유수압 산업에서 배관의 연결에 사용되고 있는 밸브 및 피팅은 유체의 흐름을 통제하는 기구로서 조선, 석유화학, 발전설비, 산업용플랜트 및 반도체 분야에 이르기까지 모든 산업분야에 널리 사용되고 있다. 또한 이들의 종류는 매우 다양하여 저가의 범용 대량 수요 밸브는 중국과 인도를 중심으로 생산되고 있으며, 제어밸브와 같이 고부가가치밸브는 선진국인 미국을 중심으로 일본, 독일 등이 생산을 주력하고 있고 전 세계 시장의 80%이상을 선점하고 있다. 특히 정밀 피팅 및 밸브 제품은 기간산업인 반도체, 조선, 석유화학, 발전, 항공, 군수 등 국가산업의 발전과 연관된 전 분야에 걸쳐 적용되고 있다. 그러나 국내에서는 1990년대까지 정밀기계 장치용 피팅과 밸브를 선진국에서 수입에 의존하여 왔으나, 1990년대 이후 국내 제조업체들의 꾸준한 연구개발과 투자의 결과로 생산기술이 크게 향상되어 수입 대체 효과를 유발하고 있다. 현재 국내의 피팅 관련 기술은 주로 유수압 배관의 이음새와 반도체에 적용되고 있는 사례가 많으며 이의 중요성도 각 산업에 걸쳐서 증가되고 있는 추세이다. 그러나 피팅류는 다양한 피팅 소재와 사이즈, 그리고 사용되는 환경들로 인하여 그 수가 엄청나고 특히 반도체에 사용되는 피팅류의 경우는 관의 청정도와 관내 가스에 대한 저항력을 갖추어야 하므로 기존에 시행하고 있는 피팅류의 수작업 공정에 따라 영향을 받고 있다. 피팅의 이음 나사를 ...
유수압 산업에서 배관의 연결에 사용되고 있는 밸브 및 피팅은 유체의 흐름을 통제하는 기구로서 조선, 석유화학, 발전설비, 산업용플랜트 및 반도체 분야에 이르기까지 모든 산업분야에 널리 사용되고 있다. 또한 이들의 종류는 매우 다양하여 저가의 범용 대량 수요 밸브는 중국과 인도를 중심으로 생산되고 있으며, 제어밸브와 같이 고부가가치밸브는 선진국인 미국을 중심으로 일본, 독일 등이 생산을 주력하고 있고 전 세계 시장의 80%이상을 선점하고 있다. 특히 정밀 피팅 및 밸브 제품은 기간산업인 반도체, 조선, 석유화학, 발전, 항공, 군수 등 국가산업의 발전과 연관된 전 분야에 걸쳐 적용되고 있다. 그러나 국내에서는 1990년대까지 정밀기계 장치용 피팅과 밸브를 선진국에서 수입에 의존하여 왔으나, 1990년대 이후 국내 제조업체들의 꾸준한 연구개발과 투자의 결과로 생산기술이 크게 향상되어 수입 대체 효과를 유발하고 있다. 현재 국내의 피팅 관련 기술은 주로 유수압 배관의 이음새와 반도체에 적용되고 있는 사례가 많으며 이의 중요성도 각 산업에 걸쳐서 증가되고 있는 추세이다. 그러나 피팅류는 다양한 피팅 소재와 사이즈, 그리고 사용되는 환경들로 인하여 그 수가 엄청나고 특히 반도체에 사용되는 피팅류의 경우는 관의 청정도와 관내 가스에 대한 저항력을 갖추어야 하므로 기존에 시행하고 있는 피팅류의 수작업 공정에 따라 영향을 받고 있다. 피팅의 이음 나사를 PT 나사로 사용하게 됨으로써 누설의 문제점이 발생하고 있으며, 관내 이물질의 유입으로 인한 막힘 현상과 밸브의 오작동 등 가공과 연결 방법에 따라 이러한 문제들이 발생하는 상태이다. 이의 해결을 위해 나사의 형태를 PF 나사로 대체하거나, 관의 완전한 기밀 유지를 위한 이음 해법을 기술적으로 풀기 위하여 파이프를 축 방향으로 성형한 후 피팅류와 실로 파이프를 결합하는 방법이 개발되고 있다. 파이프의 측방 성형을 위한 기술로는 벌징(bulging), 하이드로포밍(hydroforming) 등의 기술이 있다. 하이드로포밍 기술은 복잡한 형상의 자동차 부품 등을 만들때 여러 형태의 프레스로 각각 가공한 후 용접하지 않고 강판을 튜브 형태로 만들어 튜브안으로 유체를 강한 압력으로 주어 가공하는 방법이며, 일반적인 벌징은 원통형 부품의 내부에 고무 또는 유체를 이용하여 직경을 팽창시키는 가공법을 말한다. 하지만 위와 같은 기존의 하이드로포밍이나 벌징 공정과 같은 경우 고가의 장비와 많은 성형 비용이 들어 제품 단가를 상승시킨다. 따라서 본 연구에서는 스테인리스 스틸 파이프의 직경방향으로 특정 형상을 가지는 제품에 대하여 용이하게 성형할 수 있는 프레스 가공 공법의 적용에 대하여 연구하였다. T. Ohashi 등은 저융점 소재를 파이프 내부에 충진하여 알루미늄 등과 같은 비철 파이프의 측방 압출에 대하여 연구하였다. 하지만 위의 공정의 경우 공정이 복잡해지고, 내부 충진재를 사용해야 하는 단점이 있으며, 벌징 외형의 형상을 성형할 수 없다는 단점이 있다. 본 연구에서는 하이드로포밍이나 벌징 공정과 같이 내부 충진재를 사용하지 않고 프레스 포밍 공정을 적용할 수 있는 모델을 결정하고 실제 프레스 포밍 후 피팅류와 파이프를 결합하여 누유테스트를 통하여 피팅 모델의 정확성을 판단하고자 하였다.
유수압 산업에서 배관의 연결에 사용되고 있는 밸브 및 피팅은 유체의 흐름을 통제하는 기구로서 조선, 석유화학, 발전설비, 산업용플랜트 및 반도체 분야에 이르기까지 모든 산업분야에 널리 사용되고 있다. 또한 이들의 종류는 매우 다양하여 저가의 범용 대량 수요 밸브는 중국과 인도를 중심으로 생산되고 있으며, 제어밸브와 같이 고부가가치밸브는 선진국인 미국을 중심으로 일본, 독일 등이 생산을 주력하고 있고 전 세계 시장의 80%이상을 선점하고 있다. 특히 정밀 피팅 및 밸브 제품은 기간산업인 반도체, 조선, 석유화학, 발전, 항공, 군수 등 국가산업의 발전과 연관된 전 분야에 걸쳐 적용되고 있다. 그러나 국내에서는 1990년대까지 정밀기계 장치용 피팅과 밸브를 선진국에서 수입에 의존하여 왔으나, 1990년대 이후 국내 제조업체들의 꾸준한 연구개발과 투자의 결과로 생산기술이 크게 향상되어 수입 대체 효과를 유발하고 있다. 현재 국내의 피팅 관련 기술은 주로 유수압 배관의 이음새와 반도체에 적용되고 있는 사례가 많으며 이의 중요성도 각 산업에 걸쳐서 증가되고 있는 추세이다. 그러나 피팅류는 다양한 피팅 소재와 사이즈, 그리고 사용되는 환경들로 인하여 그 수가 엄청나고 특히 반도체에 사용되는 피팅류의 경우는 관의 청정도와 관내 가스에 대한 저항력을 갖추어야 하므로 기존에 시행하고 있는 피팅류의 수작업 공정에 따라 영향을 받고 있다. 피팅의 이음 나사를 PT 나사로 사용하게 됨으로써 누설의 문제점이 발생하고 있으며, 관내 이물질의 유입으로 인한 막힘 현상과 밸브의 오작동 등 가공과 연결 방법에 따라 이러한 문제들이 발생하는 상태이다. 이의 해결을 위해 나사의 형태를 PF 나사로 대체하거나, 관의 완전한 기밀 유지를 위한 이음 해법을 기술적으로 풀기 위하여 파이프를 축 방향으로 성형한 후 피팅류와 실로 파이프를 결합하는 방법이 개발되고 있다. 파이프의 측방 성형을 위한 기술로는 벌징(bulging), 하이드로포밍(hydroforming) 등의 기술이 있다. 하이드로포밍 기술은 복잡한 형상의 자동차 부품 등을 만들때 여러 형태의 프레스로 각각 가공한 후 용접하지 않고 강판을 튜브 형태로 만들어 튜브안으로 유체를 강한 압력으로 주어 가공하는 방법이며, 일반적인 벌징은 원통형 부품의 내부에 고무 또는 유체를 이용하여 직경을 팽창시키는 가공법을 말한다. 하지만 위와 같은 기존의 하이드로포밍이나 벌징 공정과 같은 경우 고가의 장비와 많은 성형 비용이 들어 제품 단가를 상승시킨다. 따라서 본 연구에서는 스테인리스 스틸 파이프의 직경방향으로 특정 형상을 가지는 제품에 대하여 용이하게 성형할 수 있는 프레스 가공 공법의 적용에 대하여 연구하였다. T. Ohashi 등은 저융점 소재를 파이프 내부에 충진하여 알루미늄 등과 같은 비철 파이프의 측방 압출에 대하여 연구하였다. 하지만 위의 공정의 경우 공정이 복잡해지고, 내부 충진재를 사용해야 하는 단점이 있으며, 벌징 외형의 형상을 성형할 수 없다는 단점이 있다. 본 연구에서는 하이드로포밍이나 벌징 공정과 같이 내부 충진재를 사용하지 않고 프레스 포밍 공정을 적용할 수 있는 모델을 결정하고 실제 프레스 포밍 후 피팅류와 파이프를 결합하여 누유테스트를 통하여 피팅 모델의 정확성을 판단하고자 하였다.
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