선재의 초음파 보조 인발 박피(UADP)

선재의 인발 박피는 소재의 외주부에서 재료를 깎아 내어 표면 품질을 크게 개선합니다. 이는 회전 박피, 샌드블라스팅 또는 연삭을 대체하는 방법으로 널리 알려져 있습니다. 초음파 보조 인발 박피는 박피 공구의 고주파 진동을 이용합니다. 박피 공구의 고속 종방향 운동은 인발력을 줄이고 소재의 표면 품질을 개선합니다.

인발 박피란 무엇인가요?

표면 거칠기가 매우 낮은 우수한 표면 품질을 얻는 것이 인발 박피 공정의 주요 목표입니다. 인발 박피 후 선재는 소재 조직이 더 균일해지고 소재 순도가 더 높아집니다. 인발 박피는 강철이나 철 소재와 같은 철계 금속에서 산화, 채터 자국, 압연 흠집, 스케일 자국, 이중 표피, 겹침, 개재물 및 표면 탈탄층과 같은 표면 결함을 제거합니다. 인발 박피의 대표적인 용도는 철계 선재에서 스케일과 표면 녹을 제거하는 것입니다. 구리와 같은 비철금속은 압연 또는 인발 후 경화된 표면층을 제거하기 위해 인발 박피가 필요할 수 있습니다. 인발 박피 공정은 한 단계에서 선재 표면의 재료를 0.01mm에서 0.25mm까지 제거할 수 있습니다. 인발 박피는 셰이빙, 스캘핑 또는 백 다이 셰이빙이라고도 합니다.

인발 박피와 회전 박피의 비교

직경이 25mm 미만인 선재, 형재 또는 관의 경우, 인발 박피는 회전 박피에 비해 큰 이점이 있습니다. 선재의 회전 박피는 생산 속도를 제한하며, 가는 선재에서는 물결 또는 나선 구조의 표면을 형성할 수 있습니다. 인발 박피 절삭 공구는 이송 방향과 평행하게 재료를 깎아 냅니다. 이를 통해 선재의 길이 방향으로 우수한 표면 형상을 얻고 인발 박피 공구의 내구성을 높일 수 있습니다. 일반적으로 인발 박피 공구의 비용은 회전 박피 시스템보다 낮습니다.

초음파 보조 인발 박피(UADP)의 이점은 무엇인가요?

선재의 인발 박피에는 마찰을 극복하고 소재를 절삭하기 위한 동력이 필요합니다. 기존 인발 박피 장치에서는 이 동력이 오직 회전하는 캡스턴에서만 공급됩니다. 선재에 작용하는 인장력은 라인 속도가 빨라지고 선재 직경과 박피층 두께가 커질수록 증가합니다. 직경이 작을수록 단면적에 대한 둘레의 비율이 커지므로, 특히 가는 선재에서는 인장 강도와 항복 강도가 중요한 요인입니다. 이로 인해 인발 박피의 라인 속도가 제한되거나, 파단 위험이 높아 기존 방식의 인발 박피가 불가능해집니다.
초음파 보조 인발 박피는 날카로운 절삭날을 가진 공구의 고주파 종방향 진동을 이용합니다. 일반적인 진동 주파수는 20kHz이며, 박피날의 변위는 최대 100마이크로미터(pk-pk)에 이를 수 있습니다. 선재 속도에 대한 박피 공구 진동 속도의 비율이 높을수록 선재에 작용하는 인장력을 더 낮출 수 있습니다. 따라서 초음파 구동 인발 박피는 주어진 인장 강도 한계에서 더 빠른 인발 박피 라인 속도 또는 한 번의 박피 단계에서 더 많은 재료 제거를 가능하게 합니다. 인장력이 감소하므로 초음파 구동 인발 박피는 직경이 작은 소재와 관과 같은 중공 소재에 가장 유리합니다.
캡스턴 구동을 시작하고 정지할 때 선재에는 채터 자국과 파단이 발생하기 쉽습니다. 이는 연하거나 탄성이 매우 높은 소재와 단면적이 작은 소재에서 더 큰 문제가 됩니다. 초음파로 진동하는 박피 공구는 초당 20,000회 앞뒤로 움직입니다. 셰이빙 다이의 이러한 연속 운동은 인장 응력을 줄이고 선재 표면을 따라 채터 자국과 물결무늬가 발생하는 것을 방지합니다.

초음파 진동이 절삭 공구의 날을 소재 안으로 더 많이 밀어 넣을수록 선재의 장력을 더 낮출 수 있습니다. 이를 통해 소재와 치수에 따라 장력을 최대 50%까지 크게 줄일 수 있습니다. 일반적으로 장력이 감소하면 라인 속도를 높일 수 있는 여지가 생깁니다. 다만 선재 속도는 공구의 진동 속도보다 최소 20% 낮아야 합니다.