단조란?

단조란, 망치와 판금 등으로 금속 압축이나 타격을 가한 것으로, 단련 혹은 형태를 성형하는 가공 기술입니다. 금속 성형 기술은 단조외에도 주조 및 금속 스탬핑 등의 공법이 있지만, 단조는 특히 인성과 피로 강도가 뛰어난 제품을 얻을 수 있습니다. 따라서 단조 산업 기계 설비 및, 자동차의 심장 부분을 담당하는 중요한 부품의 제조에 적합한 기술입니다.

단조의 목적

단조를 실시하는 목적은 다음 4 가지입니다.

압착

소재 내부에 생긴 공극이나 기포 등의 결함 구조를 압축하여 압착하는 것이 단조의 목적 중 하나입니다. 타격과 압축 대상물의 금속의 밀도가 높아지기 때문에 강도의 향상에도 도움이됩니다.

편석의 시정

소재 중심 편석 (금속 성분이 불균형한것)을 파괴합니다.

강도 향상

요구 강도의 확보에 단조가 이용되고 있습니다. 인성 (인성)이 높아져, 밀도가 높아지므로 강해지기 때문입니다.

마무리

원하던 형태으로 변형을 일으켜, 마무리 가공을합니다. 원하는 모양으로 조절 할 수 있기 때문에, 절단 등의 후 공정을 생략,경감 할 수 있습니다.

단조의 종류

단조는 대상물의 온도와 압축 · 타격 방법에 따라 다양한 공법으로 나누어져 있습니다. 대표적인 구분와 공법을 소개합니다.

열간 단조 / 온간 단조 / 냉간 단조

단조 소재의 온도에 의해 명칭 구분을 합니다. 열간 소재는 1200 ℃ 정도로 가열 단조하는 것. 가열에 의해 소재가 유연해지기 때문에 저항이 적고 복잡한 형상으로의 가공도 용이합니다. 소재를 600 ℃에서 850 ℃ 정도로 가열하여 단조하는 경우에는 온간이라고합니다. 또한 전혀 가열하지 않고 상온에서 단조 공법을 냉간이라고합니다. 온도가 낮을수록 성형 정밀도가 높고, 후 공정에서의 마무리를 줄일 수 있습니다.

자유 단조 / 형 단조

공구를 이용하여 단조 공법을 자유 단조라고, 도공 등의 전통적인 단조 기법이 이에 해당됩니다. 망치와 다이를 사용하여 수동으로 자유롭게 성형하므로, 장인의 기술에 따라 생각했던대로의 형태로 가공 할 수있는 것이 특징입니다. 또한 단순히 프레스 위아래로 압력을 가하는 등 가공도, 형식을 사용하지 않기 때문에 자유 단조에 해당합니다. 반면 형 단조는 금형을 사용한 단조 공법입니다. 제품의 모양을 새긴 상하 2개의 프레스를 준비해 거기에 철을 넣고 압력을 가하는 방법으로 같은형의 부품을 대량 고속 생산하는것에 적합합니다.

회전 단조

회전 단조는 회전하는 공구를 이용하여 성형하는 방법입니다. 반지의 부품의 두께 조정등에 뛰어난 정확성을 발휘하는 "링 롤링", 회전하는 2 개의 링 사이에 부재를 끼워 가압하는 "크로스 롤링", 반원형 단면의 홈을 나사 모양 2 개의 롤에 소재를 압축하여 연속적으로 구체를 성형 가능한 "볼 전조"등이 있습니다. 회전단조는 작은 부품의 저비용 대량 생산에 적합합니다.

판 단조

판 단조는, 판을 잡아 요철 형상으로 성형하는 공법입니다. 요철이있는 상하 금형으로 압축하여 형식에 새겨진 양면에서 다른 모양을 소재로 찍는 가공법은 동전의 제조에 사용 된 것으로부터 "코이닝"이라고 하며, 반대로 앞면과 뒷면이 요철 관계가 될 판단조를 "엠보싱 가공"라고합니다.

단조의 장점과 단점

단조 가공의 장점은 크게 3 가지가 있습니다.

첫 번째는 제품의 인성과 강도를 향상 시키는 것입니다.

두 번째는 재료의 절약. 완성형에 가까운 형태까지 한 번에 접근 할 수 있기 때문에, 후공정에서 깎는거싱 불필요하며, 결과적으로 재료가 절약됩니다.

세 번째는 생산성의 향상입니다. 단조는 어찌보면 수고가 많이 드는 공법으로 보이지만, 금형을 이용한 단조라면 단시간에 대량 생산도 가능합니다. 반면 단조 가공의 단점은 공법에 따라 매우 공정에 시간이 걸릴수도 있는 점이나, 종사하는 사람에게 특수 기술이 요구되는 것입니다.

예를 들자면, 전통적인 칼 대장장이 등도 수동 단조 제품 하나를 제작하는 데 대단한 노력과 기술이 필요하므로 대량 생산에는 적합하지 않습니다.

소재, 재질에 따른 선택

작업을 쉽게하기 위해서 얇고 튼튼한 소재가 사용되는 경우가 많습니다.

천연고무 장갑

유연하고 저온의 환경에서도 잘 굳어지지 않는다는 특성이 있어요. 찢어짐에 대한 내성도 강하고, 천연 소재이므로 소각 시에 다이옥신을 발생시키지 않는다는 장점이 있지만, 반면 내유성 및 내용성은 뛰어나지 못하다는 약점이 있어요.

염화비닐 장갑

품질 변화에 강하고, 내유성, 내산성, 내 알칼리성 모두 높은 내성을 가지고 있는 만능 소재이지만 열 저항력이 약하기 때문에 고온 작업에는 적합하지 않답니다. 또한 지방성 식품이나 지방을 다루는 작업에 사용하는 재질로는 적합하지 않다는 인식이 높아져 이러한 분야에서는 수요가 감소하는 추세예요.

니트릴 고무장갑

우수한 내유성을 가지며 약품이나 마모에도 높은 내성을 가지고 있어요. 강도도 더할 나위 없이 좋지만 저온에서 딱딱해지기 쉽다는 단점이 있답니다. 그리고 신축성 면에서는 조금 약해서 섬세한 작업에는 적합하지 않아요.

폴리에틸렌 장갑

매우 부드럽고 유연하고 가격도 저렴한 소재입니다. 내용제성도 우수한데, 다만 강도가 약해요. 그리고 재질의 특성상 미끄러지기 쉽기 때문에 엠보싱 가공이 되어있는 것이 많이 출시되고 있어요.

네오프렌 고무장갑

천연고무보다 유연하고 부드러운 것이 특징입니다. 강도도 있고 고무 제품에 의해 발생하는 라텍스 알레르기의 걱정도 없어요.

폴리오레핀 장갑

천연고무의 탄력과 염화비닐이 가지는 내성, 거기에 폴리에틸렌의 저렴한 비용 등 각 소재의 장점을 모은 소재입니다.

기능에 따른 선택

일회용 장갑은 소재 등에 따라 특징적인 기능에도 조금씩 차이가 있어요.

저온 작업에 적합한 장갑

소재 중에는 온도가 내려가면 딱딱해지는 성질을 가지고 있는 것이 있어요. 따라서 저온 작업에 사용할 때는 천연고무나 폴리에스테르 소재의 장갑이 적합합니다.

정밀 작업에 적합한 장갑

부드럽고 대상물의 촉감이 직접 전해지는 얇은 소재를 추천합니다. 염화 비닐이나 폴리올레핀 고무는 내용제성이 높아서 약품을 사용한 작업에도 적합해요.

일반 작업에 적합한 장갑

강도가 높은 니트릴 고무나 신축성이 높고 찢어짐에 강한 천연 고무 소재가 적합해요. 저렴한 폴리에틸렌은 강도에 문제가 있기 때문에 작업 내용에 따라서는 사용이 조금 어려울 수 있어요.

요리에 적합한 장갑

식품 위생법 등으로 인해 저렴한 일회용 장갑을 식품용으로 사용하는 데 있어서는 제한이 있어요. 라텍스 알레르기 문제가 있기 때문에 천연고무의 사용도 제한적이어서 현재 식품 관계는 니트릴 고무가 주류입니다. 사용하기 전에 식품 위생법에 적합한지 여부를 확인할 필요가 있어요.

색상에 따른 선택

일회용 장갑은 아이템에 따라 다양한 색상이 구비되어 있는 경우가 있어요. 일반적으로 천연고무는 유백색, 폴리에틸렌 계는 반투명이 주류이지만, 핑크와 그린, 블루 등의 색상이 라인업 되어있기도 하답니다. 작업 환경에 따라 구분하여 사용해야 할 필요가 있을 때에 유용하겠죠?.

파우더 가공 유무에 따른 선택

파우더 가공에는 일반적으로는 베이비파우더 등과 같은 활석이라고 불리는 광석 가루가 사용되고 있지만, 의료용 장갑 등은 한때 옥수수 녹말을 원료로 하는 분말이 사용되고 있었는데 현재는 안전상의 위험이 있다는 이유로 의료용 장갑에는 옥수수 전분 가루의 사용이 금지되어 있습니다.

엠보싱 가공 유무에 따른 선택

일회용 장갑에 엠보싱 가공을 실시함으로써 물체를 쥐었을 때 미끄러지지 않게 하거나, 탈착 하기 쉽게 하는 효과가 있습니다. "엠보싱 없음" "내부 엠보싱" "외부 엠보싱" "손가락 끝 부분 엠보싱" "한쪽 엠보싱" 등등 가공하는 면에도 여러 가지가 있는데요. 전면에 가공이 실시된 것은 좌우 겸용으로 사용할 수 있지만, 한쪽만 가공된 것은 왼쪽 · 오른쪽을 구분하여 사용해야 해요.

엠보싱 가공이란?? 판금이나 종이에 문자 · 그림 등을 부조로 양각 (Emboss) 한 것으로, 일회용 장갑에 있어서는 표면에 실시되어 있는 요철 처리를 의미합니다.