사출 성형 완벽 가이드: 공정, 유형, 모범 사례

사출 성형은 제조 기업이 대량의 동일 제품을 빠르게 생산할 수 있게 하는 생산 방식입니다. 이 공정은 고압 노즐을 사용해 다양한 금형을 용융 자재로 채우는 것을 포함합니다.

일반적인 스트레이트 풀(Straight-pull) 사출 금형은 코어(Core)와 캐비티(Cavity) 두 부분으로 나뉘며, 이들이 분리되어 부품을 효율적으로 제거할 수 있게 합니다. 스트레이트 풀 금형이 설계되려면 부품이 드로우 라인(Line of Draw)을 따라 장애물 없이 배출될 수 있어야 합니다. 단순해 보이지만 이 요구사항은 엔지니어와 디자이너에게 상당한 제약을 가합니다.

부품이 드로우 라인을 따라 금형에서 분리되는 능력을 방해하는 설계 특징을 언더컷(Undercut)이라고 합니다. 하지만 반드시 피해야 할 것은 아닙니다. 사실 스냅과 래치, 측면 포트와 구멍, 수직 나사, 바브 피팅 같은 유용한 설계 특징이 모두 언더컷의 예이며, 의료 기기와 플라스틱 소비재에 흔히 쓰입니다. 언더컷 특징이 있는 부품을 배출하려면 언더컷을 생성하는 금형 부분을 먼저 제거해야 합니다.

액션(Actions)은 언더컷 특징의 성형을 허용하지만 부품의 직선 배출도 허용하도록 후퇴하는, 금형에 설계된 특수 기능입니다. 액션은 툴링 관련 비용과 리드 타임을 증가시키지만, 추가 비용은 언더컷 기하 구조를 가진 실행 가능한 부품을 생산할 수 있게 해 종종 스스로를 상쇄합니다.

가장 일반적인 액션 몇 가지를 소개합니다.

1. 캠(Cams)

캠은 언더컷 금형 표면을 부품에서 당겨 떨어뜨려 금형이 열리게 하는 단순한 장치입니다. 가장 일반적인 캠 장치 유형은 경사 핀을 사용해 액션의 움직임을 제어하며, 금형의 나머지 부분과 같은 속도로 열리고 닫힙니다. 캠은 운영자의 추가 외부 설정이나 조정 없이 부품 설계에 훨씬 더 큰 기하학적 복잡성을 허용합니다.

또한 캠 핀 자체는 생산 수명 주기 동안 모니터링되어야 합니다. 강철은 압축 가능하고 유연한 금속이라 추가 하중이 핀을 압축하면 부품 품질이 일관되지 않을 수 있기 때문입니다.

2. 리프터(Lifters)

리프터는 내부 언더컷이나 드래프트가 없는 내부 면을 분리하는 데 도움을 줍니다. 부품이 냉각된 후 리프터가 각도를 주어 위로 밀면서 언더컷 부분을 금형에서 제거하고, 배출 시 언더컷에서 후퇴합니다. 하지만 캠 장치처럼 경사 핀으로 액션 움직임을 제어하는 대신, 리프터는 사출 성형 프레스가 이젝터 플레이트를 밀면서 작동하는 액션에 의해 구동됩니다.

기본 액션 리프터는 배출과 동시에 후퇴합니다. 코어 금형에 수직으로만 움직입니다. 리프터가 코어 금형에 대해 각도를 이루며 움직이지만, 부품에 대해서는 옆으로 움직이므로 언더컷 표면이 리프터 후퇴와 같은 속도로 배출될 수 있습니다. 드래프트, 립, 보스 같은 내부 특징은 리프터의 운동 범위를 수용하도록 수정되어야 합니다.

3. 슬라이더(Sliders)

리프터와 대조적으로 액션 슬라이더는 외부 언더컷을 분리합니다. 캠 장치와 유사하게 슬라이더는 코어 금형에 부착된 경사 핀을 사용해 슬라이드를 완성된 부품에서 당겨 떨어뜨려 쉽게 제거할 수 있게 합니다. 솔레노이드나 유압으로 구동될 수도 있습니다.

4. 언스크루잉(Unscrewing)

나사산 특징이 있는 부품(나사, 기타 패스너 등)은 사출 금형에서 제거하기 복잡합니다. 외부 나사산은 나사산이 드로우 라인에 수직이면 금형 설계에 쉽게 통합할 수 있습니다. 내부 나사산과 수직이 아닌 외부 나사산은 외부 언스크루잉 메커니즘이 필요합니다. 액션은 사출 전 금형에 삽입된 후 자재가 굳으면 부품에서 언스크루잉됩니다.

5. 콜랩서블 코어(Collapsible Core)

콜랩서블 코어 액션은 원형 언더컷 분리에 유용합니다. 부품은 액션 주위에 직접 성형되며, 자재가 굳으면 액션의 코어가 붕괴합니다. 이로써 액션과 부품을 금형에서 쉽게 제거할 수 있습니다. 콜랩서블 코어 액션은 나사산 특징을 만드는 데도 사용될 수 있습니다.

액션이 언더컷 기하 구조를 가능하게 합니다

언더컷은 엔지니어가 유용하고 기하학적으로 복잡한 부품 설계를 만들 수 있게 하지만, 부품을 금형에서 제거하기 어렵게 만드는 대가가 따릅니다. 제조업체의 해결책은 생산 툴링에 액션을 툴에 통합하는 것입니다. 이는 부품을 손상시키지 않고 언더컷 특징을 금형에서 쉽게 분리할 수 있게 합니다.

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