사출금형설계

공학박사 윤 천 한

사출금형설계

금형의 기초3

금형으로부터 제품 빼내기를 쉽게 하고 사이클 시간을 줄이기 위하여 부식이 안 된 표면의 경우, 내외측벽에 각각 0.25°

내지 2°정도의 충분한 구배를 주어야

금형 표면이 아주 잘 사상 된 경우에는 작은 구배각을 사용할 수 있음

표면부식이 된 측벽의 경우, 부식 깊이 0.01mm마다 4°씩 구배를 더 주어야

※ 표면 부식된 특별히 복잡한 성형품에 대하여 10°정도의 큰 구배각이 필요한 경우도 있음

7-2-5 구배(DRAFT ANGLE)

금형은 기계의 형판이 작동하는 방향과 평행한 방향으 로 열림. 복잡한 부품의 경우에 측면 코어나 기계적으 로 작동되는 캠 또는 분리되는 코어(LOOSE CORE)의 사용이 필요

부품형상에 따라 약간의 언더컷은 그와 같은 장치가 없이 성형 후 취출 가능하고, 부품표면에 취출 자국이 생기는 것을 피하기 위하여 충분한 구배를 주어야

7-2-6 언더컷(Under-Cut)

HOOK 체결은 특히 Plastic부품 사용 시에 가장 적합한 체결 방 이 방법은 Plastic 부품 자체에 결합될 수 있는(INTERLOCKING)법 형상을 성형 함으로서 다른 부품이 부착될 수 있도록 하는 방법

HOOK 체결은 결합부 래치(LATCH)형상에 따라 분해될 수 있 게 설계되거나 영구적으로 조립되도록 설계될 수 있음

HOOK 체결은 여러 가지 형태의 설계가 있으나 대부분 다음의 3가지 기본형태로 구분

1) 외팔보형 (CANTILEVER) - 가장 보편적으로 상용

- 부품의 기본 벽으로부터 연장된 돌출부 끝 단에 갈고리 모양(HOOK)이나 구슬모양(BEAD)을 설치하여 그와 결합되는 부 품이 체결되도록 되어있음

2) 고리모양 (ANGULAR) 3) 비틀림형 (TORSIONAL)

7-2-7 HOOK 체결

HOOK는 정기적으로 분해되어야 하는 부품에 대하 여는 고려하지 말아야

성공적으로 조립을 하기 위하여는 설계단계에서 다 음 사항들이 고려되어야

① 영구조립이 되는 경우 한번의 변형만이 있으므 로, 그와 같은 경우에는 상기 변형율 수준보다 높아질 수 있음② 보다 낮은 최대 변형율로 재료감소를 이루기 위 하여는 경사진 보를 사용

※ h₀ 과 h ℓ의 비는 2 : 1이 적당

③ 응력집중을 감소시키기 위하여 보의 바닥에는 최소 0.4h₀ 의 R이 설치되어야

④ 조립되는 위치는 제품 벽의 유연성과 연관시켜 고려하여야 외부응력의 감소에 도움이 될수 있음

⑤ 수축자국을 피하기 위하여는 h₀ 는 기본 벽 두께의 60%보다 작아야

⑥ HOOK의 변형은 Hook길이의 50%보다 적어야

Mock-Up 이 란 ? 신 제 품 개 발 에 필 수 적 인 과 정 으 로 CONCEPT을 충실히 반영한 예측되는 실물과 동일한 제품 최근의 제품 수명 주기(Product Life Cycle)가 짧아지고 있음으로 인한 시장의 요구를 정확하게 예측하고 이를 단 기간에 제품화하여 시장에 제공할 수 있도록 하기 위한 목적에 의한 것으로 그 필요성을 정의 할 수 있으며, 용도에 따 라 DESIGN MOCK-UP 과 WORKING MOCK-UP 으 로 구분

-Mock-Up의 제작 방법

① Resin에 직접 가공

② R.P. (Rapid Prototype) ; 3D Printer(Scanner)

③ 주형 또는 주물에 의한 방법

※최근 동향은 R.P.를 이용한 방법이 각광 받고 있음

8. Mock-Up

도면 및 사양 검사 – 작업계획 – 도면에 의한 설계 – MOCK UP 제작 – 진공주조 – 조립 및 표면가공 – 후가공 – SET 조립 - 납품

목업(Mock up) 공정도

1. 금형제작

① 금형은 다이세트라고 부르는 금형을 고정하는 틀에 부착

② 금형이 열을 받으므로 통로를 만들어 냉각수가 흐르도록 함

③ 금형은 금형강을 이용하고, 다이세트는 탄소강으로 만듦

④ 사출금형은 보통 밀링가공이 많고 부품에 따라 선반가공 /와이어커팅/방전가공/조각기 등 다양한 기계를 이용해서 가공

2. 사출

① 사출기에 금형을 장착하고 재료를 준비

② 재료가 녹으면 고압으로 금형 안으로 플라스틱 재료를 쏘아줌(Injection)

사출공정의 일반적인 상식

 사출(Injection)은 글자 그대로 두 개의 형상을 맞물려 그 안에 재료를 쏘아 굳힌 후 금형을 벌려 제품을 빼내 는 방법

 블로어(Blower)공정은 둥근 원통형으로 재료를 금형 사이로 흐르도록 한 뒤, 금형을 양쪽에서 맞물리고 고 압의 공기를 쏘아 넣어 재료가 풍선처럼 불어지면서 금형에 부착되어 굳으면 금형을 벌려서 제품을 빼내는 방법으로 플라스틱 통 같은 걸 만들 때 사용

 페트병 같은 것은 미리 알전구 같은 모양으로 사출한 재료를 금형에 넣은 뒤 금형을 가열하고 고압의 공기 로 불어 병모양으로 만듦

사출 금형의 형태

사출품

Boys be ambitious!