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플라스틱 사출 금형 저렴하게 제작하기
우리가 흔히 쓰는 플라스틱 제품은 어떻게 만들어질까요?
녹여서 원하는 모양대로 만들어 굳히겠지. 라는 생각은 다들 하실것 같은데요.
플라스틱이든 금속이든 유리든 거의 모든 제품이 이런형식으로 만들어집니다.
각각의 녹는점에서 녹여서 원하는 모양대로 만드는데 모양을 만드는 방법에 따라 여러 방법들로 나뉩니다.
플라스틱의 성형 가공 방법에는
압축성형(compression molding)
금형의 빈공간에 성형재료를 넣고 압력과 열을 가하여 성형하는 방법
압출성형(extrusion molding)
일정한 모양의 단면을 가진 연속제로 변환하는 성형법
취입성형(blow molding)
융해한 튜브상의 수지를 자루 모양으로 하여 합친 금형에 넣은 후 압축공기를 밀어 넣어 금형에 밀착시켜 냉각
진공성형(vacuum forming)
플라스틱 시트를 틀위에 대고 가열하여 부드럽게 한 뒤, 대기 압력 작용으로 틀에 꼭 끼게 하여 성형하는 방법
사출성형(injection molding)
플라스틱을 가열 융해시킨후 고압으로 금형 내에 사출하여 압력을 유지한 채로 냉각 고화시켜 성형
등이 있습니다.
이 중 플라스틱 제품 성형에 가장 많이 쓰이고 있는 방법은 사출성형입니다.
플라스틱제품의 90%를 사출성형으로 제작한다고 해도 무리가 아닐만큼 많이 사용하는 방법입니다.
사출성형을 하기위해서는 금형제작이 필요합니다.
금형은 가공품의 종류, 재질 성형방법, 금형의 구조, 크기, 수량, 정밀도, 용도등에 따라 다양하게 분류됩니다.
분 류 기 준 |
금 형 종 류 |
성형품의 관통유무에 의한 분류 |
관통금형 : 블랭킹ㆍ드로잉ㆍ압출 금형, 인발다이 |
용기(바닥붙임)금형 : 드로잉ㆍ플라스틱성형ㆍ다이캐스팅ㆍ유리요업ㆍ분말야금ㆍ단조ㆍ롤금형 |
|
금형의 크기별 |
초대형ㆍ대형ㆍ중형ㆍ소형ㆍ초소형 금형 |
생산수량별 |
대량생산ㆍ중량생산ㆍ소량생산 금형 |
양산여부별 |
양산ㆍ간이금형 |
금형재질별 |
금속ㆍ초경ㆍ석고ㆍ목재ㆍ플라스틱ㆍ알루미늄ㆍ주조금형 |
정밀별 |
초정밀도ㆍ고정밀도ㆍ중정밀도ㆍ거친정밀도 금형 |
성형품 소재별 |
플라스틱용ㆍ고무용ㆍ세라믹ㆍ복합재료 성형용 금형 |
재품성형 방법별 |
사출ㆍ압출ㆍ이송ㆍ압축ㆍ캘린더ㆍ불로ㆍ진공ㆍ침지ㆍ발포ㆍ압공ㆍ적층ㆍ주입ㆍ유출성형ㆍ전단가공ㆍ드로잉ㆍ성형가공ㆍ압축가공 금형 |
성형제품 또는 조립제품명별 |
자동차용ㆍ자동차 범퍼ㆍ반도체용ㆍ완구ㆍ전화기케이스ㆍ전자부품용ㆍTV 케이스 금형 등 |
출처 : 한국 금형공업 협동조합
금형사출에 사용되는 금형은 흔히들 붕어빵 만드는 틀에 비유되고 있습니다.
하지만 붕어빵 틀처럼 단순하지는 않습니다.
열가소성 수지를 가열해서 고압으로 주입해야 하기때문에 금형의 체결이나 수지의 냉각시스템 취출시 필요한 기구처리등 많은 장치들이 필요합니다.
금형사출을 생각하고 계시는 대부분의 분들이 금형제작이 많은 비용이 소요된다는것을 알고 계실것입니다.
그리고 대량생산에 목적을 둔 생산 방식이기 때문에 일반적인 생산수량은 접근이 어려운것이 사실입니다.
그래서 금형제작에 있어서 가장 큰 고민은 금형제작 비용일텐데요.
금형제작 비용은 형태와 크기 생산수량, 금형재질, 제품 소재등 너무나 다양한 조건에 영향을 받기 때문에 범위를 지정하기가 어렵습니다.
우선 금형제작 비용을 줄일수 있는 방법은
형태를 단순화 시켜야 합니다.
금형은 금속재질로 제작되기 때문에 금형가공에 상당한 시간과 노력이 소모 됩니다. 시간과 노력은 곧 비용으로 직결되죠.
금형형태가 복잡해지면 복잡해 질수록 비용이 올라가는것은 너무나 당연한 이야기 입니다.
그리고 금형 개폐시 제품을 핀으로 밀어서 취출하는데 제품형상이 금형에 간섭되어 이런 방식으로 빠지지 않는 형상이 있습니다.
이런경우를 언더컷이라 하며 언더컷이 생길시에는 취출에 대한 기구처리를 해야 하므로 금형비가 큰폭으로 상승할 수 있습니다.
언더컷은 여러형태로 존재하기 때문에 언더컷의 여부를 판단하려면 전문가와 함께 검토를 해보는것이 좋습니다.
제품의 살두께를 균일하게 유지하시는 것이 좋습니다.
플라스틱제품의 가장 큰 문제는 제품의 살두께 입니다.
좋은 제품을 원한다면 균일한 살두께를 고려해야 하는데요.
제품의 살두께가 균일하지 않다면
수축 / 기포 / 미성형 / 변형 / 생산성 저하
등의 문제가 빈번히 발생하게 됩니다.
사출불량의 대부분이 이를 고려하지 않은 탓에 생기게 됩니다.
제품의 살두께는 2~3T정도가 적합하며 리브의 두께는 제품두께의 1/2이나 2/3정도가 적합합니다.
만약 반드시 필요한 경우는 최대한 완만하게 설계되어야 발생되는 불량률을 최대한 줄일 수 있습니다.
형태에 약간의 변화로 기본 살두께를 유지하거나
최대한 완만하게 설계
금형의 종류에 따라서도 달라집니다.
금형은 일반적으로 양산형 금형과 QDM금형이 있습니다.
양산금형은 대량생산을 목적으로 단단한 고강도 스틸을 이용해 제작 합니다.
고퀄리티의 제품을 대량으로 생산할 수 있으나 많은 제작비용이 드는것이 단점입니다.
QDM금형은 기존의 몰드베이스를 이용하여 제작하는 금형인데 금형의 재질은 스틸부터 알루미늄까지 상황에 따라 여러종류로 제작됩니다.
양산금형보다는 강도부분에 있어서 약한 부분이 있지만 금형제작 금액이 많이 낮아지며 제작 재질에 따라 달라질수 있지만 1,000개에서 10,000개정도는 제품 퀄리티의 문제 없이 생산이 가능합니다.
보통 금형제작비를 줄이기 위해서 알루미늄 QDM금형으로 많이 제작합니다.
금형제작 비용은 저렴해 지며 제작기간도 단축됩니다.
QDM금형으로 제작하는것은 금형비용을 낮추기 위한 또하나의 방법이 될것 입니다.
만약 제작 제품이 18g이하 중량이고 소량생산을 해야 한다면 더 저렴한 금형으로 사출이 가능합니다.
초소형사출기 큐네스를 이용한 큐네스 금형 사출입니다.
큐네스금형은 정말 소형의 소량 사출을 위한 방법입니다.
기본생산수량은 없으며 1회 최대 생산수량은 300개이하여야 좋습니다.
수동 사출이며 금형이 알루미늄으로 제작되기때문에 300개 이상은 사출이 어렵습니다.
기계압력이 아니라 사람힘으로 압력을 주다보니 많이 복잡한 형상은 힘들지만 간단한 피규어나 일반적인 형상은 품질에 문제없이 잘 사출됩니다.
초소형 사출기 큐네스로 사출한 제품들
이외에도 제품의 중량 이나 크기 사용재료와 생산량등에 따라 많은 영향을 받습니다.
제품표면의 노출여부에 따라 금형제작 단가 차이가 발생하기도 하고,
외관의 처리방법 (사출후작업의 여부)
또 치수의 정밀도 오차허용범위등도 고려됩니다.
플라스틱 사출 금형 제작을 줄이는 요건에 대해 몇가지를 얘기했습니다.
금형제작은 많은 비용이 들 수 밖에 없는 과정입니다.
하지만 금형제작이나 사출 과정에 대한 정보를 알아가다봅면 분명히 제작비용을 감소시킬수 있는 요소들도 있습니다.
그래서 많은 공부가 필요합니다.
그러기가 힘들다면 제대로 조언해줄 전문가의 힘을 빌리는 것도 좋은 방법입니다.
큐네스글로벌은 금형설계 및 제품개발전문가들이 있는 회사입니다.
금형제작이나 사출, 기구개발에 대해서 많은 경험과 노하우를 가지고 있으며
개발제품과 환경에 맞는 최적의 제안을 드리려고 노력하고 있습니다.
금형제작비용 절감을 위해 다양한 팁을 드리려 많은 고민을 합니다.
그리고 큐네스글로벌은
소량 제품 제작에 대한 문턱을 낮출수 있도록 초소형 수동사출기 큐네스를 개발했습니다.
일반사출기의 불필요한 기능을 제거하고 다운사이징하여 저비용으로 좁은 공간에서 누구나 쉽게 사출할 수 있는 장비입니다.
초소형 사출기 큐네스는 현재 기업 연구소나 교육기관 메이커스페이스등에 판매되고 있습니다.
제품제작 금형제작에 대해 다양한 고민과 방법을 찾는 큐네스 글로벌
함께 고민한다면 만족할만한 방법이 나오지 않을까요?
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