고무금형과 사출금형의 차이점과 특징
작성자 : designjyk 분류 : 시제품 | 공통지식 작성일 : 2018.02.28 15:08:28 조회 : 6803 키워드 : 시제품,하우징,고무금형,사출금형
(질문의 배경)
고무 금형이 사출 금형에 비행 상대적으로 저렴하다고 한다. 개발 제품이 산업용 제품으로 충격에 강했으면 하는 부분도 있는데 하우징을 고무 금형으로 생산할 경우 문제가 되는지 궁금하다.
(고무금형의 종류)
고무금형을 작업 방법에 의한 분류 하자면 첫째 압축 성형으로 금형의 제작이 쉽고 수작업을 하는 금형으로 시작형이나 소량 생산용 또는 소형제품 등을 생산할 때 적용하는 구조로 금형의 상형을 열고 원재료를 적정량 투입하여 자동 또는 수동 프레스로 성형 작업하는 구조로 재료 투입량에 따라 Burr 두께가 좌우되어 사상작업이 어려울 경우가 많아 Burr양이 제품의 기능에 영향을 주지 않을 경우 적용 한다. 두 번째 트랜스퍼 성형으로 Compression 금형으로 작업 시 사상이 곤란한 제품으로 Injection mold 제작이 곤란할 경우 적용하는 방법으로 금형의 상, 하형을 닫고 상형 윗부분에(Pot) 고무를 투입하여 금형이 닫혀지는 힘으로 고무를 제품 형상부에 재료를 투입 하는 구조로 Burr 량은 Compression mold보다 휠씬 적으나 Loss 양이 매우 많아 제품원가에 영향을 미치는 경우가 많고 작업 공정 시간도 Pot부 Loss 를 제거하고 재료를 투입하기 위한 금형부 장치를 작동하느라 공정 소요시간이 길고, 보통 적은 제품으로 치수 정도가 정밀할 경우 많이 적용한다. 세 번째는 분사 성형으로 생산수량이 일정량 이상 될 경우 적용하며 재료가 금형에 투입되기 전에 예열이 되어 있어 성형시간이 단축되며 사출기 스큐루우를 통과 시 적절한 믹싱 효과도 있어 품질이 우수한 제품을 얻을 수 있다. 마지막 C.R.B.(cold Runner Block)성형은 금형내부에 제품 성형부분에 가열 장치와 런너 부분에 저온 유지부가 있어 런너부의 온도를 일정하게 관리하여 런너부 재료가 성형 되지 않아 재 사용할 수 있는 구조의 금형으로 런너 로스를 월등히 줄여주고 또 런너 제거시간이 절약되며, Cavity 부에 히터가 장치되므로 금형가열 시간도 단축되는 등의 원가절감, 품질향상의 효과가 있어 선호하는 금형 구조이다.
(INJECTION MOLD에서 사출 방법에 의한 분류)
직접분사방식은 제품이 크거나 중량이 많을 경우 적용되며 제품의 특성상 Gate의 크기가 제품 품질에 영향을 미치지 않을 경우 적용한다. 두 번째 파팅라인 분사방식은 제품의 형상이 적어 Direct 사출 시는 Gate 크기가 크기때문에 Direct 사출을 적용할 수 없거나 제품의 특성상 Gate크기를 적게 해야 할 경우 및 Cavity 수가 많을 경우 적용한다.(예, Gasket, Grommet, Plug cap등) 세 번째로 핀포인트 분사 방식은 금형의 구조상 Runner와 Gate를 Parting Line 전면에 배치할 수 없을 경우나 Cavity 많을 경우 적용한다.(예. Boots, Cap 류 등) 네 번째 압축 분사방식은 제품의 특성상 제품에 Gate 흔적이 있어 수밀 및 기타 기능에 장애가 있을 경우 Gate 흔적을 없도록 할 경우 적용한다. 다섯 번째 트랜스퍼 분사 방식은 제품의 크기가 적거나, 제품이 적어 일반적인 Gate 크기를 적용 할수 없거나, 제품의 기능상 Gate 크기를 적게 할 경우에 적용하고 소형 제품으로 Cavity를 매우 많이 배치 코져 할 경우등에 적용한다. (Wire Seal 류 등). 마지막 DOUBLE DECK INJECTION MOLD는 제품 외형 치수가 크고 중량은 비교적 적고 생산 수량이 많을 경우 일반적인 사출기에 Cavity를 많이 할수 없어 사출기가 많이 필요하게 될 때 적용하며 금형에 제품 성형부를 상,하 이중으로 배치하여 최소의 설비로 최대의 생산효과를 볼 수 있다. (Gasket, Fixed W/strip, Packing, Pad등)
(금형구조)
<그림. <좌>압축성형, <우>트랜스퍼 성형 (자료출처: 초보기구설계)>
(고무금형의 가공)
고무 금형에서 완벽한 Burr 처리가 불가능 한 것으로 보이지만 이미 선진국에서는 오래 전부터 고무 금형에서도 Burr를 매우 깨끗하게 처리 해오고 있는 실정이다. Burr 를 깨끗이 처리하기 위해서는 고무 재료의 흐름성이나 사상성과 기계의 정확한 정도도 중요 하지만 여기서는 금형부분에 대하여서 검토 해보면 금형의 각 Plate 들의 두께 평행도가 정확해야하며, 여러 Plate 은 조립 후에도 정확한 평행도를 유지해야 한다. 또한, 파팅부 주위에는 정확한 습합이 되어야 하고, 설비 체결력과 Cavity 수 등의 선정이 일정한 단위 면압을 유지해야 한다.
Tip
고무금형은 개발비는 적으나 사출품 자체에 단가가 조금 올라 가며, 일반 금형의 경우 개발비(금형비용)는 비싸지며, 사출품 자체의 단가가 낮아지게 된다.
<참고자료·문헌>
- 유튜브 동영상<실리콘 간이금형-진공주형공법>
- https://www.youtube.com/watch?v=2tkxPsOmnTc 고무금형의 종류와 개요 (rubber mold)
- https://www.youtube.com/watch?v=oTZCnusvH28 심통패드 실리콘 사출
<전문용어>
파팅라인, 게이트, 런너, 캐비티