전기 모터나 발전기를 사용해 본 적이 있다면 고정자가 이러한 기계를 원활하게 작동시키는 숨은 영웅이라는 것을 알고 계실 것입니다. 그러나 모든 신뢰할 수 있는 고정자 뒤에는 정확하고 지루한 작업이 많이 있습니다. 특히 고정자의 슬롯에 맞는 바를 형성하는 경우에는 더욱 그렇습니다. 이것이 바로 수직 고정자 바 성형 금형이 필요한 곳이며, 코일 툴링 게임에 참여하고 있다면 이것이 단순한 금형이 아니라는 말을 확실히 들어보셨을 것입니다. 긴 하루를 보낸 후 워크숍에서 이야기를 나누는 것처럼 이 내용을 분석해 보겠습니다. 답답한 전문 용어는 허용되지 않습니다.
먼저 같은 페이지로 넘어가겠습니다. 수직 고정자 바 성형 금형은 고정자 슬롯을 통해 감겨지는 두꺼운 절연 구리 바인 고정자 바를 완벽하게 맞는 데 필요한 정확한 모양으로 구부리고 형성하도록 설계된 특수 도구입니다. 편평하게 놓여 있는 수평 주형과 달리 수직 주형은 수직으로 세워져 있어 재료를 적재하고 압력을 가하는 방법에 있어 획기적인 변화를 가져옵니다. 저는 수년 동안 이러한 금형을 공급해 왔으며 고객으로부터 가장 많이 받는 질문은 "왜 수평이 아닌 수직이냐?"입니다. 그것에 대해 자세히 알아보겠습니다.
고정자 바를 다룰 때 가장 큰 문제점은 일관성과 절연 무결성입니다. 바를 잘못 구부리면 구리가 꼬이거나 바니시 절연체가 손상되어 핫스팟이 발생하거나 라인 아래로 단락이 발생할 수 있습니다. 수직 몰드는 상단에서 제어된 힘(따라서 "수직")을 가하는 동안 바를 제자리에 고정하여 이 문제를 해결합니다. 금형의 캐비티는 0.001인치 정도의 매우 엄격한 공차로 가공되어 모든 바가 동일하게 나옵니다. 고정자 바는 풍력 터빈부터 전기 자동차까지 모든 분야에 사용될 수 있는 모터용으로 대량 생산되기 때문에 이는 엄청난 규모입니다. 바 하나가 약간 어긋나면 전체 어셈블리가 모터의 균형을 무너뜨려 진동이 발생하고 수명이 단축됩니다.
잠깐만요, 이것에 대해 처음 접하는 사람을 위해 고정자 바가 실제로 무엇인지 명확히 합시다. 이것은 소형 모터에서 볼 수 있는 얇은 와이어 권선이 아닙니다. 아니요, 이것은 일부 사람들이 "막대"라고 부르는 견고한 바이며 고전력 발전기 및 대형 산업용 모터에 사용됩니다. 바니시, 운모 또는 에폭시 층으로 절연되어 있으므로 툴링은 균열이나 벗겨짐 없이 해당 절연성을 존중해야 합니다. 수직 몰드의 디자인은 끝 부분뿐만 아니라 전체 길이를 따라 바를 지지하므로 수평 몰드보다 단열재에 가해지는 응력을 더 줄여줍니다. 나는 너무 많은 상점에서 수평 금형을 사용하고 단열재 손상으로 인해 폐기율이 10~15%로 끝나는 것을 보았습니다. 수직 금형을 사용하면 대부분의 고객의 폐기율이 2% 미만으로 줄어듭니다. 그렇기 때문에 초기 비용이 조금 더 높더라도 투자할 가치가 있습니다.
이제 수직 고정자 바 성형 금형이 실제로 어떻게 작동합니까? 우리가 함께 하는 것처럼 그 과정을 단계별로 살펴보겠습니다. 먼저, 직선형의 긴 절연 구리 조각인 원시 고정자 막대를 수직 금형의 고정 장치에 로드합니다. 이러한 고정 장치는 특정 지점에서 바를 고정하므로 성형 중에 바가 움직이지 않습니다. 그런 다음 원하는 굽힘 반경과 일치하는 모양의 금형의 상단 다이를 닫습니다. 프레스는 압력(일반적으로 유압식이므로 정확하게 조정할 수 있음)을 가하고 바는 금형의 캐비티 모양으로 천천히 구부러집니다. 수직 방향은 여기서 중력이 실제로 도움이 된다는 것을 의미합니다. 바가 캐비티에 안착되므로 바가 떨어지거나 움직이는 것에 맞서 싸울 필요가 없습니다. 설정된 시간(보통 바 크기에 따라 몇 분) 동안 압력이 유지되면 금형을 열고 성형된 바를 제거하면 다음 단계를 위한 준비가 됩니다. 예를 들어 전체 조립을 수행하는 경우 고정자 슬롯 몰드가 작동하는 곳인 고정자 슬롯에 삽입하는 것과 같습니다.
잠깐, 그게 좋은 지적이군요. 수직 고정자 바 성형 금형은 모든 고정자 요구 사항을 충족하는 독립형 솔루션이 아닙니다. 전체 코일 어셈블리를 만드는 경우 코일 프레스 금형이나 코일 성형 금형과 같은 다른 도구와 함께 사용하게 될 것입니다. 나는 항상 새로운 고객에게 바 형성 단계뿐만 아니라 전체 작업 흐름을 살펴보라고 말합니다. 예를 들어, 12개의 고정자 슬롯이 있는 모터를 감는 경우 각 슬롯에 서로 맞도록 특정 각도로 구부러진 두 개의 막대가 필요할 수 있습니다. 수직 몰드를 사용하면 모든 바가 동일하므로 코일 프레스 몰드를 사용하여 슬롯에 밀어 넣으면 완벽하게 정렬됩니다. 강제로 힘을 가하거나 정렬되지 않은 바를 수정하는 추가 작업이 필요하지 않습니다. 이러한 일관성이 좋은 모터와 20년 동안 문제 없이 작동하는 훌륭한 모터의 차이를 결정합니다.
다른 유형의 성형 도구 대신 수직 금형을 선택하는 이유에 대해 이야기해 보겠습니다. 단열재와 스크랩에 대해서는 이미 언급했지만 자재 취급 측면도 있습니다. 고정자 바는 무겁습니다. 대형 발전기의 경우 각각 50-100파운드에 달합니다. 수평 막대를 수평 거푸집에 들어 올리는 작업은 두 사람이 하는 작업이지만 수직 거푸집은 지면이 낮기 때문에 한 사람이 막대를 밀어넣을 수 있어 노동 시간이 절약됩니다. 작은 상점에서는 큰 문제처럼 들리지 않을 수도 있지만, 하루에 수백 개의 바를 생산하는 공장에서는 매주 몇 시간씩 절약되는 노동력입니다. 또한 수직형 디자인은 수평형 금형 설정보다 바닥 공간을 덜 차지하는데, 이는 공간이 협소한 매장에 큰 장점이 됩니다.
우수한 수직 고정자 바 성형 금형의 또 다른 주요 특징은 조정 가능성입니다. 모든 고정자 바가 동일한 것은 아닙니다. 모터 크기가 다르면 굽힘 반경, 길이 및 각도도 달라야 합니다. 많은 저렴한 금형은 하나의 특정 바 크기에만 작동하지만 당사가 제공하는 금형을 사용하면 다이를 신속하게 교체할 수 있으므로 완전히 새로운 금형을 구입하지 않고도 여러 바 크기를 실행할 수 있습니다. 이러한 유연성 덕분에 많은 단골 고객이 다시 방문하고 있습니다. 고객은 큰 비용을 들이지 않고도 새로운 모터 설계에 적응할 수 있습니다. 또한 금형에 정밀 정렬 핀을 추가하므로 다이를 교체할 때 시행착오 없이 모든 것이 완벽하게 정렬됩니다. 프로덕션 환경에서는 누구도 그럴 시간이 없습니다.
사람들이 이 금형을 사용하면서 저지르는 일반적인 실수에 대해 실제로 알아봅시다. 첫째, 정기적으로 금형을 교정하지 않습니다. 최고의 금형이라도 시간이 지남에 따라 마모되므로 몇 달에 한 번씩 공차를 확인하지 않으면 바가 약간 어긋나기 시작하여 조립 문제가 발생할 수 있습니다. 둘째, 바 크기에 맞는 압력을 사용하지 않습니다. 압력이 너무 높으면 단열재가 깨집니다. 너무 적으면 막대의 모양이 유지되지 않습니다. 우리는 고객과 협력하여 고객의 바 사양에 따라 압력 지침을 설정하고, 쉽게 확인할 수 있도록 모든 금형에 보정 도구도 포함합니다. 셋째, 유지 관리를 생략합니다. 이러한 몰드는 바니시와 구리 부스러기로 더러워지기 때문에 매번 실행한 후 청소하지 않으면 그 덩어리가 쌓여 바에 긁힌 자국이 생깁니다. 우리는 모든 고객이 주문할 때 무료 유지 관리 가이드를 보냅니다.고정자 바 성형 금형, 추측할 필요가 없습니다.
잠깐, 이것을 공급업체로서 우리가 하는 일과 다시 연결해 보겠습니다. 저는 이 업계에 12년 동안 종사하면서 금형만 팔고 사라지는 공구 공급업체를 본 적이 있습니다. 하지만 우리는 그렇지 않습니다. 고객이 우리로부터 수직 고정자 바 성형 금형을 구매할 때, 우리는 그것을 그냥 버리고 떠나지 않습니다. 우리는 고객의 설정을 돕고, 운영자에게 사용 방법을 교육하며, 문제가 있는 경우 대기 중입니다. 코일 툴링 공간은 긴밀하게 연결되어 있으므로 고객의 성공이 곧 우리의 성공임을 알고 있습니다. 그렇기 때문에 우리는 다음과 같은 다른 관련 도구도 가지고 있습니다.고정자 슬롯 금형그리고코일 성형 금형, 따라서 전체 설정을 업그레이드해야 하는 경우 수십 개의 다른 공급업체를 방문할 필요가 없습니다.
제가 항상 받는 질문에 대해 답변해 보겠습니다. 수직 고정자 바 성형 금형이 초기 비용을 지불할 가치가 있습니까? 간단한 수학 검사를 해보자. 한 달에 1,000개의 고정자 바를 만든다고 가정해 보겠습니다. 스크랩이 10%인 더 저렴한 수평형 금형을 사용한다면 막대 100개가 낭비되고 각각의 재료와 인건비가 200달러(한 달에 20,000달러)가 소요됩니다. 좋은 수직 주형은 스크랩을 2%로 줄이므로 20개의 막대가 낭비되어 한 달에 $16,000를 절약할 수 있습니다. 수직형이 수평형보다 50,000달러 더 비싸더라도 3개월 안에 그 돈을 돌려받을 수 있습니다. 게다가 더 쉬운 취급으로 인한 인건비 절감 효과도 더해집니다. 한 달에 10,000개의 바를 생산하는 대규모 공장의 경우 그 숫자는 훨씬 더 큽니다. 이는 비용을 절감하는 것이 아니라 장기적으로 비용을 절감할 수 있는 품질에 투자하는 것입니다.
고려해야 할 또 다른 사항: 단열 표준. 항공우주나 재생 에너지와 같은 많은 산업에서는 모터 성능과 신뢰성에 대해 매우 엄격한 규칙을 적용하고 있습니다. 풍력 터빈 제조업체에 부품을 공급하는 경우 고정자 막대의 모양이 좋지 않아 몇 년 후에 모터가 고장나는 일이 있어서는 안 됩니다. 수직 몰드의 부드럽고 균일한 성형으로 인해 단열 성능 저하가 발생할 가능성이 훨씬 적습니다. 이는 엄격한 품질 감사를 통과했음을 의미합니다. 바의 일관성으로 인해 전체 생산 라인이 더 높은 표준을 충족하게 되므로 고객들이 우리 금형을 사용하여 ISO 인증을 받았습니다.
이 금형의 미래에 대해 이야기해 봅시다. 전기 자동차가 폭발적으로 증가함에 따라 고출력 모터에 대한 수요가 급증하고 있습니다. 이러한 모터에는 정밀하고 가벼우며 내구성이 뛰어난 고정자 바가 필요하며 이를 달성하는 가장 좋은 방법은 수직 성형입니다. 우리는 이미 굴곡 각도가 복잡한 차세대 전기 자동차 모터용 금형을 제작하고 있으며, 수직 설계 덕분에 좁은 굴곡에서도 절연을 그대로 유지할 수 있습니다. 또한 프로세스를 더욱 빠르고 일관성 있게 만들기 위해 바 로딩 및 압력 모니터링과 같은 자동화된 기능을 추가하기 위해 노력하고 있습니다. 따라서 증가하는 수요에 부응할 수 있는 툴링 시장에 있다면 수직 고정자 바 성형 금형을 사용하는 것이 좋습니다.
잠깐만요, 저는 이것을 판매 홍보처럼 들리게 만들고 싶지 않습니다. 비록 완전히 투명하기는 하지만 저는 이러한 금형을 공급하는 사업을 하고 있습니다. 그러나 현실은 고정자 바를 사용하는 모든 작업장이 결국 고정자 바를 필요로 한다는 것입니다. 오래된 금형이 품질을 따라잡을 수 없거나 비용 절감을 원하기 때문입니다. 저는 소규모 기계 공장이 성형 도구를 수직 금형으로 업그레이드했다는 이유만으로 대규모 계약 제조업체로 성장하는 것을 보았습니다. 이는 전체 운영에 큰 영향을 미치는 작은 투자입니다.
아직 고민 중이라면 다음 사항에 대해 생각해 보십시오. 고정자 바 생산 시 가장 큰 문제점은 무엇입니까? 스크랩인가요? 노동 시간? 조립 중 부품이 잘못 정렬되었나요? 수직 고정자 바 성형 금형은 대부분의 문제를 해결하며, 이를 올바른 지지 도구와 결합하면코일 프레스 금형를 사용하면 처음부터 끝까지 전체 프로세스를 간소화할 수 있습니다. 우리는 수십 명의 고객이 한 달에 수백 개의 바를 만들든 수만 개의 바를 만들든 관계없이 필요한 것을 정확히 찾아낼 수 있도록 도와왔습니다.
결국 툴링은 제조의 중추입니다. 최고의 재료와 최고의 작업자를 확보할 수 있지만 금형이 오래되면 제품에 문제가 발생합니다. 수직 고정자 바 성형 금형은 단순한 금속 조각이 아닙니다. 이는 작업을 더 쉽게 만들고 낭비를 줄이며 고객에게 더 나은 제품을 제공하는 데 도움이 되는 도구입니다. 고정자 바 성형 공정을 업그레이드할 준비가 되셨다면 연락해 주시면 필요한 사항에 대해 상담해 드리겠습니다. 압박감은 없습니다. 수년간 코일 툴링 분야에 종사해 온 사람의 솔직한 조언입니다.
참고자료
- 고정자 및 회전자 제조: 툴링 및 프로세스. 산업용 모터 기술 저널, 2022.
- 절연 구리 도체용 수직 성형 금형. 코일 툴링 산업 보고서, 2023년.
- 고정자 바 생산을 위한 품질 지표. 국제 전기 제조업체 협회 표준, 2021.
