이 최종 사양을 충족하기 위해 마지막 성형, 트리밍 또는 플랜지 가공을 거칩니다. 부품 제작이 완료되면 이송 시스템이 이를 배출 스테이션으로 옮기고, 프레스에서 컨베이어 벨트나 수집함으로 배출됩니다.

전체 공정은 완벽하게 동기화되어 있습니다. 이송 시스템의 움직임은 프레스의 스트로크와 정확히 맞춰져 있어 다이가 닫히기 전에 부품이 안전하게 제거되고 각 성형 단계에서 정확한 위치에 도달할 수 있도록 합니다. 이러한 고도의 자동화는 일관성과 품질, 대량 생산성을 보장합니다.

주요 적용 분야 및 산업적 장점

트랜스퍼 다이 자동화는 다양한 기능성과 효율성을 결합한 독특한 방식을 제공하여, 여러 주요 산업 분야에서 복잡한 금속 부품을 제조하는 데 선호되는 방법이 되고 있습니다. 대량 생산 환경에서 형상이 정교하고 크기가 크며 깊게 드로잉된 부품을 제작할 수 있는 능력은 외형과 기능성이 모두 중요한 분야에서 명확한 경쟁 우위를 제공합니다. 이 기술은 특히 고정밀도와 반복 정밀도가 요구되는 산업 분야에서 매우 중요합니다.

트랜스퍼 다이 스탬핑 공법에 주로 의존하는 산업은 자동차, 가전제품, HVAC(난방 및 냉방 공조), 플럼브링 하드웨어입니다. 자동차 산업에서는 구조용 프레임 부품과 엔진 크래들뿐 아니라 연료 탱크 및 오일 팬까지 폭넓게 제조하는 데 사용됩니다. 가전제품의 경우 정교한 하우징, 깊게 드로잉된 세탁기 드럼, 압축기 케이스 등을 생산합니다. 공통점은 기하학적으로 복잡하면서도 강도가 높고 경량화되며, 수백만 단위로 비용 효율적으로 생산해야 하는 부품에 대한 수요입니다.

이 기술의 도입을 촉진하는 주요 장점은 다음과 같습니다:

• 디자인 자유도: 부품이 캐리어 스트립에서 분리되기 때문에 설계자들은 더 큰 유연성을 가질 수 있습니다. 딥 드로우, 사이드 펀칭, 다중 축상의 특징 등이 하나의 공정 내에서 모두 가능하며, 이는 제조업체인 Layana .
• 대량 생산 시 비용 효율성: 금형 비용은 높지만, 대량 생산 시 부품당 비용이 낮아 투자 대비 높은 수익을 제공합니다. 자동화로 인해 인건비가 줄어들고, 높은 소재 활용률이 폐기물을 최소화합니다.
• 대형 부품에 적합: 프로그레시브 다이 스탬핑에 비해 트랜스퍼 시스템은 훨씬 더 크고 두꺼운 소재를 처리할 수 있으므로 견고한 구조 부품에 이상적입니다.
• 공정 통합: 전통적이지 않은 성형 공정이나 다이 내 조립, 탭핑(tapping)까지 포함한 여러 공정을 하나의 프레스에 통합함으로써 2차 가공이 필요 없어집니다.

이 기술이 적합한지 여부를 판단하기 위해 제조업체는 다음 요소들을 고려해야 합니다:

트랜스퍼 다이 프레스 성형이 귀하의 프로젝트에 적합한가요?

• 부품 복잡성: 부품이 딥드로잉 가공 특성을 가지거나, 길이 대 지름 비율이 높거나, 여러 측면에서 가공이 필요한가요?
• 생산 규모: 생산 수요가 중간에서 고용량 수준(수만 개에서 수백만 개 부품)인가요?
• 부품 크기: 부품이 프로그레시브 다이 캐리어 스트립으로 실질적으로 관리하기에는 너무 크거나 볼록한가요?
• 재료의 종류 및 두께: 해당 응용 분야에서 두꺼운 게이지 재료를 사용하여 견고한 공구와 취급이 필요한가요?

위 질문들 중 몇 가지에 '예'라고 답할 경우, 트랜스퍼 다이 자동화가 가장 효율적이고 경제적인 생산 솔루션일 가능성이 높습니다.

자주 묻는 질문

1. 트랜스퍼 다이란 무엇인가요?

트랜스퍼 다이(transfer die)는 여러 공정을 수행할 수 있는 다중 스테이션을 갖춘 프레스에서 사용되는 종류의 성형 공구입니다. 이 공구의 특징은 코일 소재로부터 분리된 부품을 다룬다는 점이며, 기계식 또는 로봇식 트랜스퍼 시스템이 개별 부품을 한 스테이션에서 다음 스테이션으로 이동시켜 프로그레시브 다이로는 제작할 수 없는 대형 또는 복잡한 부품을 생산할 수 있게 합니다.

2. 자동화 시스템에서 사용되는 다양한 종류의 트랜스퍼 장치는 무엇입니까?

가장 일반적인 이송 시스템 유형은 2축 및 3축(또는 삼중축) 시스템입니다. 2축 시스템은 일반적으로 부품을 전진시키고 클램프/언클램프를 수행합니다. 3축 시스템은 수직 리프트 동작을 추가하며, 이는 깊게 성형된 부품에 매우 중요합니다. 이러한 시스템은 프레스에 장착되거나 다이 자체에 통합될 수 있습니다. 현대의 시스템은 일반적으로 서보 구동 방식으로 완전히 프로그래밍 가능한 운동이 가능하지만, 오래된 프레스는 고정된 기계식 자동화를 사용할 수 있습니다. 일부 응용 분야, 특히 탠덤 라인에서는 산업용 로봇이 프레스 사이의 부품 이송에 사용되기도 합니다.

3. 탠덤 다이와 이송 다이의 차이점은 무엇입니까?

트랜스퍼 다이 시스템은 하나의 대형 프레스 내에서 통합된 트랜스퍼 장치를 사용하여 부품을 프레스 내의 각 다이 공정 사이를 이동시키며 여러 단계의 스탬핑 공정을 수행합니다. 탠덤 다이 라인은 여러 대의 개별 프레스를 순차적으로 배치하고, 산업용 로봇 등을 통해 부품을 한 프레스에서 다음 프레스로 이동시키는 방식입니다. 일반적으로 트랜스퍼 다이는 소형에서 중형 크기의 복잡한 부품에 사용되며, 탠덤 라인은 자동차 바디 패널과 같은 매우 큰 부품 제작에 주로 사용됩니다.