[캐파-제조 길잡이] 판금 제작 비용 줄이는 5가지 꿀팁

어떤 가공방식을 선택하더라도 ‘비용’은 언제나 우리에게 고민거리죠. 제품을 대량 생산해야 하는 경우에는 특히 더 신경 쓰일 수밖에 없습니다. 비용은 결국 수익성과도 직결되는 문제니까요. 오늘은 판금 가공을 통해 제품을 만들 때 제작 비용을 줄이는 방법에 대해서 알아보려고 합니다. 판금 제작비 절감을 위한 꿀팁 5가지, 지금부터 알아볼까요?

Tip 1: 적절한 ‘재료’를 선택하라

재료는 제작 비용을 좌우하는 중요한 요소 중 하나입니다. 값비싼 재료를 사용하면 제작비가 상승하는 것은 당연지사입니다. 제품의 품질에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 저렴한 재료를 잘 선택해야 하는데, 재료의 특성을 정확히 알고 있는 것이 중요합니다. 판금 가공에는 다양한 금속과 합금이 재료로 사용됩니다. 판금 가공에서 주로 사용되는 재료의 특성을 알아두면 비용을 절감할 수 있습니다.  

 

알루미늄(Aluminum)

알루미늄은 상대적으로 적은 비용으로 판금 제품을 만들 수 있는 대표적인 재료입니다. 공급량도 풍부하고 가공하기도 쉬운 편이죠. 전기와 열 전도율이 좋은 편이고 내식성도 뛰어납니다. 재활용하기에도 좋고요. 장점이 많은 재료다 보니 다양한 판금 제조 공정에 활용되고 있습니다. 알루미늄 판금을 사용한 제품으로는 자동차 부품, 전기 장치, 조리 용기 등이 있습니다.

 

알루미늄 강(Aluminized steel)

알루미늄 강으로 만든 코일 (출처 : almarket.net)

알루미늄 강은 탄소강을 알루미늄-실리콘 합금으로 코팅하여 제조됩니다. 탄소강의 높은 강도와 알루미늄의 뛰어난 내식성을 모두 확보할 수 있죠. 조리기구 제품이나 주방기구 제품처럼 고온과 부식에 견뎌야 하는 제품에 주로 사용됩니다.

 

탄소강(Carbon steel)

탄소강(Carbon steel)은 탄소가 함유(최대 2.1%)된 강철 합금입니다. 탄소 함량이 증가함에 따라 열처리 작업을 거치면서 경도와 강도가 증가하고 연성이 감소합니다. 탄소강은 산업 및 소비재 시장에서 다양한 제품에 사용됩니다.

 

구리(Copper)

구리 (출처 : copper metalsupermarket.com)

구리는 알루미늄에 비해 전기 및 열전도율이 더 좋습니다. 하지만 알루미늄보다 가격이 비싸다는 점을 감안해야 합니다. 구리로 만드는 대표적인 판금 제품으로는 열제거원, 지붕, 빗물받이, 문 등이 있습니다. 

 

아연 도금 강(Galvanized steel)

아연 도금 강은 알루미늄 강과 마찬가지로 강철에 용융담금(hot diping)을 방식으로 아연을 코팅해 만들어집니다. 용융담금 작업을 거쳐 내식성을 높인 것이 특징입니다. 아연 도금 강은 자동차 차체, 수도관은 물론, 울타리, 지붕, 계단 등 다양한 건축 요소를 만드는 데 사용됩니다.

 

갈바륨(Galvalume)

갈바륨은 강판을 알루미늄과 아연, 실리콘 등으로 도금한 것을 말합니다. 이를 통해 아연 도금 강보다 내구성과 내식성 측면에서 뛰어난 특성을 지닙니다. 알루미늄 특성을 살리면서 아연 도금을 통해 철이 노출된 부위에 생기기 쉬운 붉은 녹을 방지해주는 효과를 가집니다. 지붕처럼 날씨의 영향을 받는 실외 건축 등의 용도로 많이 사용됩니다.

 

고강도 강(High strength steel)

고강도 강은 강철과 탄소, 망간, 구리와 같은 다양한 원소를 합금하여 경도를 개선하여 만들어집니다. 군용 갑옷처럼 높은 강도가 요구되는 제품에 사용됩니다.

 

열간 압연강철(Hot rolled steel)

열간 압연강은 냉간 압연강보다 제작비가 적게 듭니다. 자동차 차체 부품에 주로 사용됩니다.

 

스테인리스 강(Stainless steel)

스테인리스 강으로 만든 프라이팬 (출처 : stainless steel seriouseats.com)

스테인리스 강은 크롬 함량이 11% 이상이고 탄소가 1.2% 미만인 강철 합금을 말합니다. 이 재료는 내식성, 내화성, 제조성 등에서 우수한 특성을 보입니다. 주방용기, 화학용 저장탱크, 식품가공기계용 부품을 만드는 데 주로 사용됩니다.

 

티타늄(Titanium)

티타늄은 항공 부품 등 높은 강도를 요구하는 제품에 사용됩니다. (출처 : sandvik.coromant)

다양한 금속 속성을 보유한 티타늄은 산업 분야에서 폭 넓게 사용됩니다. 무게에 견디는 힘이 뛰어나고 내식성도 좋습니다. 재활용성, 내구성도 우수합니다. 항공 부품이나 의료 장비, 건설 분야에서 활용됩니다.

 

판금 가공은 금속판에 구멍을 뚫고(펀칭) 구부리고(벤딩), 제품 외곽을 자르는(전단) 등의 다양한 가공방식으로 이뤄집니다. 강도가 매우 높은 재료를 구부리는 작업과 상대적으로 강도가 낮은 재료를 구부리는 작업을 생각해보면 어느 쪽이 쉬운 작업이 될지 명확합니다. 재료의 종류가 작업 난이도에 영향을 주기 때문에 결과적으로 가공 비용의 차이를 만들게 됩니다. 제품에 따라, 설계도면에 따라 재료의 종류를 적절히 고민해야 하는 이유죠. 

Tip 2: ‘게이지(표준 두께)’를 고려하라

판금 가공 주재료들의 표준 두께(Gauge, 단위: mm)  <출처: cableorganizer.com>

 

게이지(Gauge)는 특정 재료에 대한 판금의 표준 두께를 의미합니다. 게이지 번호가 증가하면 재료의 두께가 감소합니다. 판금 두께에 따라 벤딩 가공 시 최대 각도가 달라집니다. 두꺼워질수록 작은 각도로 구부리기가 힘들어집니다. 또한 재료가 두꺼워질수록 재료 자체의 가격이 높아지기 때문에 비용은 비싸집니다.

Tip 3: 굽힘의 정도는 두께에 비례한다 

모든 금속에는 굽힘의 바깥쪽 가장자리가 갈라지는 최소 굽힘 반경이 있습니다. 구부릴 수 있는 한계의 기준이죠. 판금에서 굽힘의 최소 반경은 적어도 판금의 두께와 같아야 합니다.

벤딩 각도(angle), 벤딩 반경(radius), 벤딩 여유 길이(allowance). (출처 : chegg.com)

 

최소 굽힘 반경은 일반적으로 1t, 2t, 3t 등과 같은 판 두께(t)로 지정되고, 모든 판금 재료에 대해 최소 굽힘 반경 1t를 권장합니다. 예를 들어 시트의 두께가 1mm인 경우 최소 굽힘 반경은 1mm가 되어야 합니다. 최소 굽힘 반경은 재료의 종류에 따라 값이 변하고, 냉간 가공(금속이 재결정되기 시작하는 온도 미만에서 금속을 가공하는 공정) 시에는 항상 증가합니다.

 

크고 두꺼운 재료를 미세한 각도로 구부리고자 한다면 정확도가 떨어질 수 있습니다. 가공방식의 난이도에 따라 비용도 달라집니다. 비용을 줄이기 위해서는 판금의 두께와 같거나, 두께보다 더 큰 반경으로 단순한 굽힘 작업을 해야 합니다.

Tip 4: 공차는 핵심에만 적용

공차(Tolerances)를 많이 적용할수록 섬세한 가공이 요구됩니다. <출처: federalmetalworks.com>

영어로 ‘관용’을 의미하기도 하는 공차(tolerance)는 허용할 수 있는 오차의 범위를 의미합니다. 설계단계에서 설정한 공차의 기준을 충족하기 위해선 세밀한 가공이 요구됩니다. 보통 반지름이나, 구멍의 직경, 거리에 공차를 많이 두는데, 설계도에 공차 표시가 많을수록 부품 제조 비용은 더 많이 듭니다. 따라서 정밀성을 요하는 제품이 아니라면 핵심 기능과 표면 정도에만 공차를 할당하는 것이 불필요한 비용을 줄이는 방법이 될 수 있습니다.

Tip 5: 구부리는 방향은 일정하게

여러 번의 벤딩 작업이 필요한 제품이라면 설계 단계에서 재료를 구부리는 방향을 일정하게 설계하는 것이 좋습니다. 벤딩 작업에는 보통 무거운 장비가 사용되는데 구부리는 방향을 일관성 없이 이리저리 설계하면 그때마다 장비를 재배치해야 하고 이는 비용 상승의 원인이 됩니다. 구부리는 방향을 일관되게 설계하면, 동일한 작업 도구를 동일하게 설정해 제품을 제작할 수 있습니다. 

 

더 궁금한 내용이 있으신가요? 이 콘텐츠 작성자 앤디(andy@capa.ai)에게 메일을 보내주세요.

 

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