플라스틱 사출성형 공정에서 가장 마지막 단계이면서도, 제품 품질에 큰 영향을 주는 과정이 바로 ‘취출’입니다. 취출이 제대로 이루어지지 않으면 성형품이 파손되거나 변형되기 때문에, 취출기구의 원리와 종류를 정확히 이해하는 것은 매우 중요합니다.
이번 편에서는 사출 금형의 취출기구가 무엇인지, 언더컷의 개념은 무엇인지, 그리고 취출 방식이 어떻게 분류되는지를 초보자의 눈높이에서 상세하게 설명하겠습니다.
사출 금형의 취출기구란 무엇인가
취출은 영어로 에젝트(Eject)라고 하며, 우리말로는 ‘밀어내기’라고도 합니다. 사출성형 공정에서 플라스틱 수지가 금형 내부에 주입된 뒤 냉각되어 고체 상태로 굳어지면, 이 굳어진 성형품을 금형에서 빼내야 합니다. 이때 성형품을 가동측 또는 고정측으로부터 빼내는 과정 전체를 취출이라고 합니다.
쉽게 비유하자면, 젤리 틀에 젤리를 부어 굳힌 뒤 틀에서 젤리를 꺼내는 과정과 비슷합니다. 다만 사출성형에서는 훨씬 정밀하고 빠르게, 그리고 제품에 손상 없이 이 작업이 이루어져야 합니다.
사출성형 전체 흐름 속 취출의 위치
사출성형의 전체 흐름을 간단히 정리하면 다음과 같습니다. 먼저 고체 상태의 플라스틱 원료(펠릿)를 사출성형기에서 가열하여 액체 상태로 만듭니다. 이 액체 상태의 수지는 금형 유동기구를 통해 금형 내부로 흘러 들어갑니다. 금형 유동기구란 로케이트 링, 스프루 부시, 런너, 게이트, 캐비티, 에어 벤트 등으로 구성된 수지의 이동 경로를 말합니다.
금형 내부에 수지가 채워진 뒤에는 금형 온도 조절기구(냉각 장치)를 통해 다시 고체로 굳힙니다. 이때 경화성 수지는 히터(Heater)를 이용해 경화시키고, 가소성 수지는 냉각(Cooling)을 통해 굳힙니다. 이렇게 굳어진 성형품을 금형에서 꺼내는 마지막 단계가 바로 금형 취출기구의 역할입니다.
취출 시 가장 중요한 원칙
취출에서 가장 중요한 원칙은 성형품의 품질을 일정하게 유지하면서 변형을 일으키지 않도록 신속하게 이루어져야 한다는 것입니다. 취출이 느리면 생산성이 떨어지고, 취출 과정에서 무리한 힘이 가해지면 제품이 깨지거나 휘어질 수 있습니다.
사출성형이 완료된 상태에서 금형이 열리면, 에젝터 핀이나 슬리브 같은 취출 장치가 성형품을 밀어내어 금형으로부터 분리시킵니다. 이 과정이 매끄럽게 진행되어야 반복적인 대량 생산이 가능해집니다.
언더컷(Under Cut)이란 무엇인가
언더컷은 성형품에 있는 구멍이나 돌출 또는 오목한 부분을 말합니다. 이러한 형상이 있으면 사출성형기가 열리는 방향(보통 위아래 또는 좌우)의 직선 운동만으로는 성형품을 금형에서 빼낼 수 없습니다.
예를 들어, 컵의 측면에 손잡이가 달려 있다고 생각해 보겠습니다. 컵을 위로 들어 올려서 금형에서 빼내려고 하면, 손잡이 부분이 금형에 걸려서 빠지지 않거나 무리하게 빼내면 손잡이가 부러질 수 있습니다. 이처럼 직선 방향으로 빼낼 수 없는 형상을 언더컷이라고 합니다.
만약 언더컷이 있는 성형품을 억지로 빼내면 성형품이 파손되거나, 원하는 형상과 다른 불량품이 만들어집니다. 따라서 언더컷의 유무에 따라 취출기구의 종류와 방식이 달라지게 됩니다. 사출성형품의 언더컷의 유무에 따른 취출기구의 차이를 이해하고 성형품 취출 방법 설정 시 적용할 수 있어야 합니다.
취출 방식의 분류
취출 방식으로는 핀, 슬리브, 스트리퍼 플레이트, 압축공기 등이 사용됩니다. 이러한 방식은 단독으로 사용될 수도 있고, 두 종류 이상을 함께 사용하는 경우도 있습니다. 어떤 방식을 선택하든 금형의 수명이 길고 가공이 쉽도록 설계되어야 합니다.
취출 방식은 크게 언더컷이 없는 성형품과 언더컷이 있는 성형품으로 나뉩니다. 아래 표는 전체 분류를 한눈에 보여줍니다.
| 구분 | 취출 방식 | 세부 방법 |
|---|---|---|
| 언더컷이 없는 성형품 | 일반형 | 밀기(Pin), 슬리브(Sleeve) |
| 사각형 | 사각 밀기(사각 Pin), 블록(Block) | |
| 판 밀기 | 스트리퍼 플레이트(Strip Plate) | |
| 특수형 | 에어 밀기(공기압 이용) | |
| 언더컷이 있는 성형품 | 일반형 | 일반형 언더컷 밀기 |
| 나사형 | 나사형 언더컷 밀기 |
언더컷이 없는 성형품은 비교적 단순한 핀이나 판으로 밀어내는 방식을 사용하고, 언더컷이 있는 성형품은 슬라이드 코어나 회전 기구 등 더 복잡한 장치가 필요합니다.
이번 편 핵심 정리
취출(에젝트)은 금형 안에서 굳어진 성형품을 빼내는 과정으로, 성형 공정의 마지막 단계입니다. 취출은 제품 변형 없이 신속하게 이루어져야 하며, 성형품에 언더컷이 있는지 없는지에 따라 사용하는 취출기구와 방식이 크게 달라집니다. 언더컷이란 금형이 열리는 방향만으로 빼낼 수 없는 구멍, 돌출, 오목 형상을 의미합니다.
다음 편에서는 언더컷이 없는 제품의 취출기구인 원형 핀, 각 핀, 슬리브, 스트리퍼 플레이트, 공기압 취출 방식을 하나씩 자세히 살펴보겠습니다.
