간접 제조 금형 제작을 위한 4대 쾌속 조형 기술

쾌속 조형(Rapid Prototyping)으로 마스터 금형을 만들고 왁스, 실리콘 고무, 에폭시 수지, 폴리우레탄 등 연질 소재를 부어 소프트 금형을 만듭니다. 예컨대 금속과 에폭시 혼합물은 상온에서 콜로이드 상태이며 상온에서 주조·경화 가능해 금형 복제에 이상적입니다.

이 합성 소재로 만든 사출 금형 수명은 50~5,000회. 상온 경화 실리콘 고무로 사출 금형 제작 시 수명 보통 10~25회. 가황 실리콘 고무 금형으로 저융점 주조 시 금형 수명 일반적으로 200~500회.

현대 산업 제조에서 흔한 쾌속 조형 방법은 대략 4가지로 나눌 수 있습니다:

• 실리콘 금형
• 수지 복합 금형
• 아크 스프레이 금형
• 화학 결합 강분말 주조 캐비티 금형

쾌속 조형으로 마스터 금형이나 소프트 금형을 만들고 정밀 주조, 세라믹 정밀 주조, 전기주조, 냉간 스프레이 등 전통 공정과 결합하면 복잡한 금형 제작, 플라스틱 부품이나 금속 부품 양산 가능. 하드 금형은 보통 가공성 우수, 국부 가공으로 고정밀 달성 가능, 인서트·냉각부·번아웃 장착 가능.

1. 실리콘 금형

실리콘 금형은 모델 시제품을 원형으로 가황 실리콘 고무를 부어 직접 실리콘 고무 금형 제조. 실리콘 고무가 역방향 드래프트 앵글과 깊은 홀이 있는 부품도 직접 탈형 가능해 타 금형과 차별화.

실리콘 금형 제작 공정:

1. 시제품 제작, 시제품 표면 처리로 양호한 표면 조도 확보 →
2. 시제품을 금형 베이스에 고정, 시제품 표면에 이형제 도포 →
3. 진공 상태에서 실리콘 고무 혼합·탈기, 실리콘 고무 혼합물 주입해 실리콘 고무 금형 획득 →
4. 실리콘 고무 경화 →
5. 파팅 면 따라 실리콘 고무 절개, 시제품 탈형해 실리콘 고무 획득. 결함 발견 시 새로 배합한 실리콘 고무로 보수.

2. 수지 복합 금형

액상 에폭시 수지와 유·무기 소재를 복합해 모재로 쓰고 시제품을 원형으로 금형을 주조하는 성형 공법.

1. 시제품 제작 및 표면 처리 →
2. 금형 프레임 설계·제작 →
3. 파팅 면 설계·선정 →
4. 시제품 표면(파팅 면 포함)에 이형제 도포 →
5. 젤 코트 수지 도포(금형 표면 마모·충격·대기 노화·매질 부식 방지, 실사용 시 금형 안전·신뢰성 확보) →
6. 캐비티(암금형) 주조 →
7. 암금형 제작 후 반전, 이형제와 젤 코트 수지 도포 →
8. 상온에서 수금형·암금형 분리 주조, 통상 1~2일 경화·성형 후 금형 분리, 시제품 탈형, 금형 보수.

내열·내마모성 요구 높은 금속 수지용 상온 경화 에폭시 수지가 요건 미충족 시 고온 경화 에폭시 수지 사용 필수. 이는 감광성 수지 시제품에 문제 야기(70~80℃에서 연화 시작). 이를 위해 전이 코어(Transition core) 필요.

에폭시 수지, 석고, 실리콘 고무, 폴리우레탄 등이 전이 금형 코어로 흔히 쓰이며 석고와 실리콘 고무 코어가 더 일반적. 이 에폭시 수지 금형 제조 기술은 공정 단순, 금형 전도성·강도 우수, 윤곽 가공 불필요. 플라스틱 굴절 금형, 시트 드로잉 금형, 블리스터 필름, 폴리우레탄 발포 성형 금형에 적합.

3. 아크 스프레이 금형

아크 스프레이 금형도 시제품을 원형으로 용융 금속을 완전 미립화해 일정 속도로 시제품 표면에 분사해 금형 캐비티 표면 형성. 백업은 복합 소재로 채움, 에폭시 수지나 알루미늄 충전 실리콘 고무로 지지. 쉘을 시제품에서 분리해 정밀 금형 획득, 게이팅 시스템·냉각 시스템 등 추가해 사출 금형 완성.

공정 단순·주기 단축, 캐비티 표면 미세 패턴 일회 형성, 전통 금형 가공의 고비용·장시간 공정(도면화, CNC 가공 열처리 등) 생략, 가공 불필요, 금형 치수 정밀도 높고 주기 단축·비용 절감.

4. 화학 결합 강분말 주조 캐비티 금형

공정 흐름:

1. 쾌속 조형 시스템으로 종이 마스터 금형 제작 →
2. 실리콘 고무, 에폭시 수지, 폴리우레탄 등 연질 소재 부어 소프트 금형 형성 →
3. 마스터 금형에서 분리 →
4. 소프트 금형에 화학 결합 강분말 캐비티 주조, 로에서 캐비티 바인더 소각, 강분말 주입 →
5. 캐비티에 구리 침투 →
6. 캐비티 표면 연마 →
7. 주탕·냉각 시스템 등 추가 →
8. 양산용 사출 금형 완성.

훌륭한 쾌속 조형 공정은 훌륭한 쾌속 조형 제조사에서 나옵니다

현재 CNC 가공 서비스 업체들도 쾌속 조형 서비스 제공 가능. 하지만 생산 능력 차이 큼. 모든 회사가 고품질 연마재 제작 가능하진 않음. 좋은 쾌속 조형 제조사 선정은 신중한 고려 필요. 훌륭한 쾌속 조형은 훌륭한 쾌속 조형 메이커에서 나옵니다.

JTR은 10년 경력 쾌속 조형 제조사로 제조 역량 검증됨. 가공 주기 짧고 기술 수준 높고 정밀도 높아 고객 환영. 이런 시제품 서비스로 업무 해결 원하시면 주저 말고 연락 주세요.