현대 세계에서 가장 인기 있는 금속 중 하나는 알루미늄입니다. 알루미늄은 항공기 및 자동차의 차체, 창문 프레임, 주방 도구 등에서 볼 수 있으며 산업 및 가정 부문에서 다량의 알루미늄이 필요합니다. 무게가 가볍고, 부식되지 않으며, 좋은 전도성 전기 내열성 및 가단성이 뛰어나기 때문에 다양한 산업 분야에서 사용되고 있으며, 이러한 특성이 가장 큰 장점입니다.

하지만 알루미늄 작업, 특히 절단 작업과 관련된 특정 문제도 있습니다. 알루미늄은 대부분의 금속보다 연성이 강하고 부드럽기 때문에 올바른 절단 절차로 다루지 않으면 열이나 응력을 받으면 변형될 수 있습니다. 그렇기 때문에 표면의 정밀도, 안전성, 효율성 및 품질을 달성하기 위해서는 올바른 절단 방법을 선택하는 과정이 매우 중요합니다.

이 글에서는 일반적으로 구현되는 알루미늄 절단 절차에 대해 설명합니다. 이러한 공정에는 기계식, 열식, 연마식, 컴퓨터 제어식 공정이 있습니다. 각 공정이 어떻게 수행되는지, 언제 적용해야 하는지, 장단점은 무엇인지 살펴볼 것입니다.

알루미늄을 자른다는 것은 무엇을 의미하나요?

알루미늄 절단은 다양한 도구 또는 방법을 사용하여 알루미늄을 분리, 성형 또는 크기 조정하는 과정을 말합니다. 이는 용도에 적합한 크기, 모양 또는 디자인을 얻기 위해 시트, 막대, 플레이트 또는 압출의 형태로 알루미늄의 일부를 절단하는 프로세스입니다.

알루미늄 절단의 의미는 무엇인가요?

알루미늄이 사용됩니다:

• 건축(창문 및 문)
• 자동차(자동차 프레임, 부품)
• 항공우주(비행기 부품)
• 전자 제품(라디에이터, 케이스 등)
• 가구, 기구(가구, 기구)

언급된 공정에 사용하려면 알루미늄을 디자인의 요구 사항에 따라 정확하고 깔끔하게 절단해야 합니다.

 알루미늄 커팅의 형태는 다음과 같습니다:

• 가위/기계식 절단 톱
• 열 절단 - 레이저 또는 플라즈마 사용 가능
• 연마재 절단 - 워터젯 또는 그라인딩 휠. 연마 절단에는 워터젯 또는 그라인딩 휠이 사용됩니다.
• CNC 가공 - 밀링, 드릴링과 같은 컴퓨터 제어 장비

알루미늄 절단은 다음과 같은 주요 단계를 통해 이루어집니다:

• 알루미늄은 구부러지기 쉽고 과열될 수 있습니다.
• 특수 칼이나 쿨러가 필요할 수 있습니다.
• 절단 유형은 두께와 디자인 사양에 따라야 합니다.

간단히 말해:

알루미늄을 기계, 열 또는 물의 도움으로 절단하여 실제로 사용할 수 있는 조각으로 변환합니다. 마치 칼이나 레이저를 사용하여 종이를 자르는 것과 비슷하지만, 여기서는 금속을 자른다는 점만 다릅니다.

1. 기계적 형태의 절단

재료의 물리적 분리는 기계적 절단 수단을 통해 이루어집니다. 이는 오래되었지만 특히 직선 또는 단순 절단에 좋은 방법입니다. 일반적인 기계적 절단 기법은 다음과 같습니다:

A. 톱질

알루미늄을 절단하는 가장 간단하고 인기 있는 방법 중 하나는 톱질입니다. 가장 많이 사용되는 톱의 종류는 다음과 같습니다:

• 밴드 톱: 띠톱은 길고 연속적인 날을 가진 톱의 일종으로, 도르래를 따라 한 방향으로 움직이는 톱입니다. 특히 알루미늄, 파이프, 불규칙한 모양의 큰 철근을 절단할 때 유용합니다. 띠톱을 사용하면 부드럽게 절단할 수 있고 각도를 유연하게 조절할 수 있습니다.
• 원형 톱: 이 톱은 회전하는 원형 칼날이 있으며 일반적으로 알루미늄 판재, 프로파일 및 압출물의 직선면을 절단하는 데 사용됩니다. 원형 톱은 절단 속도가 빠르지만 열이 많이 발생하므로 칼날이 막히는 것을 방지하기 위해 냉각수나 윤활유가 필요합니다.
• 콜드 톱: 콜드 톱은 톱니날이 있고 차갑게 작동하지만 냉각수를 사용하며 느린 속도로 사용됩니다. 따라서 알루미늄과 같이 부드럽고 가공하기 쉬운 금속을 사용할 때 필수적인 열 축적을 방지할 수 있습니다. 그 결과 가장자리가 없고 버가 없는 마감과 왜곡이 줄어듭니다.

시어링

전단은 알루미늄 판재를 절단하기 위해 직선 날을 고정된 날 위에서 움직이는 절단 날의 작용을 이용하는 공정을 말합니다. 가위로 금속을 자르는 것과 같습니다.

• 길로틴 전단: 이것은 제작 공장에서 널리 사용되며 단 한 번의 스트로크로 시트를 깨끗하게 자릅니다. 잘 작동하고 깔끔하게 직선을 자르며 낭비도 많지 않습니다.
• 수동 및 유압 가위: 수동 가위는 가벼운 작업과 시트 작업에 사용됩니다. 유압식 모델은 무거운 알루미늄 판재나 산업용 크기의 알루미늄 판재에 사용할 수 있습니다.

기계식 커팅의 장점

• 비용 효율적
• 기본 장비
• 스트레이트 컷이 좋습니다.

단점

• 복잡하지 않은 수치는 적용되지 않습니다.
• 버와 러프가 발생할 수 있으며, 버와 러프가 발생할 수 있습니다.
• 대규모 프로덕션에서는 잘 작동하지 않을 수 있습니다.

2. 열 절단 프로세스

알루미늄을 녹이거나 증발시키는 절단 열 공정에는 열이 사용됩니다. 이는 제조 및 제작 공장에서 사용되는 빠르고 정확한 방법입니다.

A. 레이저 절단

레이저 커팅은 빔을 통해 빛을 집중시켜 알루미늄을 절단하는 방식으로 작동합니다. 빔 작업은 엄청난 정확도를 제공하기 위해 CNC 시스템으로 이루어집니다.

• 작동 메커니즘: 레이저가 발사되면 접촉 지점에서 알루미늄이 녹거나 기화되고, 질소나 산소 같은 송풍 가스를 사용하여 용융된 금속을 옆으로 밀어냅니다.
• 응용 분야: 얇은 알루미늄(일반적으로 최대 10mm)에 탁월하고 사용이 간편하여 정교한 디테일을 쉽게 구현할 수 있습니다.

장점

• 레이저보다 저렴합니다,
• 왜곡이 거의 없습니다.
• 컴퓨터로 제어되는 반복성

제한 사항:

• 알루미늄은 레이저 빔을 반사하기 때문에 특수 파이버 레이저가 필요합니다.
• 고가의 장비
• 더 큰 무게의 서명되지 않은 서류

B. 플라즈마를 이용한 절단

플라즈마 절단에서는 고온의 이온화된 가스를 분사하여 금속을 녹이고 분사하는 절단이 있습니다.

적합 대상: 두꺼운 알루미늄 플레이트(10mm 이상)

장점

• 두꺼운 재료에서는 항상 레이저보다 빠릅니다.
• 레이저와 같은 하드 카피는 유효하지 않습니다. 

단점

• 거친 크루즈 라인의 무기명
• 퍼지할 슬래그 또는 슬러그 증가
• 워터젯으로 제작

3. 연마 절단 시스템

이러한 공정은 날카로운 칼날이나 열을 사용하는 대신 마찰이나 침식을 통해 재료를 제거하는 데 사용됩니다.

A. 워터젯 커팅

워터젯 절단은 알루미늄을 뚫기 위해 가닛과 같은 연마재와 결합할 수 있는 고압의 물 분사를 사용하는 공정입니다.

주요 기능:

• 열 영역이 없으므로 왜곡 가능성 없음
• 몇 인치 두께의 두꺼운 재료를 절단할 수 있습니다.
• 항공기 및 의료용품

장점

• 아니, 건장한 아이스터, 아니, 레이저보다 빠른, 아니, 불의 검보다 빠른
• 재료 속성에 영향을 미치지 않습니다.
• 크로이텐테스 작곡

B. 비싼 작업

이 기술에서는 회전하는 연마 휠을 통해 알루미늄을 분쇄합니다.

애플리케이션: 알루미늄 커팅봉, 파이프 및 앵글 바

혜택:

• 빠르고 지루함 없는 효과
• 저렴한 러프 컷

단점:

• 열 및 스파크 발생
• 작업 후 가장자리 수정이 필요할 수 있습니다.

4. 알루미늄 CNC 가공

CNC(컴퓨터 수치 제어) 절단은 프로그래밍 가능한 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 절삭 공구를 제어하는 디지털 제어 공정의 한 형태입니다.

A. CNC 밀링

회전하는 공구가 알루미늄 소재의 표면 위를 이동하며 X, Y, Z 축을 따라 제거합니다. 응용 분야는 엔진 부품이나 전자 하우징과 같이 여러 부품 형태로 존재합니다.

B. CNC 켜기

알루미늄 샘플을 회전시키고 고정식 커터를 사용하여 성형합니다. 샤프트 및 부싱과 같은 원통형 부품에 구현됩니다.

C. CNC 드릴링

알루미늄에 매우 정밀하게 구멍을 뚫는 데 사용되었습니다. 각 구멍의 정확한 깊이, 위치, 직경은 CAD 파일에 의해 결정됩니다.

장점

• 초정밀
• 디자인을 정교하게 만드는 것이 실용적입니다.
• 난연성/눈가림용/귀마개를 사용하세요.
• 대량 생산에 대한 보완

단점

• 고비용 시설 구매
• 전문 운영자가 필요합니다.

5. 수동 절단 및 자동 절단

수동 자르기 방법과 자동 자르기 방법 중에서 결정해야 할 때 고려해야 할 몇 가지 사항이 있습니다:

• 수동 모드에서 자르기, 자동 자르기 기준
• 한편으로는 초기 비용이 저렴합니다. 반면에 초기 투자 비용이 높다는 것은 본질적으로 다음과 같습니다.
• 전문성, 일반 기술, 모든 종류의 기술 전문성
• 볼륨 소규모 생산 대량 생산

수작업 절단(예: 손톱이나 수동 가위 사용)은 취미 또는 소규모 제작에 적합할 수 있습니다. 반대로 산업 규모의 제조에는 CNC, 레이저 또는 플라즈마와 같은 자동화된 기계가 필요합니다.

6. 안전 고려 사항

알루미늄은 안전 조치에 따라 절단 시 위험한 물질이 될 수 있습니다:

• 날카로운 모서리: 일단 절단되면 모서리가 날카로워져 사용자를 다치게 할 수 있습니다. 항상 디버링하세요.
• 날아다니는 파편: 기계식 및 연마식 발사체를 만들 수 있습니다. 눈을 보호해야 합니다.
• 열과 스파크: 고온과 자외선을 발생시키는 열 공정이 있습니다. 배기 및 마스크.
• 먼지 및 매연: 연마제 및 플라즈마 절단 시 먼지나 유독 가스가 배출될 수 있습니다. 흡연자 및 마스크.
• 항상 적절한 환기를 준수하고 가드와 함께 장비를 사용해야 하며 정기적인 공구 점검 일정을 세워야 합니다.

7. 올바른 절단 방법

적합한 방법을 선택해야 하는 이유는 몇 가지 문제에 따라 달라집니다:

• 머티리얼의 히크니스: 알루미늄의 두께가 두꺼운 경우에는 워터젯이나 플라즈마를 사용하고, 판재가 얇은 경우에는 레이저나 쏘팅을 사용합니다.
• 기본 설정 마감: 레이저와 CNC는 최상의 마감을 만들어 내지만, 기계 및 플라즈마의 특성은 작업 후 마감이 필요할 수 있습니다.
• 생산 수준입니다: 생산 규모가 작고, 수작업 장비를 사용하여 개인 맞춤형 제품을 생산합니다. 로봇.
• 예산: 수동 및 기계식 도구의 가격은 저렴하지만 정확하지는 않습니다. 레이저와 CNC의 가격은 더 비싸지만 더 효과적입니다.

알루미늄 절단 재료

알루미늄이 주요 절단 대상 부품이지만, 이 공정은 절삭 공구, 절삭유, 연마재 및 기계 부품을 포함한 다양한 지원 재료에 따라 달라집니다. 부드러운 절단, 긴 라이너 공구 수명, 고품질 마감을 위해서는 이러한 재료를 선택하는 것이 매우 중요합니다.

1. 레이저 절단 도구 및 블레이드

기계식 절삭에는 다이아몬드 코팅 공구는 물론 카바이드 팁 블레이드와 고속강(HSS)이 선호됩니다. 초경은 매우 단단하고 고속 사용에 적합한 반면, HSS는 매우 기본적인 절삭이 필요할 때 유연하고 경제적으로 사용할 수 있습니다. 초경 엔드밀은 정밀하고 견고하기 때문에 CNC 밀링에 사용됩니다. 다이아몬드 코팅 공구는 모든 것이 매끄럽고 허용 오차가 매우 엄격해야 하는 초미세 작업에만 사용됩니다.

2. 냉각수 및 윤활유

알루미늄 소재는 과열되어 공구에 달라붙는 경향이 있는데, 이를 방지하기 위해 절삭유를 사용하여 절삭 공정 중에 열을 식히고 윤활합니다. 절삭유는 합성 절삭유, 용해성 오일, 미스트 스프레이 등으로 공구의 마찰과 막힘을 최소화하고 표면 조도를 높여줍니다. 고속 작업 시 열 변형을 방지하기 위해 미스트 또는 공기 기반 냉각제를 사용합니다.

3. 연마재

워터젯 절단 공정에서는 물 분사를 고압으로 분사한 다음 연마재(일반적으로 가넷)와 결합하여 두껍거나 겹겹이 쌓인 알루미늄을 절단하는 과정을 거칩니다. 가닛은 날카롭고 단단하며 환경에 유해하지 않기 때문에 사용되기도 합니다. 산화알루미늄 또는 실리콘 카바이드 휠은 연마 및 샌딩을 통해 깨끗한 가장자리를 만들거나 절단 후 정돈하는 데 사용할 수 있습니다.

4. 레이저 가스 절단 보조 장치

알루미늄 레이저 절단에는 질소 또는 산소와 같은 보조 가스를 사용합니다. 질소는 일반적으로 깨끗한 산화물 없는 가장자리를 얻기 위해 선택되며, 특히 용접이 가능하거나 코팅이 필요한 가공에서 사용됩니다. 산소는 더 빠르고 비용 효율적이지만 가장자리를 태울 수 있으므로 고정밀 커브에는 일반적으로 적용되지 않으며, 일반적으로 거친 커브에 적용됩니다.

5. 워크홀딩 및 고정 재료

절단 시 알루미늄을 접착하기 위해 나일론, 고무 또는 우레탄과 같은 소재를 사용하는 소프트 죠, 바이스, 진공 테이블을 사용합니다. 이를 통해 부드러운 알루미늄 표면에 흠집이나 찌그러짐이 생길 가능성을 제거하고 절단 과정을 안정화할 수 있습니다.

알루미늄 절단의 미래

알루미늄 절삭의 밝은 미래는 빠르게 진화하는 분야이기 때문에 논의할 수 있습니다. 자동화 진행 상황디지털 제조, 그리고 지속가능성. 업계가 속도와 정확성을 높이고 낭비를 최소화해야 한다는 압박을 받으면서 기존 절단은 스마트 적응형 기술을 통해 이를 보완하고 일부 분류에서는 이를 대체할 수 있도록 개선될 것입니다.

CNC 및 레이저 절단은 더 스마트해지기 위해 노력하고 있으며, AI와 연결되고 기계 학습에 학습되어 알루미늄의 등급과 두께를 변경하기 위해 절단 매개변수를 자동으로 변경하고 있습니다. 이 시스템은 정확도를 높이고 오류를 줄이며 재료 낭비를 줄입니다.

파이버 레이저는 효율성과 알루미늄과 같은 일부 반사성 금속에 비열 왜곡 절단을 생성할 수 있는 기능으로 인기를 얻고 있습니다. 한편 레이저, 워터젯, 기계식 가공을 결합한 하이브리드 시스템이 증가하고 있어 제조업체는 하나의 가공 경로 내에서 두 분야의 강점을 활용할 수 있습니다.

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결론 

알루미늄 절단은 제조, 건설, 자동차, 항공우주 및 기타 수많은 분야에서 가장 중요한 공정 중 하나입니다. 알루미늄은 가볍고 부드러우며 부식에 강하기 때문에 변형, 과열 또는 끔찍한 마감을 피할 수 있도록 적절한 절단 방법을 선택해야 합니다. 절단할 재료의 두께, 필요한 정확도, 속도, 예산에 따라 오래된 기계식 톱질, 전단 또는 현대의 첨단 레이저, 워터젯, 플라즈마 또는 CNC 절단 등 각각의 용도가 정해져 있습니다.

기계식 절단은 비용이 저렴하고 일반적으로 시트를 일직선으로 절단하거나 프로파일을 가로질러 절단할 때 수행됩니다. 레이저와 플라즈마는 더 빠르고 대량으로 작업하는 데 적합한 열 절단 방법입니다. 연마 방식은 재료의 특성을 변경하지 않고 냉간 절단하므로 민감하거나 두꺼운 재료에 사용할 수 있습니다. 한편, CNC 가공은 매우 높은 정확도를 제공하며 정교한 형태와 컴퓨터 제어 프로세스를 관리하는 데 적합합니다.

적절한 알루미늄 절단 기술을 선택하려면 정확도, 효율성, 비용, 재료 특성 등의 매개변수를 조정해야 합니다. 안전 절차, 적절한 툴링, 작업자의 지식은 수단에 관계없이 필수적입니다. 성능과 공차 근접성 측면에서 산업계의 요구가 지속적으로 증가함에 따라 알루미늄 절단 기술은 현재의 제조 환경에서 더 나은 품질, 지속 가능성 및 생산성을 제공하기 위해 끊임없이 진화하고 있습니다.

자주 묻는 질문

1. 알루미늄 판재는 어떻게 자르나요?

가장 깨끗하고 정확한 절단은 레이저 절단 또는 얇은 시트의 원형 톱질로 얻을 수 있습니다. 레이저는 매우 세밀한 작업에 가장 적합하고 톱은 빠르고 직선적인 절단에 가장 효과적입니다.

2. 일반 톱으로 알루미늄을 절단할 수 있나요?

예, 하지만 비철금속에 사용할 수 있는 카바이드 팁 칼날이 있습니다. 일반 나무 칼날은 걸리거나 불안정하게 절단될 수 있습니다.

3. 워터젯 커팅이 알루미늄에도 적용되나요?

예, 워터젯은 알루미늄에 훌륭하게 작동합니다. 금속을 가열하지 않고도 깨끗하고 정확하게 절단할 수 있으며 금속을 태우지 않으므로 뒤틀리지 않습니다.

4. 알루미늄의 레이저 절단과 플라즈마 절단 중 어느 것이 더 낫나요?

상황에 따라 다릅니다. 레이저 절단은 얇은 재료에 더 정확하고 가장자리가 매끈합니다. 플라즈마 절단은 두꺼운 알루미늄 판재를 사용할 때 더 비용 효율적이고 적절합니다.