OEM과 신속 프로토타이핑을 위한 플라스틱 사출 성형 7대 이점

오랫동안 제조업체들은 신속 툴링을 대량 생산, 강철 가공 내구 프레스 금형, 막대한 자본 투자와 연관지어왔습니다. 그리고 플라스틱 사출 성형이 다양한 복잡한 플라스틱 컴포넌트 생산에 이상적 방법이며, 여러 산업의 OEM에 이점을 줄 수 있다는 사실을 간과했습니다. 하지만 프로토타이핑 기술 발전으로 신속 사출 성형이 당당히 주요 프로토타이핑 기법 중 하나로 자리잡았습니다.

신속 사출 성형(RIM)이란?

기술적으로 신속 사출 성형 공정은 기존 사출 성형과 같습니다. 주요 차이는 툴링 제조 방식에 있습니다.

첫째, RIM은 금형에 다른 소재를 씁니다. 기존 공정은 금형을 최대한 내구성 있게 만들려 경화강을 쓰는데, 이건 가공하기 정말 까다롭습니다. 신속 사출 성형은 더 적은 횟수 생산용이라 더 부드러운 소재를 쓸 수 있습니다. 널리 쓰이는 옵션이 항공기급 알루미늄 합금. 강철과 비슷한 강도를 가졌지만 가공과 연마가 훨씬 쉽습니다. 이게 가공 시간 30%, 연마 시간 2~5배 단축으로 이어집니다.

둘째, 신속 사출 성형 금형은 재설계가 더 쉽습니다. 대량 생산용 사출 금형은 조인트가 적을수록 정밀도와 수명이 길어 솔리드입니다. 프로토타이핑 공정은 정밀도를 조금 희생해 유연성 확보 가능. 그래서 캐비티를 금형 베이스에서 별도 부품으로 만듭니다. 조정 필요 시 캐비티만 떼어내 나머지는 건드리지 않으면 됩니다.

셋째, 신속 사출 성형은 기존 사출 성형보다 자동화를 덜 써서 툴링 설계, 제조, 파인튜닝에 드는 시간이 적습니다.

기존 사출 성형 공정은 자동 이젝터, 로드 등 보조 메커니즘을 많이 써 성능을 더 높입니다. 하지만 프로토타이핑은 부품당 생산 시간 단축이 아니라 준비 시간 단축이 핵심. 그래서 자동 메커니즘을 수동 장착으로 대체하면 사출 시스템 제조 시 많은 시간 절약.

위 모든 점이 프로토타이핑 시간을 획기적으로 단축합니다. 고객 입장에선 신속 사출 성형으로 2~5주 만에 부품을 받을 수 있고, 기존 사출 성형이면 2~5개월 걸립니다.

신속 사출 성형이 프로토타입 제조에 제공하는 이점

분명히, RIM을 프로토타이핑에 쓰게 한 수정 사항들에도 불구하고 금형 제작은 여전히 길고 복잡한 공정입니다. 예: 3D 프린팅으로 부품 만들면 2~5일이지 주 단위가 아닙니다. 그럼 왜 신속 사출 성형을 할까요?

신속 사출 성형 공정은 다른 프로토타이핑 기법에 없는 여러 이점을 제공합니다.

1. 강도 (Strength)

제조 가능 설계(DFM)로 최적 탈형 각도와 균일 벽 두께 보장 시, 액체 레진이 고압 하에 캐비티로 사출됩니다. 이는 부품에 기공이 없고 최종 소재 품질이 최상이 되게 합니다. 3D프린팅은 분말이나 얇은 실을 소결해 쓰니 그런 말 못 합니다. 결과적으로 최종 소재에 기공이나 미소결 영역이 있을 수 있습니다.

2. 표면 마감 (Surface Finish)

성형 부품 표면 마감은 금형 품질에 달렸습니다. 캐비티는 보통 CNC 밀링 후 마감 공정 거칩니다. 가장 널리 쓰이는 게 연마. 추가로 EDM 절삭으로 캐비티 내부 모서리 선명하게 만듭니다. 결과 표면 조도는 Ra 0.8μm까지 가능.

3. 탁월한 정밀도 (Outstanding Precision)

사출 성형은 다른 프로토타이핑 기법 대비 뛰어난 정밀도 제공. 예: 3D프린팅은 기껏 IT9지만 신속 사출 성형은 금형 정밀도에만 제한돼 IT7까지 가능.

4. 거의 제로 소재 낭비 (Almost zero Material Waste)

많은 프로토타이핑 기법은 소재를 전혀 고려 안 함. 단일 자리 수 배치 제작 시엔 괜찮음. 하지만 일부 제품은 실사 조건에서 광범위한 테스트 필요. 예: 의료 프로토타입, 최종 테스트 단계에서 소비자에게 일상 테스트용 제품 제공. 수백~수천 개 샘플 필요하고 블랭크 소재 50% 이상 손실이면 상당한 비용. RIM은 캐비티에 필요한 플라스틱 양만 사출해 낭비 최소화.

5. 금형이 상당히 큰 배치 생산 가능 (The Mold Can Be Used for a Considerably Large Batch)

대부분 프로토타이핑 공정은 소량 부품 제작에 강함. 예: 실리콘 캐스팅은 15개 정도까지 가능. 이후 캐스팅 금형이 너무 열화돼 새 금형 필요. 신속 사출 금형은 기존만큼 내구성 없지만 대부분 프로토타이핑 공정보다 훨씬 많은 런 가능. 최고급은 100,000개까지 생산 후 마모.

6. 범용성 (Universality)

다른 플라스틱으로 3D프린팅 하려면 전체 시스템 대대적 재설정 필요. 블랭크 소재 카트리지 교체와 많은 설정 변경 필요. 최악엔 완전히 다른 장비 필요. 사출 성형에선 그럴 필요 없음. 고급 알루미늄으로 만든 금형 특성이 어떤 플라스틱보다 훨씬 높음. 그래서 제조한 금형으로 기본적으로 어떤 소재든 사용 가능.

7. 효율성 (Efficiency)

프로토타이핑 기법은 대량 생산과 비교하면 효율적이지 않음. 단일 부품 가공이 양산 때보다 훨씬 오래 걸림. 블랭크가 최종 부품에 더 가깝고 가공할 게 적기 때문. 게다가 양산용 가공 공정은 블랭크 셋업과 궤적 최소화로 최적화. 부품 수 적을 땐 긴 가공 시간 괜찮지만 배치 커질수록 단일 부품 생산 시간 최소화가 중요. RIM 기술은 모든 프로토타이핑 기법 중 가장 짧은 가공 시간 가지니, 배치가 클수록 이 기술이 더 유리해짐.

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