금속 압연 성형의 역사와 원리 이해하기

역사

유럽은 18세기에 두 개의 드럼롤 압연기로 직물을 압연하여 털끝과 광택을 제거하는 설비를 가지고 있었다.당시 이런 기계는 베어링조차 없이 아주 간단했다. 19세기에 이르러 압연법은 종이와 금속박편을 가공하는 데 사용되기 시작했다.이후 고무공업의 발달로 미국과 독일은 냉경 주철의 압연 롤러로 고무를 가공하기 시작했다.최초로 두 롤러를 사용한 제련기는 후에 세 드럼의 압연기기를 발전시켰다.1836년에 미국인 E.M.은 3단 롤러의 기초 위에 최초의 4단 롤러 압연기를 설계하였다. 1930년대 폴리염화비닐이 대량 생산되기 때문에 미국과 독일은 모두 고무 가공 압연기를 사용해 폴리염화비닐을 압연하는 실험을 했지만, 이 기계들이 원래 설계의 제한을 받는 것을 고려할 때, 어떤 면에서는 아직 플라스틱의 가공 요구에 완전히 부합하지 못하기 때문에 후에 플라스틱을 전문적으로 압연하는 압연기를 설계하였다. 1930년 독일인들은 판지 공업에 적용된 롤러의 휨 변형을 보완하는 드럼축 교차법을 플라스틱 압연기 위에 적용하기 시작했다.1943년 압연 롤러와 축의 교차 조절은 아직 수작업으로 이루어졌지만 독일인들은 압연기를 직류 모터와 별도의 기어박스로 전동하는 것을 고려하기 시작했다. 인접한 압연 롤러의 횡압력이 박막 두께에 악영향을 미치지 않도록 하기 위하여 원래 직식 압연기는 점차 L형과 역L형으로 바뀌었다.1950년 이후 미국과 서독은 Z형과 사경 Z형 4단롤러 압연기를 차례로 설계했다. 최근 과학 기술의 발전에 따라 현재의 플라스틱 압연기기는 끊임없는 개선을 거쳐 새로운 특징을 나타내며 대형화, 고속화, 정밀화, 고자동화, 기구다양화로 발전하고 있다.[1]

 

원리

압연성형 과정 중에 드럼통 사이에서 생산되는 전단력에 힘입어 재료를 여러 번 압출, 절삭하여 가소성을 증대시키고, 한층 더 소화된 바탕 위에 얇은 제품으로 연장하여 전시해.롤러통은 플라스틱의 압출과 절단에 작용하여 재료의 거시구조와 분자의 형태를 변화시켰으며, 온도 배합 하에 플라스틱을 소화시키고 연장시켰다.롤러 축의 결과 재료의 층은 얇아지고, 연장 후에는 폭과 길이가 증가한다. 압연 과정 중에 롤러가 물감을 압출하고 자르는 동시에 롤러도 물감으로부터의 반작용력을 받게 되는데, 이러한 힘은 두 롤러를 분리하는 역칭 분리력을 가리킨다.보통 드럼의 설계 및 가공을 약간 하게 하거나 드럼의 축을 조정하여 일정한 각도(축 교차)를 교차시키거나 응력을 가하면 분리력의 유해작용을 어느 정도 극복하거나 경감시켜 압연제품 두께의 균일성을 높일 수 있다. 압연 과정에서 열가소성 플라스틱은 절단 응력 작용을 크게 받기 때문에 큰 분자가 박막의 전진 방향을 따라 방향을 잡아서 생기는 박막이 물리적 기계의 성능에 있어 각방향 이성을 발생시키는 현상을 압연 효과라고 한다.압연효과의 크기는 압연온도, 회전속도, 공급재료의 두께와 물리적 성능 등의 영향을 받아 열을 올리거나 압연시간을 증가시켜 압연효과를 감소시킬 수 있다.