압출 공정, 압출 종류(전방압출, 후방압출, 정수압압출)

지난 시간에는 압연에 대해 알아보았습니다. 이번 시간에는 압출에 대해 알아보겠습니다.

압출 공정을 거친 캔

압출 공정이란?

압출은 원기둥 형태의 재료에 열과 압력을 가하여 특정 형태의(구멍이 난) 다이스를 통과시키는 공정입니다. 
가래떡처럼 길게 형상을 만들어낼 때 사용되며 주로 봉이나 관을 생산하고 봉재, 선재, 알루미늄 캔 등이 대표적인 제품입니다.

 

압출 공정의 순서

1. 재료 투입 
용융된 원재료를 압출기에 투입합니다.
이 단계에서는 재료의 온도와 압력을 조절하여 적절한 상태로 유지해야합니다.

2. 금형 닫기 
압출기의 금형을 닫아 제품 형상을 결정합니다.
금형은 제품의 최종 모양을 형성하는 역할을 합니다.

3. 압출
압출기에서 용융된 재료를 압출합니다.
압출된 재료는 금형을 따라 원하는 형태로 성형됩니다.

4. 냉각 
압출된 제품을 냉각하여 고체 상태로 변환합니다.
냉각 시간과 방법은 제품의 특성에 따라 다릅니다.

5.제품의 불필요한 부분 제거
금형을 열어 압출된 제품을 꺼냅니다.
불필요한 부분을 제거하여 최종 제품을 완성합니다.

6. 취출 
완성된 제품을 압출기에서 꺼내고, 다음 공정으로 이송합니다.

 

압출 공정의 종류

압출 공정은 다양한 형식으로 수행됩니다. 몇 가지 주요한 압출 형식은 다음과 같습니다:

1. 전방 압출 
다이를 고정시킨 상태에서 램의 방향과 제품이 압출되는 방향이 같도록 진행하는 압출 방식입니다.
마찰 동력이 크고, 재료 잔량이 많이 남습니다. 압출재는 외부의 마찰로 인해 내부로 효과적으로 압출되며 주로 금속 제품의 형상을 결정하는 데 사용됩니다. 정 압출, 직접 압출이라고도 불립니다. 

2. 후방 압출 
전방 압출과 반대로 램의 진행 방향과 제품의 압출 방향이 반대로 작용하는 형식입니다.
재료가 고정된 상태에서 다이와 램이 일체형으로 재료에 압력을 가합니다. 마찰 동력이 적으나 표면이 아름답지 않습니다. 역 압출, 간접압출이라고도 불립니다.

3. 정수압 압출
일정한 모양의 틀에 금속을 넣고 압력으로 밀어 뽑아내는 형식입니다.
밀폐된 컨테이너 안에서 이루어지기에 마찰을 최소화한 압출 방식입니다.

4. 충격 압출
후방압출의 하나로, 램에 의해 눌려진 재료는 펀치와 다이 틈새로 나와 얇은 봉 형태로 형성됩니다. 치약통 제작에 주로 쓰입니다.

 

재결정 온도에 따른 압출

1. 냉간 압출 
상온에 가까운 온도에서 압출하는 형식입니다. 주로 자동차 점화 플러그의 금속 부품 등에 사용됩니다.

2. 열간 압출 
재료를 압출 온도로 가열한 후에 압출하는 형식입니다. 주로 알루미늄 방열판과 같은 제품을 생산하는 데 사용됩니다.

 

 

압출 공정의 장단점

1. 장점
1) 복잡한 단면 생성이 가능합니다. 압출은 정확한 치수를 유지하면서 복잡한 단면의 제품을 만들 수 있습니다.
2) 재료의 절감이 가능하고 경제성이 뛰어납니다. 대량 생산에 적합하며, 가공 재료의 낭비를 최소화할 수 있습니다.
3) 제품 품질이 일관됩니다. 정수압압출법을 제외하면 높은 정밀도와 반복성을 제공하여 일관된 제품 품질을 유지할 수 있습니다.
4) 표면 마감이 우수합니다. 압출물은 표면 조도가 우수하여 후가공 가공을 최소화합니다.
5) 다양한 제품을 가공할 수 있고 유연하게 운영할 수 있습니다.


2. 단점
1) 초기 설정 비용이 높습니다. 압출 실린더와 설비의 제작 및 유지 보수 비용 등으로 인해 초기비용이 높을 수 있습니다.
2) 가공 시, 센터가 맞지 않으면 두께가 불균일할 수 있습니다.

 

이번 시간에는 압출에 대해 알아보았습니다. 압출의 정의, 순서, 종류 및 장단점을 살펴보았습니다. 특히, 압출 공정의 종류가 헷갈릴 수 있는데, 압출 방향을 잘 생각하여 원리를 이해하면 좋을 듯합니다.