냉각 연결 부품이 왜 중요한가
2편에서 냉각 회로의 종류와 설계 원리를 알아보았습니다. 하지만 아무리 냉각 회로를 잘 설계해도, 냉각수를 제대로 공급하고 누수 없이 관리하는 연결 부품이 없다면 의미가 없습니다. 이번 3편에서는 사출 금형의 냉각 시스템에서 필수적인 연결 부품인 커플러(니플), 오-링, 분파기에 대해 자세히 알아보겠습니다.
사출 금형의 냉각 회로와 다양한 연결 부품은 효과적인 냉각을 통해 성형품의 품질을 유지할 수 있도록 도와주는 중요한 요소입니다.
커플러(Coupler) = 니플(Nipple)
커플러란 무엇인가
커플러는 금형에서 냉각수가 사출성형기의 메인 펌프에서 금형 내부로 흘러 들어갈 수 있도록 파이프 또는 호스를 연결하는 이음쇠를 말합니다. 쉽게 말하면, 수도꼭지에 호스를 연결할 때 사용하는 연결 부품과 비슷한 역할을 합니다.
금형 외부에는 냉각수 연결 호스가 연결되고, 이 호스는 냉각수 연결구를 통해 금형에 체결됩니다. 여러 개의 냉각 회로가 있는 금형에서는 냉각수 연결 블록을 사용하여 한꺼번에 여러 회로를 연결하기도 합니다. 커플러와 니플은 같은 부품을 가리키는 두 가지 이름입니다.
커플러의 종류
커플러는 형태에 따라 크게 세 가지로 나뉩니다.
| 종류 | 특징 |
|---|---|
| 일반형 | 가장 기본적인 형태의 커플러로, 호스를 끼워 연결합니다 |
| I, L, T형 | 직선(I), 직각(L), T자 형태로, 배관 방향을 바꾸거나 분기할 때 사용합니다 |
| One Touch형 | 호스를 밀어 넣기만 하면 바로 체결되는 간편한 형태입니다 |
I형은 직선으로 연결할 때, L형은 90도로 방향을 바꿀 때, T형은 하나의 통로를 두 갈래로 나눌 때 사용합니다. One Touch형은 현장에서 빠른 교체가 필요할 때 매우 편리합니다.
커플러 체결부 형상: PT형과 PS형
커플러를 금형에 체결하는 나사 부분의 형상에 따라 두 가지로 구분됩니다.
PT(Pipe-Taper)형은 Tapping부가 경사로 이루어진 니플입니다. 나사산이 끝으로 갈수록 가늘어지는 테이퍼 형태여서, 체결할수록 꽉 조여지는 특성이 있습니다. 이 덕분에 기밀성이 좋아 냉각수가 새지 않습니다.
PS(Pipe-Straight)형은 Tapping부가 평행하게 되어 있는 니플입니다. 나사산의 굵기가 일정한 직선 형태로, PT형에 비해 기밀성이 떨어집니다. 따라서 기밀성을 요구하지 않는 연결부에 사용합니다.
| 구분 | 나사 형태 | 기밀성 | 사용처 |
|---|---|---|---|
| PT(Pipe-Taper)형 | 경사(테이퍼) | 우수 | 기밀이 필요한 냉각수 연결부 |
| PS(Pipe-Straight)형 | 평행(직선) | 보통 | 기밀이 불필요한 연결부 |
오-링(O-Ring) = 고무링
오-링의 역할
오-링은 금형에 사용되는 고무 재질의 링(고리)입니다. 주로 금형 코어와 금형의 형판 사이의 틈을 막아주는 패킹 역할을 수행합니다.
금형은 여러 부품이 조립되어 만들어집니다. 고정측 형판 안에 고정측 코어가, 가동측 형판 안에 가동측 코어가 들어가는 구조입니다. 이 부품들 사이에는 미세한 틈이 존재하는데, 냉각수가 이 틈으로 새어나오면 큰 문제가 됩니다. 오-링은 이 틈에 설치되어 냉각수의 누수를 방지합니다.
성형품은 고정측 코어와 가동측 코어 사이의 분할선(PL, Parting Line)을 기준으로 만들어지며, 냉각수 구멍은 코어와 형판 양쪽에 모두 존재합니다. 이 모든 연결 부위에 오-링이 필요합니다.
오-링의 규격
오-링의 규격은 일반적으로 내경의 치수를 기준으로 합니다. 여기서 내경이란 오-링의 안쪽 지름을 말합니다. 다만 실제 내경 크기는 표시된 내경 치수보다 0.1mm에서 0.2mm를 더한 값입니다. 오-링의 굵기(단면의 두께)는 0.1mm 이내의 정밀도로 관리됩니다.
규격 표시 방법에서 한 가지 주의할 점이 있습니다. 운동용 오-링은 내경 치수로 표시하고, 고정용 오-링은 외경 치수로 표시합니다. 용도에 따라 표시 기준이 다르므로 혼동하지 않도록 주의해야 합니다.
오-링의 종류
| 종류 | 기호 | 설명 |
|---|---|---|
| 운동용 (Packing/Piston) | P | 동작하는 부위에 들어갈 때 사용합니다. 자동차 엔진 등 움직이는 부품에 적용됩니다 |
| 고정용 (Gas kit) | G | 고정되어 있는 부위에 들어갈 때 사용합니다. 냉각수나 수돗물 배관 등에 적용됩니다 |
| 진공용 (Vacuum) | V | 진공 상태를 요구하는 부위에 사용합니다 |
금형의 냉각수 회로에서는 주로 고정용(G) 오-링을 사용합니다. 코어와 형판은 고정된 상태에서 냉각수가 흐르기 때문입니다.
분파기(Water Manifold)
분파기란 무엇인가
분파기는 금형에서 냉각수 혹은 오일(기름) 등을 분리하여 각각의 필요한 회로로 동시에 유동될 수 있도록 하기 위한 분리 부품입니다.
비유하면, 하나의 수도관에서 여러 개의 수도꼭지로 물을 나눠주는 분배기와 같습니다. 사출성형기의 메인 펌프에서 나온 냉각수를 여러 개의 냉각 회로에 동시에 공급해야 할 때 분파기를 사용합니다. 분파기의 한쪽이 입구(IN)이고 반대쪽이 출구(OUT)이며, 중간에 여러 개의 통로가 병렬로 연결되어 있습니다.
분파기의 사용 방식
분파기의 사용 방식에는 두 가지가 있습니다.
첫 번째는 하나의 입구와 출구를 사용하는 방식입니다. 냉각수가 하나의 IN 포트로 들어와 여러 회로를 순서대로 지난 뒤, 하나의 OUT 포트로 빠져나갑니다.
두 번째는 두 개의 입구와 출구를 사용하는 방식입니다. IN 포트와 OUT 포트가 각각 분리되어 있어, 냉각수가 여러 회로를 동시에 병렬로 흐를 수 있습니다. 이 방식이 금형 전체의 온도를 더 균일하게 유지하는 데 유리합니다.
분파기에는 Permanently Piped 타입과 Standard Manifolds 타입 등 다양한 제품이 있으며, 금형의 크기와 냉각 회로 수에 따라 적절한 것을 선택합니다.
이번 편 핵심 정리
이번 3편에서는 사출 금형의 냉각 연결 부품을 알아보았습니다. 커플러(니플)는 냉각수 호스와 금형을 연결하는 이음쇠로, PT형(테이퍼)이 기밀성이 우수합니다. 오-링은 코어와 형판 사이의 누수를 방지하는 고무 패킹으로, 운동용(P), 고정용(G), 진공용(V) 세 종류가 있습니다. 분파기는 냉각수를 여러 회로로 동시에 분배하는 부품입니다.
다음 4편에서는 온도 조절이 잘못되었을 때 발생하는 성형품 불량인 수축(Sink Mark), 웰드 라인(Weld Line), 플로우 마크(Flow Mark)에 대해 알아보겠습니다.
