이번 편에서는 언더컷이 없는 성형품을 금형에서 빼내는 다양한 취출기구에 대해 알아보겠습니다. 원형 핀, 각 핀, 슬리브, 스트리퍼 플레이트, 그리고 공기압을 이용한 취출 방식까지, 각각의 원리와 사용 시 주의사항을 초보자의 눈높이에서 설명합니다.
취출 시 반드시 알아야 할 유의사항
본격적인 취출 방식 설명에 앞서, 취출 시 공통적으로 지켜야 할 주의사항부터 정리하겠습니다. 이 유의사항은 어떤 취출 방식을 사용하든 기본이 되는 내용입니다.
첫째, 밀 핀은 접착력이 작용하는 위치에 설치하여 힘의 균형을 이루도록 해야 합니다. 성형품이 금형에 붙어 있는 부분에 핀을 배치해야 효과적으로 떼어낼 수 있습니다. 힘의 균형이 맞지 않으면 한쪽만 먼저 떨어지면서 성형품이 기울어져 변형될 수 있습니다.
둘째, 보스(Boss) 깊이가 15mm 이상이면 밀 핀 대신 에젝터 슬리브를 사용하는 것이 좋습니다. 보스란 나사 체결 등을 위해 성형품에 만들어진 원통형 돌출부를 말합니다. 보스가 깊으면 밀 핀만으로는 균일하게 밀어내기 어려우므로, 보스 전체 둘레를 감싸는 슬리브가 더 효과적입니다.
셋째, 보스나 리브(보강을 위한 얇은 벽)가 있을 때, 밀 핀은 보스나 리브로부터 약 2~3mm 근처에 위치시킵니다. 너무 가까우면 금형 강도가 약해지고, 너무 멀면 취출력이 제대로 전달되지 않습니다.
넷째, 벽으로 둘러싸인 구조일 때는 밀 핀을 구석에 위치시킵니다. 밀 핀의 위치는 이형력 발생지 중심에서 벽의 구석 근처로 이동시키는 것이 효과적입니다. 구석 부분이 금형에 가장 강하게 붙어 있기 때문입니다.
다섯째, 평평하고 넓은 면을 이형시킬 경우에는 밀 핀보다 밀판(스트리퍼 플레이트)의 평면 힘을 고려하여 색상 차이가 없도록 밀판 이형을 사용하는 것을 선호합니다. 밀 핀은 좁은 면적에 힘이 집중되어 제품 표면에 자국이 남을 수 있기 때문입니다.
여섯째, 모서리에서 밀 핀 구멍의 위치는 경사진 면을 피하고 평평한 면에 위치시켜야 합니다. 경사면에 핀이 있으면 힘이 한쪽으로 쏠려 성형품이 밀리면서 변형될 수 있습니다.
원형 핀 이용 취출
원형 에젝터 핀을 이용한 밀어내기는 금형에 대한 조립이 가장 간단하고 핀의 위치 선정도 자유로워 가장 많이 사용되는 방식입니다.
동작 원리는 간단합니다. 사출성형이 완료된 상태에서 금형이 열리면, 원형 핀이 아래에서 위로(또는 뒤에서 앞으로) 성형품을 밀어서 금형으로부터 분리시킵니다. 원형 단면을 가진 핀이 성형품의 뒷면을 직접 밀어주는 구조이기 때문에, 구조가 단순하고 금형 가공도 쉽습니다.
일상생활에서 비유하자면, 아이스크림 틀 뒤쪽에 있는 밀대를 눌러서 아이스크림을 빼내는 것과 비슷한 원리입니다. 다만 사출성형에서는 여러 개의 핀이 동시에 동작하여 성형품을 균일하게 밀어냅니다.
각 핀 이용 취출
각 핀은 원형이 아닌 사각형 단면을 가진 에젝터 핀입니다. 주로 좁고 길이가 긴 리브(보강을 위해 성형품에 만든 얇은 벽) 부분을 취출할 때 사용합니다.
좁고 길이가 긴 리브 하단에는 사각 부분을 크게 하여 리브 외의 부분도 동시에 밀어 주도록 설치합니다. 즉, 리브만 밀면 리브가 파손될 수 있으므로 주변 면적도 함께 밀어주는 것입니다.
주의할 점은 사각형 밀 핀의 경우 원형 부위에서 서로 간섭이 일어날 우려가 있으므로 각 핀의 피치(간격)에 주의를 기울여야 한다는 것입니다. 피치란 핀과 핀 사이의 거리를 말하며, 이 간격이 너무 좁으면 핀끼리 부딪힐 수 있습니다.
각 핀은 리브 하단부만 좁게 사용하는 방법과 넓은 면적으로 확장하여 사용하는 방법이 있습니다. 넓은 면적으로 사용할 때는 밀 핀과 각 핀을 함께 배치하여 성형품을 고르게 밀어냅니다.
슬리브(Sleeve) 취출
슬리브 에젝터는 내부에 보스(Boss) 또는 원통형 성형품의 성형에 관계하는 로드(Rod)가 삽입되어 있는 에젝터 기구입니다. 파이프 모양의 원통이 원형 핀을 감싸고 있는 구조라고 생각하면 이해하기 쉽습니다.
일반적으로 보스나 둥근 원통 형태의 성형품을 밀어내기 위해 사용합니다. 동작 원리는 에젝터 로드(가운데 핀)는 고정된 채로, 슬리브 에젝터(파이프형 원통)가 보스의 아래 부분을 밀어내는 방식입니다.
빨대를 생각해 보겠습니다. 빨대 안에 젓가락을 넣고, 빨대만 위로 밀어 올리면 빨대 끝에 붙어 있는 것이 함께 올라갑니다. 슬리브 에젝터도 이와 비슷하게, 원통형 슬리브가 보스 주변을 감싸면서 아래에서 밀어 올려 성형품을 분리합니다.
스트리퍼 플레이트(Stripper Plate) 취출
스트리퍼 플레이트는 성형품의 전 둘레를 파팅 라인에 두고 균일하게 밀어내는 방식입니다. 살 두께가 얇거나, 성형품 길이가 큰 경우, 또는 측벽 저항이 큰 경우에 사용합니다.
핀은 좁은 면적에 힘을 집중시키지만, 스트리퍼 플레이트는 넓은 판으로 성형품 전체를 균일하게 밀어내기 때문에 변형이나 자국이 적습니다. 구조는 금형 코어 위에 스트리퍼 판이 올라가 있고, 성형 제품이 코어에 감싸진 상태에서 스트리퍼 판이 위로 밀어 올려 제품을 벗겨내는 방식입니다.
공기압(Air) 이용 취출
공기압 이용 취출은 금형 내에 설치한 에어 밸브에서 공기를 분출하여, 성형품과 금형 사이에 공기 압력을 가해 성형품을 밀어내는 방법입니다.
이 방식은 주로 PE나 PP 등의 수지를 이용한 얇고 깊은 컵 등의 용기류와 스틸렌(Styrene)계의 성형 재료를 이용한 얇고 투영 면적이 큰 성형품에 적용됩니다. 투영 면적이란 성형품을 위에서 내려다보았을 때의 면적을 말합니다.
동작 원리를 살펴보면, 금형 내부에 코어, 오링, 스프링, 받침판, 펌프 등이 설치되어 있습니다. 사출성형이 완료된 뒤 공기 투입 구멍을 통해 압축 공기가 들어오면, 성형품과 코어 사이에 공기압이 형성되어 성형품이 코어에서 떨어져 나옵니다. 풍선에 바람을 넣으면 부풀어 오르는 것처럼, 공기의 힘으로 성형품을 분리하는 원리입니다.
이번 편 핵심 정리
| 취출 방식 | 특징 및 적용 대상 |
|---|---|
| 원형 핀 | 가장 간단하고 많이 사용, 위치 선정 자유로움 |
| 각 핀 | 좁고 긴 리브 취출에 적합, 피치 간격 주의 필요 |
| 슬리브 | 보스나 원통형 성형품 취출, 내부에 로드 삽입 구조 |
| 스트리퍼 플레이트 | 전 둘레 균일 취출, 얇거나 긴 성형품에 적합 |
| 공기압(Air) | 얇고 깊은 용기류, 투영 면적이 큰 성형품에 적용 |
다음 편에서는 언더컷이 있는 제품의 취출기구에 대해 알아보겠습니다. 일반 언더컷의 처리 방법과 나사 언더컷의 다양한 취출 방식을 자세히 설명합니다.
