금형 · 사출

몇천 개를 찍어내야 하는데 CNC 견적이 부담스럽다면, 금형·사출 전환을 고민할 시점입니다. 금형은 제품을 찍어내기 위한 금속 틀이고, 사출 성형은 그 틀에 녹인 플라스틱을 고압으로 주입해 굳히는 공정입니다. 틀을 한 번 만들면 같은 품질의 부품이 초 단위로 복제되므로, 개당 비용이 절삭 가공과 비교할 수 없이 낮아집니다.

대신 금형 제작이라는 초기 투자와 기간이 필요합니다. 그래서 사출 발주의 본질은 '이 수량이면 금형비를 갚고도 남는가'라는 계산이고, 그 앞 단계(설계 검증)는 CNC·3D 프린팅으로 미리 끝내 두는 편이 낫습니다.

금형은 제품 모양을 만드는 코어(수형)와 캐비티(암형), 수지가 흘러 들어가는 길(스프루·러너·게이트), 굳은 제품을 밀어내는 이젝터, 온도를 잡는 냉각 회로로 구성됩니다. 두 틀이 만나는 경계선이 파팅라인이고, 제품 표면에 미세하게 남습니다.

이 구조 용어를 알아두면 검토 회신을 읽기 쉬워집니다. 게이트 위치는 외관 자국과 수지 흐름을, 이젝터 배치는 취출 자국을, 냉각 설계는 변형과 사이클 시간을 좌우합니다. 언더컷(빠지지 않는 형상)이 있으면 슬라이드 같은 추가 기구가 붙어 금형비가 올라갑니다.

QDM(Quick Delivery Mold)은 이름 그대로 빨리 만드는 간이 금형입니다. 금형 구조를 단순화하고 코어 재질을 절삭이 빠른 쪽으로 선택해 제작 기간과 비용을 줄입니다. 대신 수명이 짧아 수천 개 이하급 생산에 맞습니다.

양산 금형은 내구 강재(열처리 공구강)로 만들어 수명이 길고 사이클·품질 안정성이 높습니다. 투자 리스크가 걱정되신다면, 시장 반응을 먼저 확인한 뒤 전환하는 순서를 권합니다. 실리콘 틀로 소량 복제하는 진공주형은 금형 이전 단계의 대안으로 함께 검토됩니다.

사출 사이클이 궁금하시다면, 한 부품이 나오는 과정을 순서대로 살펴보겠습니다.

1. 형체: 금형 두 틀을 닫고 고압으로 잠급니다.
2. 사출: 녹인 수지를 캐비티에 고속·고압으로 주입합니다.
3. 보압: 수축을 메우도록 압력을 유지합니다.
4. 냉각: 수지가 굳을 때까지 온도를 잡습니다. 사이클 시간의 대부분을 차지합니다.
5. 취출: 금형을 열고 이젝터가 제품을 밀어냅니다.

이 사이클이 초~수십 초 단위로 반복되며 수량을 만들어냅니다. 냉각이 사이클의 병목이라, 살두께 설계가 곧 생산 단가 설계입니다.

• ABS: 외관·강도 균형의 범용 표준입니다. 도장·인쇄 대응이 좋습니다.
• PC·PC/ABS: 내충격·내열이 필요한 외장에 쓰입니다.
• PP: 내약품·힌지 특성·저비용의 생활·산업 부품 표준입니다.
• POM·나일론(PA, 유리섬유 강화 포함): 기어·기구 부품 등 기능 부품에 쓰입니다.
• 투명 계열(PC·PMMA): 투명 부품 사출에 쓰이며 금형 사상 수준이 품질을 좌우합니다.

수지 선택 기준(강도·내열·투명·흡습)은 플라스틱 소재 문서와 같은 원리입니다. 사출에서는 여기에 유동성·수축률이 더해져 금형 설계와 함께 확정됩니다.

다이캐스팅은 플라스틱 대신 녹인 알루미늄 합금을 금형에 쏘는 공정입니다. 방열·강성·금속 질감이 필요한 하우징을 양산할 때 선택하며, 대표 합금이 ADC12입니다. 주조 특성상 내부 기공 관리와 후가공(정밀부 CNC)이 품질을 좌우합니다.

• 구배(빼기 기울기): 수직 벽에는 빠짐 방향으로 기울기를 줍니다. 없으면 취출 시 긁힘·변형이 생깁니다.
• 균일 살두께: 두께 편차는 싱크(움푹 자국)·휨의 근원입니다. 두꺼운 덩어리는 리브 구조로 바꿉니다.
• 언더컷 최소화: 빠지지 않는 형상은 슬라이드 기구를 부르고 금형비를 올립니다.
• 리브·보스 비율: 살두께 대비 과한 리브·보스는 표면 싱크를 만듭니다.
• 게이트·이젝터 자국 위치: 외관면을 피하도록 검토 단계에서 협의합니다.

사출 공차는 수지 수축률의 지배를 받아 절삭보다 느슨하게 관리됩니다. 조립에 중요한 치수만 선별해 지정하고, 정밀 끼워맞춤은 사출 후 후가공이나 인서트 부품으로 잡는 방식이 표준입니다.

표면은 금형 사상(연마·부식 처리) 수준이 그대로 복제됩니다. 유광·무광·부식(텍스처) 요구가 있으시면 견적 단계에서 지정해 주세요. 금형 사상 계획에 그대로 반영됩니다.

금형비는 부품 크기, 캐비티 수(한 번에 몇 개를 찍는가), 언더컷·슬라이드 유무, 금형 강재 등급, 표면 사상 수준이 결정합니다. 개당 사출비는 사이클 시간(살두께·냉각)과 수지 가격, 수량이 결정합니다.

비용이 걱정되신다면 언더컷 제거, 살두께 균일화(사이클 단축), 외관 요구 부위 선별 순으로 점검해 보세요. 수량 계획이 서 있다면 QDM에서 양산 금형까지 단계 전략을 함께 세우면 총비용을 줄일 수 있습니다.

• 3D 파일: STEP 형식이 기본입니다. 2D 도면이 있으면 공차 부위 표시에 유리합니다.
• 예상 수량: 초도 수량과 연간 수량 계획이 방식(QDM·양산) 판단의 핵심입니다.
• 수지·색상: 지정 수지가 있으면 명기하고, 없으면 사용 조건(강도·내열·인증)을 적어 주세요.
• 외관 요구: 유광·무광·부식(텍스처), 게이트 자국 회피면을 표시해 주세요.
• 조립 정보: 상대 부품·인서트(너트류) 여부를 알려 주시면 설계 검토가 빨라집니다.