사출 성형 일반 결함 방지: 검증된 6가지 설계 팁

사출 성형 공정에서 가장 흔한 결함은 무엇이며, 어떻게 피할 수 있을까요? 이 글에서는 생산 결함을 방지하면서 금형 부품의 비용과 리드타임을 줄이는 6가지 필수 설계 팁을 제공합니다.

사출 성형이란?

사출 성형은 대량의 플라스틱 부품을 제작하는 대표적인 공정입니다. 높은 반복성, 설계 유연성, 낮은 단가 덕분에 주변의 대부분 플라스틱 부품은 CNC 가공이나 3D 프린팅이 아닌 금형에서 사출되어 나옵니다.

초기 금형 제작 비용이 비싸고, 3D 프린팅이나 CNC 가공보다 납기가 길 수 있습니다. 하지만 수천~수백만 개 양산을 앞두고 있다면 이 요소들은 걸림돌이 되지 않습니다.

더 중요한 건 사출 성형 공정에서 흔히 발생하는 결함을 설계 단계부터 예방하는 것입니다. 양산 전 설계 검토 단계에서 결함을 잡아내면 비용과 시간을 대폭 절약할 수 있습니다.

유튜브 채널에서도 사출 성형 부품 설계를 위한 프로 팁을 영상으로 확인하실 수 있습니다.

완성된 부품을 금형에서 꺼낼 때 표면에 긁힘 자국(드래그 마크)이 생길 위험이 있습니다. 모든 수직 면에 최소 2° 이상의 드래프트 각도를 주면 탈형이 훨씬 수월해지고 표면 손상을 크게 줄일 수 있습니다.

질감이 있는 표면의 경우, 질감 깊이 0.1mm당 0.4°를 추가로 확보하는 것이 좋습니다.

언더컷(후퇴부)이 있는 설계는 금형에서 부품을 꺼내는 것을 거의 불가능하게 만듭니다. 언더컷을 아예 없애는 것이 최선이지만, 불가피하다면 다음 4가지 방법으로 대응하세요.

보스는 나사나 스레드 인서트 체결을 위한 원통형 돌출부입니다. 제대로 설계하면 부품 강도를 높여줍니다.

체결용 보스라면 외경은 나사/인서트 공칭 직경의 2배, 내경은 나사 심부 직경과 동일하게 설계하세요.

사출 성형 부품의 벽 두께는 최대한 균일하게 유지하고, 과도하게 두꺼운 벽은 피해야 합니다. 불균일한 벽은 냉각 시 불균일 수축으로 휨(Warping)이나 싱크 마크(Sink mark)를 유발합니다.

부득이하게 벽 두께가 달라져야 한다면, 차이의 3배 길이로 챔퍼나 필렛을 주어 부드럽게 전이시키세요. 그러면 용융 수지가 금형 캐비티에 고르게 채워져 결함을 방지할 수 있습니다.

국부적으로 두꺼운 구간은 휨과 수축 위험을 높입니다. 최대 벽 두께를 제한하고, 두꺼운 부분은 중공화한 뒤 내부에 리브를 넣어 강도와 강성을 확보하면서 벽 두께는 적정 수준으로 유지하세요.

내부 모서리: 벽 두께의 0.5배 이상 반경
외부 모서리: 내부 반경 + 벽 두께 반경

이렇게 하면 모서리 부분까지 벽 두께가 일정해져 수지가 원활히 흐르고 응력 집중도 완화됩니다.

이 6가지 설계 원칙을 적용하면 사출 성형 결함을 크게 줄일 수 있을 뿐 아니라, 부품 단가와 리드타임도 함께 단축됩니다. 대량 생산을 앞두고 있다면 반드시 설계 단계에서 검토하시기 바랍니다.

사출 성형 서비스 문의는 온라인 폼 또는 networksales@protolabs.com으로 연락 주세요.

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