스프링 와인딩

스프링의 제조 공정

기술적인 스프링은 사실상 어디에나 있습니다. 매트리스와 소비재부터 산업용 기계에 이르기까지 스프링은 어디에나 있습니다. 스프링은 기계적 에너지를 저장하고 다양한 용도로 장력과 압축력을 제공합니다. 일반인은 스프링이 무엇이고 어떻게 생겼는지는 알지만, 스프링이 어떻게 만들어지고 무엇으로 만들어지는지는 대부분 알지 못합니다. 이 글에서는 스프링 제조 공정, 그 과정의 변화, 그리고 스프링의 구성 요소에 대해 알아보겠습니다.

스프링은 어떻게 만들어지나요?

스프링 제조 공정은 상당히 간단하며, 제작되는 스프링의 종류에 따라 약간의 차이가 있습니다. 가장 기본적인 형태의 스프링은 코일링, 열처리, 연삭, 코팅, 마무리 공정을 거쳐 제작됩니다.

1. 압축 스프링 설계

전문적인 설계팀은 광범위한 엔지니어링 경험을 바탕으로 CAD, SolidWorks와 같은 고급 시뮬레이션 및 설계 소프트웨어를 활용하고, 유한 요소 해석(FEA)과 동적 시뮬레이션 기술을 결합하여 고객에게 매우 정밀하고 고성능의 맞춤형 압축 스프링 솔루션을 제공합니다.

우리는 기본적인 스프링 매개변수(와이어 직경, 코일 수, 자유 길이, 강성 등)에만 집중하는 것이 아니라 실제 적용 시나리오에서 하중 조건, 작동 주파수, 환경 요인(온도 및 부식 등)에 대한 심층 분석을 수행하여 설계가 최적의 내구성, 피로 저항성 및 안정성을 달성하도록 보장합니다.

자동차 서스펜션, 산업용 밸브, 의료 기기, 정밀 기기 등 어떤 제품에 대해서든 개념 설계부터 생산 검증까지 포괄적인 기술 지원을 제공하여 각 스프링이 고객의 기술 요구 사항을 정확히 충족하고 실제 적용에서 뛰어난 성능을 발휘하도록 보장합니다.

2. 스프링 와인딩

먼저, 스프링 와이어를 기계식 스프링 기계에 넣습니다. 이 반자동 기계는 먼저 와이어가 도착한 스풀에서 와이어를 바로 당겨 표준 직선으로 재설정합니다. 그런 다음, 기계는 스프링 와이어를 원하는 모양으로 압연, 성형 또는 굽힙니다. 이러한 공정은 아래에서 더 자세히 설명합니다.

코일링: 이 공정은 스프링 코일러 또는 컴퓨터 수치 제어(CNC) 스프링 코일러 기계를 사용합니다. 기계를 작동하는 기술자는 제작할 특정 유형의 코일에 맞춰 기계를 설정하고 와이어를 일련의 롤러에 공급합니다. 롤러는 스프링 와이어를 일련의 가이드로 당깁니다. 최종적으로 가이드는 와이어를 코일링 지점 또는 일련의 코일링 지점으로 안내하고, 코일링 지점은 와이어를 뒤로 굴려 스프링을 형성합니다. 이러한 유형의 메커니즘은 압축, 인장, 그리고 토션 스프링을 형성합니다.
형성: 이 작업은 와이어 포머 또는 CNC 와이어 포머를 사용하여 수행됩니다. 이 유형의 기계에는 전면에 6~8개의 툴 슬라이드가 있어 스프링 코일 외에도 다양한 유형의 굽힘 및 형상을 가공할 수 있습니다. 결과적으로 이 공정을 통해 일련의 스프링 형상을 만들 수 있습니다. 스프링 포머는 인장 스프링, 토션 스프링, 와이어 폼, 그리고 때로는 압축 스프링을 만드는 데 자주 사용됩니다.
굽힘: 와이어 벤딩은 컴퓨터로 제어되는 기계식 와이어 벤딩 머신인 CNC 와이어 벤더를 사용합니다. 이 기계는 와이어를 롤러 세트에 공급하여 와이어 가이드로 끌어당기고, 컴퓨터로 제어되는 이동식 툴 헤드로 밀어내는 방식으로 작동합니다. 툴 헤드는 다양한 굽힘 및 형상을 구현합니다. 와이어 벤더는 일반적으로 와이어 형태를 만드는 데 사용됩니다.

3. 열처리

스프링을 제작한 후에는 보통 열처리를 거쳐야 합니다. 이 과정을 통해 스프링은 장력을 받았을 때 원래 상태로 되돌아옵니다.

열처리 공정에서는 스프링을 특정 온도에서 일정 시간 동안 처리합니다. 온도와 시간은 사용하는 와이어의 종류와 양에 따라 달라집니다. 이 공정이 완료된 후, 스프링은 추가 열처리 단계를 거치게 되는데, 이 단계에서는 스프링을 담금질하거나 냉각한 후 다음 공정으로 넘어갑니다. 정확한 공정은 소재의 종류와 사용하는 제조 공정에 따라 달라집니다.

현대 제조 공정의 대부분은 컨베이어 오븐을 사용하여 열처리를 수행합니다. 스프링 기계에서 나온 스프링은 슈트를 통해 컨베이어 벨트로 떨어지고, 컨베이어 벨트는 스프링을 용광로 입구로 운반합니다.

스프링은 컨베이어를 통해 용광로를 통과하며, 용광로 내부에 충분히 오래 머무르도록 하는 속도로 이송됩니다. 용광로에서 나온 스프링은 냉각을 위해 수용 캐비닛으로 이송됩니다.

4. 연삭

설계상 필요한 경우 압축 스프링에 연삭 가공을 적용할 수 있습니다. 연삭 과정에서 스프링 끝부분이 평평해져서 수직으로 배치했을 때 스프링이 안정적으로 유지됩니다.

스프링 연삭은 스프링 연삭기를 사용하여 수행됩니다. 이 연삭기에는 스프링 길이가 디스크 사이에 들어갈 수 있도록 간격을 두고 배치된 두 개의 수평 연삭 디스크가 있습니다. 소켓 슬리브라는 별도의 부품이 스프링을 고정하고 두 연삭 휠 사이로 천천히 이동시킵니다.

판이 움직이면서 스프링 끝이 연삭 휠에 닿아 스프링 끝면이 스프링 측면과 수직이 되도록 가공합니다. 이 과정이 완료되면 스프링 홀더에 의해 스프링이 분리되어 수집 트레이로 들어갑니다.

5. 스프링 프리스트레싱

스프링 샷 피닝(프리스트레싱 처리)은 스프링의 탄성 한계를 초과하는 하중을 가하여 제어된 소성 변형을 유도하는 공정으로, 스프링의 안정성, 하중 지지력 및 피로 수명을 크게 향상시킵니다. 이 기술은 내부 잔류 응력을 제거하고 사용 중 이완 변형을 방지할 뿐만 아니라, 결함 있는 제품을 효과적으로 걸러내어 스프링이 장기간 고하중 조건에서도 안정적이고 신뢰할 수 있는 성능을 유지하도록 보장합니다. 샷 피닝 공정의 핵심 절차는 다음과 같은 세 가지 핵심 단계로 구성됩니다.

사전 로딩: 스프링을 정상 작동 한계를 넘어 압축하거나 늘려서 재료의 부분적 항복을 일으키고 소성 변형을 형성합니다.
압력 유지: 스트레스가 완전히 해소되고 내부 구조가 안정화될 수 있도록 일정 기간(일반적으로 몇 초에서 몇 분) 동안 최대 부하를 유지합니다.
리바운드 검사: 설계 사양을 준수하는지 확인하기 위해 하중 제거 후 스프링의 자유 높이 또는 탄성 회복률을 측정하고, 과도한 변형이나 균열이 있는 제품을 거부합니다.

6. 코팅 및 마감

스프링은 마무리 작업으로 일반적으로 코팅, 도금 또는 마감 공정을 거칩니다. 마감 공정에서는 스프링 표면에 부식을 방지하고, 스프링에 새로운 특성을 부여하거나, 단순히 스프링의 전반적인 외관을 개선하기 위한 추가 공정을 거칩니다. 일반적인 마감 공정의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

샷피닝: 쇼트피닝은 냉간 가공된 스프링에 적용되는 마감 처리입니다. 이 공정에서는 구형 쇼트를 와이어에 분사하여 압축 응력을 발생시키고 압축 피트 층을 형성합니다. 결과적으로 소재 표면이 경화되어 피로, 부식 및 균열에 대한 저항성이 향상됩니다.
분체도료: 분체 도장은 와이어 스프링 마감의 또 다른 옵션입니다. 분체 도장은 일반적으로 열간 인발 스프링에 적용되며 스프링 표면의 녹 발생을 방지하는 데 도움이 됩니다. 또한, 미관을 위해 다양한 색상으로 코팅할 수 있습니다.
후처리: 마감은 스프링에 최종 수준의 기능을 추가하여 새로운 기능을 제공하거나 단순히 최종 사용자를 위해 스프링의 수명을 보존합니다.

7. 마킹 및 패키징 솔루션

원활한 국제 물류를 촉진하고 최종 사용자 만족을 보장하기 위해, 우리는 글로벌 무역에 맞춰 특별히 설계된 포괄적인 추적 가능 표시 및 맞춤형 포장 서비스를 제공합니다.

주요 특징:

레이저 마킹 – ISO 9001 표준을 준수하여 완전한 추적성을 보장하기 위해 재료 등급, 치수, 하중 정격 및 배치 번호를 내구성 있게 새겨 넣습니다.
수출용 포장 –
- 부식 방지 보호: VCI 필름, 진공 밀봉 또는 녹 방지 오일을 사용하여 해상 부식을 방지합니다.
- 충격 방지 디자인: 운송 중 손상을 방지하도록 설계된 맞춤형 폼이나 플라스틱 삽입물입니다.
- 친환경 옵션: EU와 미국 환경 규정을 준수하는 재활용 및 재사용 가능한 재료를 사용합니다.
브랜딩 지원 – 브랜드 인지도와 제품 식별력을 강화하기 위한 맞춤형 로고 인쇄.

DINGLI의 스프링 코일링

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