1. 개요
stamping (pressing)금속 가공 및 생산 방법 중 하나. 얇은 금속 판에서 제품 형상을 떼어내거나 금속을 구부려 원하는 형상을 얻어내는 등, 강한 힘으로 철판을 쾅 하고 찍어서 가공하는 모든 방식을 프레스라 한다.
일반적으로 프레스로 양산되는 제품은 2차원 형상을 가진다. 얇은 태엽부품, 와셔 등이 이에 해당하며, 프레스 기기에 물리는 금형에 따라 경첩, 자동차 외장, 금속 케이스, 식기 등 언더컷이 없는 3차원 형상 역시 양산할 수 있다.
프레스 가공은 얇은 제품의 양산에 특화된 가공방식으로, 금형의 내구도가 허락하는 한 많은 양의 제품을 빠르게 생산할 수 있다. 프레스 금형은 대개 2차원 형상이며 유지보수비용도 가장 저렴한 편에 속해 제품 생산 부문에서 널리 쓰이고 있다.
한편 양산에 특화된 가공방식이므로 소물량 생산에서 쓰이기는 곤란하다. 물량이 적다면 타산을 따져봐서 레이저 커팅이나 와이어 등 별도 금형이 필요하지 않은 생산수단으로 가공하는 생산방식이 고려될 수 있다. 또한 공작기계 스펙에 따라 다르지만 일반적으로 '철판'이라 부르기 민망할 만큼 두꺼운 제품은 프레스로 생산할 수 없다. 강재의 종류에 따라 다르지만 과도한 곡률[1], 5T를 초과하는 두께 등의 조건이 들어가 있을 경우 설계변경을 통해 양품이 잘 나올 수 있는 생산조건으로 변경해 주어야 한다. 무리한 가공조건을 설계에 반영하면 수율이 떨어지고 금형의 수명이 줄어든다.
2. 현장에서
프레스 기계 운전수는 산업계의 대표적인 3D업종으로 신체 결손 위험이 가장 큰 직종에 속한다. 프레스 운전수는 다음과 같은 사이클을 업무시간 내내 수 초 단위로 반복하게 된다.단발 금형을 예시로 프레스 작업순서는 아래와 같다.
- 금형이 벌어진다 - 제품을 꺼낸다 - 재료를 금형에 올려놓는다 - 작동 스위치를 누른다 - 프레스기계가 작동한다
오늘날 생산되는 모든 프레스 기계는 광전식 감지 센서가 있어, 작업과정에서 물체가 감지되면 알람이 울리며 작동을 멈추고 물체가 감지 가 안될때까지 센서를 계속 체크하며 물체가 사라지고 나서야 재가동된다. 문제는 현업에 굴러다니는 대부분의 프레스기는 연식이 오래되어 기판에 문제가 있거나 센서가 죽거나 오동작하는 등 다양한 문제가 있고, 이러한 낡은 기계들의 대부분이 워런티 만료로 아예 수리가 불가능하거나 매우 비싼 수리비용을 치러가며 사설수리를 해야 하는 입장에 놓여 있어 아예 수리를 포기한 채 센서 타입의 안전장치를 끄고 가동되는 경우가 부지기수다. 기계에 아무런 문제가 없더라도 사람 손가락 따위보다 생산성이 더 중요하다고 여기는 사업주들은 바로 노동자들의 인권을 침해하면서 바로 새로 산 기계여도 일단 당연하다는 듯이 안전장치를 죽여버리고 투입하는 경우를 볼 수 있다.
운전자의 안전을 최우선으로 고려한 최근의 기계들의 경우 센서 외에도 여러가지 안전대책을 구비해 놓은 것을 볼 수 있다. 운전자의 양손이 모두 기계에서 나와야만 작동 버튼을 누를 수 있도록 작동 버튼을 두 개로 분리시켜 운전자의 양쪽에 배치해 두 개가 모두 눌려야만 작동할 수 있도록 한다든가, 작동버튼을 아예 기계에서 약간 떨어뜨려 둔다든가 하는 식이다. 하지만 이런 경우 안전에 투자한 만큼 시간당 생산량이 줄어들기 때문에 고용주의 의지에 따라 어떻게든 안전장치를 무력화해 운전자를 위험에 직접 노출시키곤 한다. 최근에는 이러한 위험을 원천차단하기 위해, 중견기업 이상의 경우 프레스 생산을 직영으로 운영할 때 사람은 버튼만 누르고 철판을 기계로 투입하도록 하는 등 전자동화에 신경을 쓰는 기업들이 늘고 있다.
그럼에도 중소기업 수준에서 자동화는 요원한 일이고 안전장치는 켜지를 않으니, 프레스 공장이 밀집한 지역의 경우 1년에 두 세 번은 구급차가 요란하게 출동하여 손가락이나 손목이 금형에 짓눌려 다진고기가 되어버린 환자를 싣고 가는 일이 벌어진다. 작두 등 칼날로 잘리는 것과 달리 프레스 오작동으로 부상을 입게 되면 부상부위가 철과 철의 압력으로 완전히 으깨져버리기 때문에 접합수술조차 불가능하므로 영원히 해당 부위를 날려먹는 셈. 프레스 사고는 보통 초짜들보다는 숙련공에게서 발생하는데, 눈으로 보지도 않고 척척 생산해낸다는 고참들이 졸거나, 손이 한 번 꼬이거나, 또는 일이 바쁘면 쇳독이 오른다며 제멋대로 장갑을 낀다든가[2] 하다가 실밥이 어딘가에 걸려 손이 탈출에 실패해 사고가 나곤 한다.[3]
안전장치를 꺼 버릴 정도의 고용주들은 이 경우 절대 119를 부르지 않고 증거인멸과 목격자 입막음을 한 다음 개인차량으로 병원에 데려가는데, 119를 불러 기록을 남겨 버리면 빼박 산업재해가 되기 때문에 이런 짓을 하는 것이므로 그런 상황에 놓인다면 절대 협상하지 마라. 어차피 손가락 날아간 직원은 조만간 피도 눈물도 없이 해고하게 되는 것이 인지상정인데, 회사 편의를 봐줘가며 산재 처리도 못받고 치료비용도 직접 내고 직장도 잃는 모든 피해를 혼자 뒤집어 쓸 이유가 없다.
3. 대표적인 프레스 가공업체
- Xometry 프레스 가공 (미국)
- Fifth Metal 프레스 가공 (중국)
- 바로발주 프레스 가공 및 대행 업체 (국내)
4. 대표적인 프레스 기계 생산업체
5. 대표적인 프레스 가공 물품
- 포드 모델 T 이래로 오늘날 생산되는 모든 차량의 외장 강판
- 현대적 총기류 (AKM, AR-18, StG44, MP40, UZI 등)
- 두께가 얇은 금속 식기류 (냄비, 숟가락, 사발, 밥그릇, 접시 등)
- 두께가 얇은 공업 부품 (와셔, 스토퍼, 단자, 힌지, 각종 브라켓, 모터 코어 등)
- PC, 전자기기 내, 외부 금속 부품 (실드캔, 샤시, 각종 프레임)
6. 관련 문서
[1] 생산조건에 따라 크게 다르지만 일반적으로 강판 두께가 nT일 경우 곡률은 nR 이상이어야 안전하다. 그 이하일 경우 강판이 꺾여서 쪼개질 수 있다.[2] 일반인들은 끼는 게 안전하다고 생각할 수 있으나 절대 안된다. 특히 섬유장갑은 2배로 위험하다. 회전부나 가동부에 말려들어가기 때문에 기계를 다룰 때에는 장갑을 끼지 않는 것이 안전하다. 비슷한 예로 그라인더 작업 시에도 금물이다. 이쪽은 화재까지 당첨.[3] 요즘 프레스 공장의 경우 제품을 이동시키는 일은 산업용 로봇이 대체하고 있기에 요즘은 이러한 안전사고가 예전보다는 많이 줄어든 편이다.[4] 리얼포스로 유명한 그 토프레 맞다. 프레스 기계를 만들다가 스위치를 발명했는데, 이걸 어디다가 써먹을까 하다가 키보드를 만들게 된 특이한 이력을 갖고 있다.