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고정구의 기본 및 방법


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Jaclyn Schindler Adhoh

The Basics & Methods of Fixturing

지그, 클램프, 용접 고정구 또는 바이스 등, 고정구는 특정 제조 공정에 필수적입니다. 고정구는 제작품을 지탱, 지지, 배치하거나 고정하여 정확하고 일관된 결과를 거두는 일을 촉진합니다. 고정 기술은 정확성, 생산성, 안전성 및 제품 품질을 향상시킵니다.

고정구란?

고정구는 제작품의 안정성을 보장하는 추가 메커니즘, 또는 서포트가 있는 프레임이나 베이스로 정의됩니다. 이러한 고정구는 다양한 부품 크기를 수용하도록 조정할 수 있습니다. 고정구는 조립, 기계 가공, 검사 및 이와 유사한 공정에서 올바른 결과를 보장하는 데 중요합니다. 

고정구의 종류

고정구와 관련하여 제조업체가 사용하는 몇 가지 주요 유형이 있습니다. 조립 고정구, 검사 고정구, 마킹 고정구 및 용접 고정구로 구성됩니다.   

  1. 조립 고정구: 이 고정구는 구성 요소와 제품의 올바른 조립을 지원합니다. 이 고정구 디자인은 조립 중에 부품을 배치하고 고정하여 부품이 정확하게 맞고 제대로 작동하도록 보장합니다. 조립 고정구의 경우, 고정의 이점에는 조립 속도, 정확도 향상, 오류 감소 및 생산성 개선이 포함됩니다. 조립 고정구는 일반적으로 자동차, 가전 제품 생산, 전자 및 항공 우주와 같은 산업에서 사용됩니다.   
  2. 검사 고정구: 검사 고정구의 고정 응용 분야에는 제작품을 제자리에 배치하고 고정하기 위해 품질 관리에 사용되는 특정 장비 또는 도구가 포함됩니다. CMM 또는 좌표 측정기와 함께 가장 일반적으로 사용되는 검사 고정구는 검사 중 정확성, 반복성 및 효율성을 향상시킵니다. 검사 고정구는 항공 우주, 전자, 자동차 및 정밀 제조에 사용됩니다.  
  3. 마킹 고정구: 이러한 고정구는 제작품에 정확하고 일관된 마킹을 생성하기 위해 제조 공정에서 구현됩니다. 마킹 고정구는 브랜딩, 일련 번호, 제품 라벨링, 바코드 또는 부품 식별을 포함할 수 있는 마킹의 품질, 효율성 및 반복성을 향상시킵니다. 특히, 레이저 마킹은 레이저 빔을 사용하여 다양한 재료에 정확하고 영구적인 표시를 합니다. 항공 우주, 전자, 자동차 및 금속 가공 산업은 마킹 고정 장치를 사용합니다.   
  4. 용접 고정구: 용접 중에 제작품을 고정하고 배치하기 위해 용접 공정에 사용되는 도구나 장비입니다. 이 고정구는 제작품을 안정화하여 적절한 정렬을 보장하므로 정확한 용접을 할 수 있습니다. 고정구의 이점에는 용접 품질, 반복성 및 생산성 개선이 포함됩니다. 용접 고정구는 자동차, 항공 우주, 건설 및 금속 가공에 사용됩니다. 
The Basics & Methods of Fixturing

전통적인 방법으로 고정하는 방식의 이점

제작이나 기계 가공 같은 전통적인 방법은 제조업체에 고정구의 특정한 이점을 제공합니다. 명확한 사용자 정의가 가능하며, 그 결과 고정구의 정확한 조립과 기능성이 향상됩니다. 이러한 맞춤형 고정구는 기존 제조 장비 또는 프로세스와 원활하게 통합될 수 있습니다. 제조업체는 사내에서 고정구를 생산하거나 합리적인 가격으로 조달하기 쉽기 때문에 기존 방법과 관련된 비용이 낮아질 수 있습니다. 고정구 구성 요소를 수정해야 하는 경우 기존 고정구를 쉽게 조정하거나 재작업할 수 있습니다. 

전통적인 방법으로 고정하는 방식의 단점

장점도 있지만 전통적인 방법은 제조업체에게도 까다롭습니다. 고정구 구성 요소에 대한 반복성이 부족하고 고정구를 대량으로 주문하면 정확하게 동일하지 않은 부품이 생산될 수 있습니다. 생산 수준 측면에서 기존 방법은 비효율적이며 대기 시간도 더 소요됩니다. 이로 인해 마감일을 놓치며 손해를 보고 비즈니스 평판이 손상될 수 있습니다. 

The Basics & Methods of Fixturing

3D 프린팅 고정구

고정구를 생산하는 또 다른 옵션은 부품을 3D 프린팅하는 것입니다. 적층 제조를 사용하면 기존 방법으로는 어려울 수 있는 복잡한 형상을 만들 수 있습니다. 이러한 디자인의 자유로움은 최적화된 성능과 기능을 가능하게 합니다. 다양한 응용 분야와 고정구 조립을 테스트하기 위해 적층 제조를 통해 신속한 프로토타이핑이 가능합니다. 신속한 프로토타이핑을 통해 설계를 쉽게 반복하고 개선할 수 있습니다.  

적층 제조는 또한 열가소성 수지, 금속, 복합 재료 및 특정한 특성을 가진 특수 재료 등, 선택할 수 있는 많은 재료를 제공합니다. 특히 FDM 프린터는 Nylon 6, 폴리카보네이트(PC), ABS-CF10, ASA 및 PPSU를 포함하여 선택할 수 있는 26가지 재료를 제공합니다.  

리드 타임 측면에서 적층 제조는 복잡한 툴링이나 설정이 필요하지 않기 때문에 더 빠른 생산을 달성하여 기존 방법보다 더 많은 비용을 절감할 수 있습니다. Oreck Manufacturing은 FDM 기술을 사용하는 Fortus 3D Production Systems를 활용하여 조립 고정구를 3D 프린팅했습니다. 전통적인 성형 및 주조 방식으로는 10만 달러가 들 수 있었지만 Oreck이 부담한 비용은 3만 5천 달러에 불과합니다. 65%의 비용 절감은 Fortus의 빠른 턴어라운드 시간과 사내에서 부품을 프린트할 수 있는 능력 때문입니다.    

3D-printed-CMM-fixture

비즈니스를 위한 고정구

고정구는 특정 제조 공정에 매우 중요하기 때문에 고정구를 생산하는 방식이 전체 결과에 영향을 미칩니다. 전통적인 방법을 선택하든 적층 제조를 선택하든, 고정구를 통해 달성하고자 하는 목표를 저울질하는 것이 중요합니다. 네 가지 주요 유형의 고정구는 더욱 일관된 결과를 가져다 주어 작업의 성공에 영향을 미칩니다. 고정구는 제품의 품질과 정확성을 결정하는 요소가 될 수 있습니다.  

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