금형이란 무엇인가? , 사출금형 기본구조 설계

[허재봉]

금형[金型, metallic pattern]
*요약
금속성의 형(型)이며 금속으로 만든 주형(鑄型), 플라스틱 성형용(成型用) 형, 금속제 형 등이 있다.

*본문
 주요한 것으로는 주물(鑄物)을 만들 때에 사용하는 철이나 그 밖의 금속으로 만든 주형(鑄型), 플라스틱 등의 성형용(成型用)으로 사용되는 것, 위아래의 형(型) 사이에 금속의 얇은 판이나 플라스틱판 등을 끼우고 정해진 형상으로 압축해서 완성하기 위해 사용하는 금속제 형 등이 있다.
 주물용 금형인 경우에는 부어 넣는 금속의 녹는점이나 부어 넣을 때 녹은 금속에 가해지는 압력이 높을수록 강력한 형이 요구된다. 보통, 금형 주물로는 보통강이 쓰이나, 필요에 따라서 내열강·공구강(工具鋼)이 사용된다. 플라스틱 성형용의 형의 경우, 성형압(成型壓)이 높을 때에는 경화(硬化)한 강이 사용되고, 저압력일 때에는 구리합금이 사용된다.
 최근에는 플라스틱의 정밀한 모양의 성형에는 베릴륨구리의 금형이 이용된다. 이러한 성형용 금형은 모서리 등이 빨리 닳아 모양이 망가지는 것을 방지하기 위해 표면에 크로뮴도금을 한다. 금형을 만들기 위해서는 보통 조각을 하는데, 복잡한 형은 조각비가 많이 들고, 제품의 수량이 적으면 값이 높아진다. 앞에서 말한 베릴륨구리는 이에 대해 정밀주조로 형이 만들어지므로, 형이 많이 필요할 때에는 유리하다. 

- 사출금형 기본구조 설계

 1.고정측 형판에 캐비티를 설치하느냐 코어를 설치하느냐 결정

 2.금형가공성을 고려하여 결정.

 3성형품의 외관 품질에 준하여 위치결정

 4.피팅라인 흔적의 후가공여부 고려 결정.

- 캐비티 코어의 결정

 1. 생산수량 및 사출기 제원에 준한 캐비티수 결정,

      일반적으로 생산수량이 적거나 성형품이 클 경우, 정밀도가 높은 경우는 원 캐비티 및 2~4 캐비티 적용

 2. 캐비티의 배열.

 3. 캐비티와 하코어의 가공 형식은?

    가공의 용이성, 정밀도 및 강도를 고려하여

    일체식/분할식의 결정.

    형판에 직접 가공하는가 인서트방식인가를 결정.

- 런너와 게이트방식의 결정

 1. 성형품의 외관 및 기능을 고려하여 결정.

 2. 성형성 및 성형 불량을 고려하여 결정.

 3. 스푸루와 건너, 게이트의 크기 및 위치/개수 결정.

- 언더컷 처리방식의 결정

 1. 금형 구조가 간단하고 작동이 원할한 구조로 결정.

 2. 슬라이드 코어의 자국에 의한 외관 및 기능손상 주의.

 3. 금형의 강도 및 내구성 유지를 위한 구조 채택.

- 성형품 취출 방식의 결정

 1. 취출시 성형품의 밸런스를 고려하여 이젝팅방식 결정.

 2. 취출시 변형, 백화 등의 불량을 고려하여 다른 영향인자와 연계하여 범위 결정.

- 온도조절 방식의 결정

 1. 가능한 한 금형 전체를 균일하게 냉각하는 구조로 결정.

 2. 성형사이클 타임 고려하여 결정.

- 형판의 크기와 구조의 결정

 1. 형체결력, 사출압력에 대한 변형 고려.

 2. 성형기 시방에 부합되는 형판크기.

- 금형재료의 결정

 1. 성형품의 외관 및 치수품질에 적합한 코어 및 캐비티의 재료를 결정한다.

 2. 반복적인 작업이 계속되거나, 열에 의한 영향으로 마모 및 변형이 예상되는 부품은

     합금공구강을 선택하여 열처리후 사용하도록 결정.

- 금형 치수의 결정

 1. 코어 및 캐비티 형상의 치수를 위한 목표치수를 결정한다.

 2. 몰드 베이스 및 요소부품 규격품의 치수를 감안하여 금형각 부품의 치수를 결정.