금형
金型
1. 개요
똑같은 형태의 결과물을 반복적으로 생산하기 위한 틀 중 금속으로 만들어지는 형틀을 금형이라고 한다. 당장 비슷한 예시로 붕어빵 기계가 있다. 공장 및 대량생산의 필수요소 중 하나. 금속으로 만드는 이유는 내구성 때문인데, 아주 많은 수의 결과물을 생산하기 때문에 합금으로 만들어 내구성을 높이는 경우가 많다. 대신 그런만큼 생산 자체가 어려워 가격이 비싼 경우가 많다. 크게 개방형과 폐쇄형으로 나눌 수 있다.
2. 폐쇄형 금형
상대적으로 성형할 때의 하중이 낮고 폐쇄적인 공간에서 제품을 성형하는 금형을 폐쇄형 금형(Mold)이라고 한다.
폐쇄형 중에서는 플라스틱을 찍어내는 플라스틱 사출 금형이 가장 보편적이며, 이외에도 금속, 고무, 유리 등을 찍어낼 수 있다.
2.1. 압출 금형
특정한 형태로 만든 형틀에 원료를 밀어넣어 가래떡 뽑듯이 쭉 뽑아내는 방식을 말한다. '알루미늄 프로파일'이라고 하는 긴 결과물을 얻기 위해 쓰는 경우가 많은데, 창틀에 쓰이는 새시류가 이런 식으로 생산하는 경우가 많다. 공사판에 보이는 H빔 역시 압출금형으로 생산한다. 압출금형은 사출금형에 비해 크기가 작아질 수 있다는 점에서 비용이 절감되는 부분이 있다. 또, 길게 뽑아낸 뒤 필요한 길이 만큼 잘라내면 된다는 점에서 생산성이 좋다. 그러나 동일한 단면을 가진 긴 형태의 결과물만을 얻을 수 있다는 점에서 제한적이다.
2.2. 사출 금형
가장 많이 활용되는 형태의 금형으로, 나눠진 금형의 두 부분이 수직적으로 만나며 안에 담긴 원료를 특정한 모양으로 찍어낸다. 붕어빵을 찍어내는 형틀이 상/하단으로 나뉘어 기계운동으로 찍어낸다고 생각하면 이해가 쉽다. 움직이는 가동측과 고정되어있는 고정측이 만나는 자리에 얇은 선이 생기는데, 이를 파팅라인 (Parting Line)이라고 한다. 그리고 완성된 결과물을 금형에서 밀핀[1]이라는 것으로 밀어내는 작업을 하는데, 이 때 동그란 밀핀 자국이 생긴다. 프라모델을 조립하다보면 안쪽에 둥그렇게 자국이 있는 경우가 있는데, 그것이 바로 이 자국이다. 파팅라인과 밀핀 자국을 어떻게 생기게 하느냐가 제품의 완성도에 중요한 부분이므로, 설계자의 실력을 결정하는 부분이 된다.
사출기라고 하는 작은 플라스틱 조각을 녹여 금형안으로 주입하는 기계로 형폐된 금형 내부로 주입 한다. 이때 고정측과 가동측의 역할이 각각 분리가 되는데, 고정측은 사출기로 부터 들어온 용융된 플라스틱 액체를 코어 까지 전달한다. 전달되는 순서는 [로케이트링]-[스프루 부쉬]-[런너]-[게이트]-[코어 내부] 순이다.
가동측의 역할은 고정측으로 들어온 용융된 플라스틱 액체가 응고되면 록크 핀으로 가동측에서 안떨어지도록 당겨오고 동시에 밀핀으로 밀어내는 반작용 법칙으로 런너와 제품 부위를 분리 한다.
3. 개방형 금형
폐쇄형 금형과는 다르게 성형 하중이 높고 개구부(開口部)를 가진 금형을 통틀어서 개방형 금형(Die)이라고 한다.
보편적으로는 프레스 금형이 가장 유명하고, 이외에도 단조와 판금기계금형 등이 개방형 금형에 속한다.
3.1. 프레스 금형
사출금형이 플라스틱을 붕어빵처럼 녹여서 굳혀 만드는 형틀에 가깝다면, 프레스 금형은 상하 왕복운동으로 금속을 절단, 굽힘, 찌그러트리는 금속 가공계 금형이다.
프레스 금형 및 프레스 가공 참조.
4. 국가기술자격
순의 자격증이 존재한다.
5. 같이 보기
[1] 이 용어는 정확히 말하자면 트기말이다. 우리말의 '밀다'에서 어근 '밀'과 영어의 'PIN'이 합해진 용어라 국어/영어 사전에는 전혀 나오지 않는데, 인터넷에 이게 뭔지 물어보는 내용도 많다. 굳이 영어 단어로 바꾸자면 Eject Pin으로 사용하는 것이 맞다. 실제 금형에서 사용하는 용어는 우리나라의 경우 일본에서 들여온 기술이 많아 일본어 잔재가 상당히 많은 편, 그나마 이것은 일본식 용어는 아니니...