간이 금형의 특징과 장단점
작성자 : designjyk 분류 : 시제품 | 장비/시제품활용 작성일 : 2018.02.28 15:22:14 조회 : 3808 키워드 : 장비,간이금형,NC가공,시제품활용,시제품
(질문의 배경)
NC가공의 한계를 벗어나 좀 더 양산품에 가까운 시제품을 통해 조립성, 구조, 디자인, 등의 성능을 검토하기 위해 간이금형을 제작하고자 한다. 실제 금형과의 차이점과 특징에 대해 자세히 알아보고자 한다.
(간이금형이란)
간이금형(QDM: QUICK DELIVERY MOLD) 현재의 시장은 상품 라이프 사이클의 단명화, 요구의 다양화, 개성화에 의해 상품을 개발하기에 앞서서 시제품을 얼마나 빨리 만들 수 있는지가 경쟁에서 이기는 수단이 되었습니다. 이러한 요구에 대하여 간단, 신속, 저가격으로 가능한 간이 금형에의 기대가 크고, 이를 잘 활용함으로써 큰 성과를 얻을 수 있습니다. 최근, 광조형법이나 고속 절삭법등의 ＲＰ（래피드 프로세스）가 보급되어 시제품이 만들어지고 있습니다만, ＲＰ로는 형상 모델의 기능모델이 불가능하므로 기능 모델이 필요한 경우에는 간이 금형이 필요합니다. 간이 금형은 일반적으로 고온, 고압수지의 성형은 곤란하므로, 엔플러 시제품은 양산 금형의 1캐비티를 먼저 하거나 다음에 설명하는 카세트 금형으로 할 수 있습니다.
<그림. QDM작업공정도 / 출처: AHN Designs>
(향후의 동향)
금형산업의 신3종의 신기라 불리는 3D 솔리드 모델링, RㆍP（래피드 플롯타이핑）, 초고속 절삭가공의 활용으로 상기의 간이 금형도 크게 변화하고 있습니다. 형상만을 본다면, 솔리드 모델링으로 모델 데이터를 작성하고, CAE로 시뮬레이터를 해석하여 대체적 예측 확인이 가능하다. 또한, ３D 모델링 데이터를 사용하고, 초고속 가공기를 사용하여 고형 수지를 절단하여 샘플을 제작하여 외관이나 의장 디자인을 확인할 수 있다면, 정보일원화의 기초로 역데이터에 의한 캐비티를 가공할 수 있다면 그것으로 짧은 납기에 연결할 수 있다. 그러나 시뮬레이션이나 솔리드 데이터만으로 메이커의 승인을 모두 얻는 것이 어렵고, 실제 성형품에서 실제의 테스트를 하기 위하여는 역시 금형이 필요합니다. 따라서, 3Ｄ 솔리드 모델링 데이터를 작성하여 STL 데이터로 변환, RPㆍ광조형으로 마스터 모델을 작성한다. 이것을 각종의 간이 금형으로 사용하는 것이 일반적으로 되어가고 있다.
Tip
최근의 RㆍP는 프로토 타입 모델(시작품)을 만들 뿐만 아니라 래피드 툴링으로써 활용하여야만 그 의의가 나오는 것은 아닌가？ 그래서, 광조형으로 직접 금형을 만드는 것에 주력하여 오고 있다. 광 경화 수지의 특성상 문제가 있었지만 내열, 내강성을 가진 광경화 수지나, 레이저 소결 분말 금속의 개발로 직접 금형도 가능하게 되었다. 아직 수지의 제약이나 치수 정밀도, 수명 등의 문제도 있으나 가까운 미래에 금형 제작에 들어갈 것은 틀림없다.
<참고자료·문헌>
- 유튜브 동영상<시작금형가공>
- https://www.youtube.com/watch?v=jPWumye1leE&t=1s 진흥시작금형가공THA240
- https://www.youtube.com/watch?v=iacd8GmdJy0 '1초에 600도 급속 냉각'...금형산업 판도 바꾼다 / YTN (Yes! Top News)
<전문용어>
QDM, NC가공, 광조형법, CAE