지난 1편에서는 사출성형 금형의 기본 분류 체계와 2매 구성 금형의 개념, 장단점에 대해 알아보았습니다. 2매 금형은 고정측 형판과 가동측 형판 두 장으로 구성되며, 구조가 단순하고 제작비가 저렴하다는 장점이 있었습니다.
이번 2편에서는 2매 금형을 구성하는 각 부품의 역할과 기능을 자세히 살펴보고, 이어서 3매 구성 금형의 구조와 특징에 대해 알아보겠습니다.
2매 구성 금형의 구성요소와 기능
고정측 설치판의 역할
고정측 설치판은 영어로 픽스드 클램프 플레이트 또는 스테이셔너리 사이드 클램핑 플레이트라고 부릅니다. 상부 고정판이라고도 합니다.
이 부품은 금형을 구성하는 가장 위에 있는 판 모양의 부품입니다. 사출성형 기계의 고정측 부착판에 금형을 설치하여 고정하는 역할을 합니다. 쉽게 말해서 금형 전체를 사출성형기에 단단히 붙잡아 주는 역할을 하는 것입니다.
고정측 형판의 역할
고정측 형판은 영어로 픽싱 볼스터 플레이트 또는 캐비티 플레이트라고 부릅니다.
이 부품은 성형품을 성형하는 공간을 이루는 형판 중에서 금형의 고정측에 있는 판입니다. 고정측 형판에는 캐비티가 내재되어 있습니다. 캐비티란 제품의 외형을 만들어주는 오목한 공간을 말합니다. 플라스틱 제품의 바깥 모양이 이 캐비티에 의해 결정됩니다.
가동측 형판의 역할
가동측 형판은 영어로 무빙 볼스터 플레이트 또는 코어 플레이트라고 부릅니다.
이 부품은 성형품을 성형하는 공간을 이루는 형판 중에서 금형의 가동측에 있는 판입니다. 가동측 형판에는 코어가 내재되어 있습니다. 코어란 제품의 내부 형상을 만들어주는 볼록한 부분을 말합니다. 플라스틱 제품의 안쪽 모양이 이 코어에 의해 결정됩니다.
| 구성요소 | 영문명 | 역할 | 내재 요소 |
|---|---|---|---|
| 고정측 설치판 | Fixed Clamp Plate | 금형을 기계에 고정 | 없음 |
| 고정측 형판 | Cavity Plate | 제품 외형 성형 | 캐비티 |
| 가동측 형판 | Core Plate | 제품 내부 성형 | 코어 |
다리(스페이서 블록)의 역할
다리는 영어로 스페이서 블록이라고 부릅니다.
이 부품은 성형품을 금형에서 빼낼 때 밀판이 상하로 움직일 수 있도록 공간을 만들어 주는 블록입니다. 밀판이란 제품을 밀어내는 판인데, 이 밀판이 움직이려면 그 아래에 공간이 있어야 합니다. 다리가 바로 그 공간을 확보해주는 역할을 합니다. 마치 테이블 다리가 테이블 상판 아래에 공간을 만들어주는 것과 같은 원리입니다.
가동측 설치판의 역할
가동측 설치판은 영어로 무빙 클램프 플레이트 또는 무버블 사이드 클램핑 플레이트라고 부릅니다. 하부 고정판이라고도 합니다.
이 부품은 금형을 구성하는 부품 중 가장 아래에 있는 판 모양의 부품입니다. 가동측 부착판에 금형을 설치하여 고정하는 역할을 합니다. 고정측 설치판이 위쪽에서 금형을 잡아준다면, 가동측 설치판은 아래쪽에서 금형을 잡아주는 것입니다.
밀판(이젝터 플레이트)의 역할
밀판은 영어로 이젝터 플레이트라고 부릅니다.
이 부품은 성형품을 밀어 내기 위해 사용하는 금형 내 장치의 일부입니다. 에젝터 핀과 스프루 로크 핀들이 고정되도록 하는 판입니다.
밀판은 두 장으로 구성되어 있습니다. 위의 판을 상밀판이라고 하고, 아래 판을 하밀판이라고 합니다. 두 장의 판 사이에 핀들의 머리 부분이 끼워져 고정됩니다. 금형이 열린 후 밀판이 앞으로 밀려나오면서 그 위에 고정된 핀들이 제품을 밀어내는 방식입니다.
3매 구성 금형의 이해
3매 금형의 기본 개념
3매 구성 금형은 영어로 쓰리 플레이트 몰드라고 부릅니다. 이 금형은 2매 금형에서 한 장의 판이 더 추가된 구조입니다.
3매 금형에서는 고정측 형판과 가동측 형판 사이에 또 한 장의 런너 스트리퍼 판이 있습니다. 유동기구인 스프루와 런너는 런너 스트리퍼판과 고정측 형판 사이에 있도록 구성됩니다.
2매 금형에서는 금형이 열릴 때 한 곳에서만 분리가 일어났습니다. 하지만 3매 금형에서는 세 곳에서 열림이 발생합니다. 런너 스트리퍼판 위쪽, 런너 스트리퍼판과 고정측 형판 사이, 그리고 고정측 형판과 가동측 형판 사이가 각각 열립니다.
3매 금형의 네 가지 타입
3매 구성 금형에도 네 가지 타입이 있습니다.
첫 번째는 받침판이 있는 것으로, 타입 코드는 디에이입니다.
두 번째는 받침판이 없는 것으로, 타입 코드는 디씨입니다.
세 번째는 받침판이 있고 스트리퍼판이 있는 것으로, 타입 코드는 디비입니다.
네 번째는 받침판이 없고 스트리퍼판이 있는 것으로, 타입 코드는 디디입니다.
| 타입 코드 | 받침판 | 스트리퍼판 |
|---|---|---|
| DA | 있음 | 없음 |
| DC | 없음 | 없음 |
| DB | 있음 | 있음 |
| DD | 없음 | 있음 |
3매 금형의 장점
3매 금형에는 2매 금형에서는 불가능한 여러 장점이 있습니다.
첫째, 핀 포인트 게이트를 채용할 수 있습니다. 핀 포인트 게이트란 아주 작은 점 형태의 게이트를 말합니다. 이 게이트를 사용하면 제품 표면에 남는 게이트 자국이 매우 작아집니다.
둘째, 핀 포인트 게이트 채용 시 게이트 절단에 일손이 불필요합니다. 금형이 열릴 때 자동으로 게이트가 끊어지기 때문에 별도의 절단 작업이 필요 없습니다. 이는 생산 효율을 크게 높여줍니다.
셋째, 성형품과 스프루 부시, 런너, 게이트를 각각 취출할 수 있습니다. 제품과 런너가 분리되어 나오기 때문에 후가공 작업이 줄어듭니다.
3매 금형의 단점
반면에 3매 금형에는 단점도 있습니다.
첫째, 구조가 복잡하고 금형비가 비쌉니다. 부품 수가 많고 정밀한 가공이 필요하기 때문입니다.
둘째, 성형 사이클이 길어지고 스트로크가 긴 성형기가 필요합니다. 스트로크란 금형이 열리는 거리를 말합니다. 3매 금형은 여러 곳에서 열려야 하므로 더 넓은 공간이 필요합니다.
3매 금형의 런너와 게이트 구조
3매 금형에서 녹은 플라스틱이 이동하는 경로를 살펴보면 다음과 같습니다.
먼저 스프루 부시를 통해 플라스틱이 들어옵니다. 그 다음 런너를 따라 옆으로 퍼져나갑니다. 그리고 게이트를 통해 아래쪽에 있는 캐비티로 들어갑니다. 캐비티에서 제품이 만들어집니다.
2매 금형에서는 런너가 제품과 같은 평면에 있었지만, 3매 금형에서는 런너가 제품 위쪽의 별도 층에 위치합니다. 이 때문에 게이트가 제품 상단 중앙에 위치할 수 있고, 핀 포인트 형태로 만들 수 있는 것입니다.
3매 금형의 구성요소와 기능
서포트 가이드 핀의 역할
서포트 가이드 핀은 영어 약자로 에스지피라고 부릅니다.
이 부품은 3매 금형에서 상 고정판과 상 형판을 잡아주는 볼트 대용으로 들어간 부품입니다. 2매 금형에서는 볼트로 판들을 고정했지만, 3매 금형에서는 판들이 분리되어야 하므로 볼트 대신 이 핀을 사용합니다. 핀이 판들을 관통하면서 위치를 잡아주고, 필요할 때는 판들이 핀을 따라 분리될 수 있습니다.
삼단 봉(롱 핀)의 역할
삼단 봉은 영어로 롱 핀이라고 부릅니다. 이름 그대로 길이가 긴 핀입니다.
이 부품은 런너 판에 붙어있는 일차 런너를 떨어지게 하기 위한 부품입니다. 금형이 열릴 때 이 긴 핀이 런너 스트리퍼 판을 밀어서 런너가 분리되도록 합니다. 삼단 봉이라는 이름은 금형의 세 단계 분리 동작과 관련이 있습니다.
런너 판과 상 원판 사이의 스프링
런너 판과 상 원판 사이에는 스프링이 설치됩니다.
이 스프링의 목적은 게이트 선단부 절단을 우선적으로 하기 위함입니다. 금형이 열릴 때 항상 파팅라인 에이가 먼저 열리도록 해야 합니다. 파팅라인 에이란 런너 판과 상 원판 사이의 분리선을 말합니다. 이 부분이 먼저 열려야 게이트가 깔끔하게 끊어집니다. 스프링이 이 순서를 보장해주는 역할을 합니다.
인장링크와 플라 로크의 역할
인장링크 또는 플라 로크라고 불리는 부품도 있습니다.
이 부품의 목적은 분할면이 파팅라인 에이 면 혹은 파팅라인 비 면보다 항상 늦게 열리도록 하기 위함입니다. 금형의 각 부분이 정해진 순서대로 열려야 제품과 런너가 제대로 분리됩니다.
특히 상 원판에 슬라이드가 들어가는 경우에는 필히 플라 로크를 설치해야 합니다. 파팅면 사이에 인장링크를 설치하여 열리는 순서를 제어합니다.
런너 칼키 핀의 역할
런너 칼키 핀은 런너가 제대로 위치하도록 잡아주는 핀입니다.
이 핀은 일차 런너에 해당하는 런너가 런너판 하단에 항상 부착되어 있도록 설치합니다. 또한 제품부에서 게이트가 먼저 절단이 잘 되도록 설치합니다. 런너가 엉뚱한 쪽에 붙어버리면 제품 취출에 문제가 생기기 때문에 이 핀이 중요합니다.
스프루부에 구배가 필요한 이유
3매 금형에서 스프루 부위에는 구배가 필요합니다. 구배란 경사를 말합니다.
런너 스트리퍼 판이 삼단 봉에 의해 작동하면서 런너 칼키 핀을 해제하게 됩니다. 이때 스프루 부시 부위에 매끄럽게 작동을 해야 합니다. 구배를 주면 마찰이 감소하여 런너가 쉽게 빠져나올 수 있습니다.
이번 편 핵심 정리
이번 편에서는 2매 금형의 각 구성요소와 기능, 그리고 3매 구성 금형의 구조와 특징에 대해 알아보았습니다. 2매 금형은 고정측 설치판, 고정측 형판, 가동측 형판, 다리, 가동측 설치판, 밀판 등으로 구성됩니다. 3매 금형은 런너 스트리퍼 판이 추가되어 핀 포인트 게이트를 사용할 수 있고 자동 게이트 절단이 가능합니다.
다음 편에서는 언더컷이 있는 제품의 금형 구조와 핫 런너 금형에 대해 자세히 알아보겠습니다.
