사출금형 구조 및 각 부품의 기능
안녕하세요? 오늘은 산업 현장에서 널리 사용되는 필수 치공구라 할 수 있는 플라스틱 사출 금형의 구조와 각 부품의 명칭, 기능과 역할에 대해 공부해 보도록 하겠습니다.
실제 현장에서 사출을 하는 사람들조차 기본적인 용어나 원리를 모르고 하는 사람들이 대부분입니다.
생산, 제조 현장에서 직접적으로 관련이 되는 사람들은 당연히 알아야 할 것이며 간접적으로 구매, 마케팅, 개발 등의 직군도 알아야 할 것이며 인사, 재무 등의 부서에서도 알아두면 다양하게 조직생활에서 도움이 될만한 내용입니다.
■ 사출 금형의 구조
사출금형 3단 금형 닫힌상태(왼쪽)와 열린 상태(오른쪽) 그림을 참고하여 3단 금형의 구조를 이해 바랍니다.
사출금형 2단 금형의 닫힌상태(왼쪽)와 열린 상태(오른쪽) 그림이니 금형 구조에 대해 참고하여 3단 금형과의 차이점을 비교해 보시기 바랍니다.
■ 사출금형 각 부품의 기능 설명
1. 로케이트링(Locate ring)
사출기의 노즐과 금형의 스푸루 부시의 구명을 일치시키기 위해서 금형을 고정할 때 위치 결정 가이드를 위해서 상 고정판에 고정된 링 모양의 형태이고 설치 상태에 따라 스푸루 부시를 늘려서 빠짐을 방지하기도 합니다.
고정 측 고정 플레이트의 카운터 보어 위치에 들어가 볼트로 고정된 다음 스푸루 부싱과 성형기 노즐 구멍과의 중심을 유지합니다.
2. 런너 록 핀(Runner Lock pin)
스푸루 록 핀은 금형 열림을 할 때 고화된 런너 내의 수지와 용융 상태인 스푸루 내의 수지를 쉽게 분리시키기 위한 것이며 런너 록 핀 역시 핀 게이트 등에서 런너를 인장하고 성형품과 게이트를 분리시키기 위한 역할을 합니다.
3. 볼트(Bolt)
거의 모든 산업 현장에서 물건을 체결할 때 사용되는 부품이며 금형에서는 육각렌치 볼트와 무두 볼트가 주로 사용됩니다.
4. 스프루 부시(Spru bush)
스프루 부시는 사출기의 노즐로부터 용융 플라스틱을 공급받아 금형의 캐비티 내에 충전시키는 첫 관문이고 스푸루 부시의 직경과 길이는 금형의 형태와 사출기의 형태에 따라서 달라집니다.
또한 스프루 부시는 스프루를 쉽게 뽑을 수 있도록 테이퍼를 주어야 하고 스프루의 직경은 노즐의 직경보다 크게 하여 고압에 견딜 수 있도록 높은 강도가 있는 재질로 하며 노즐과의 접촉면에 대하여 열 부도율이 적게 발생하도록 접촉면은 적게 해 줍니다.
수프루부시는 냉각 고화된 수지를 쉽게 밀어내기 위해서 2~4도 정도의 테이퍼를 주고 스프루를 설계할 때는 사용 수지의 특성, 성형품의 형상 등의 제한을 받으니 처음부터 설계를 잘하여야 합니다.
5. 런너(Runner)
런너는 스프루와 캐비티를 연결하는 홈이나 통로를 말하며 용융 수지는 이 곳을 유동하여 게이트를 거쳐 캐비티로 들어갑니다.
런너의 길이는 사출 압력 감소를 최소화하기 위하여 런너에서의 냉각 비율 역시 길이에 비례하므로 가능한 짧은 것이 좋으며 1 Shot에서 여러 개 배내를 할 경우 메인 런너만으로는 어려울 때는 보조 런너를 이용하는데 이 대 단면적은 메인 런너와 동일하게 합니다.
6. 스톱 볼트(Stop bolt)
스톱 볼트는 3단 구조 금형에서 런너 스트리퍼 플레이트가 인장 볼트에 의하여 당겨질 때 적정 길이로 움직일 수 있도록 제한을 해줍니다.
7. 풀러 볼트(Puller bolt)
삼단 금형에서 최종적으로 상원판과 하원판을 분리시키며 상원판을 끌어당기는 역할을 합니다.
8. 풀러록(Puller lock)
3단 금형에서 사용되는 부품으로 런너 스트리퍼가 먼저 작동되고 상, 하원판이 최종적으로 열리게 하는 역할을 합니다.
9. 서포트 핀(Support pin)
삼단 금형에서 사용되는 부품으로 상원판과 런너 스트리퍼판 상 고정 판이 분리됨에 따라 처지지 않도록 지지해 주는 부품을 말합니다.
10. 가이드 부시(Guide bush)
금형이 열리고 닫힐 때 가이드 핀을 정확히 안내해 주는 것으로 베어링 역할을 합니다.
11. 상 코어
성형품의 내면을 형성하기 위한 금형의 돌출 부분 플런저, 언더 컷부를 성형하기 위하여 사용되는 금형 부분으로 금형에서 중공체를 성형시키기 위한 내부형, 금형 내의 냉각수 홈이나 히터용으로 뚫은 구명 샌드위치 구조의 심재를 말합니다.
16. 슬리브 핀(Sleev pin)
슬리브와 암수 상태로 작동하며 슬리브 핀은 하측 고정판에 고정시켜야 하고 일반적으로 깊은 보스에 많이 적용됩니다.
17. 이젝터 핀(Ejector pin)
이젝터 플레이트에 고정되어 있어 금형이 열릴 때마다 이젝터 플레이트와 함께 전진하여 코어에 있는 성형품을 뽑아내기 위해서 사용됩니다.
20. 이젝터 가이드핀(Ejector guide pin)
이젝터 플레이트가 정확한 직진 운동을 할 수 있도록 하기 위하여 사용되는 핀입니다.
34. 쐐기 블록
사출 압에 코어의 밀림을 방지하는 아주 중요한 부품으로 반드시 X, Y축 각 1 개식 설치해야 하고 금형 내부의 코어를 형판에 분해, 조립이 원활하게 하기 위한 목적도 있습니다.
35. 테이퍼 핀
금형의 개폐 시 편심을 최소화시키기 위한 부품입니다.
39, 리턴 핀(Return pin)
금형이 닫힐 때 이젝터 핀이나 스프루 록핀을 원래의 위치로 돌아가게 하기 위한 핀을 말하고 금형이 닫힐 때 이젝터 핀의 선단이 캐비티 내면에 상처를 내지 않도록 이들을 모두 이젝터 플레이트에 고정되어 있습니다.
40. 리턴 스프링(Return spring)
금형에서는 일반적으로 코일 스프링과 사각 스프링을 사용하며 밀핀 후퇴 및 슬라이드 코어 등에 적용됩니다.
42. 앵귤러 핀(Angular pin)
금형을 개폐할 때 금형 내부에서 슬라이드 코어를 움직이는 핀입니다.
43. 슬라이드 코어(Slide core)
언더컷이 있는 성형품을 성형하기 위해 금형 내에서 작동하는 코어를 말하며 코어의 움직임은 일반적으로 앵귤러핀이나 앵귤러 캠에 의하여 작동하지만 길이가 긴 코어의 빼내기에는 랙과 피니언 유압실린더도 사용됩니다.
44. 로킹 블록(Locking block)
금형 내의 슬라이드 코어나 편 등을 임의의 위치에 고정하고 성형 수지의 사출 압력에 의하여 움직이지 않도록 하기 위한 부품을 말합니다.
이상으로 사출금형 3단 금형, 2단 금형의 몇 가지 부품의 기능에 대해 알아보았습니다.
플라스틱 사출 성형의 품질에 미치는 영향이 말할 수 없이 많은 인자들이 있지만 우선 사출성형기, 금형, 성형 조건은 가장 중요한 요소라고 할 수 있겠습니다.
사출금형의 상태가 좋지 않으면 사출성형기와 조건이 최적이라 해도 좋은 품질의 제품을 기대할 수는 없을 것입니다.
생산, 제조 현장에서 사출금형의 상태를 생산 전후에 메인터넌스 하여 항상 최적의 금형 상태를 유지하여야 하겠습니다.
