레이아웃 도면 작성의 중요성: 금형 제작의 첫걸음

금형제작은 정밀한 엔지니어링과 창의성이 어우러진 예술과도 같습니다.

이 과정의 첫걸음인 '레이아웃 도면 작성'은 금형제작의 기초이자 가장 중요한 단계 중 하나입니다.

 

이 글에서는 레이아웃 도면의 중요성과 금형제작 과정에서의 그 역할에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

 

레이아웃 도면의 정의

레이아웃 도면은 제품의 설계와 금형제작 과정을 구상하는 초기 단계에서 매우 중요합니다. 이 도면은 제품이나 금형의 크기, 형태, 그리고 기능적 요소들을 시각적으로 표현하는 도구입니다. 정확한 레이아웃 도면은 효율적이고 정확한 금형제작을 위한 지침서 역할을 합니다.

 

레이아웃 도면의 중요성

레이아웃 도면 작성은 금형제작 과정에서 결코 간과할 수 없는 단계입니다. 이는 다음과 같은 여러 가지 이유로 중요합니다:

1. 설계 오류 최소화

레이아웃 도면은 금형제작 전에 가능한 모든 설계 오류를 발견하고 수정하는 데 도움을 줍니다. 초기 단계에서 문제를 해결함으로써, 비용과 시간을 절약할 수 있습니다.

2. 명확한 커뮤니케이션

레이아웃 도면은 제작자, 설계자, 그리고 클라이언트 간의 명확한 커뮤니케이션 도구 역할을 합니다. 모든 관계자가 동일한 시각적 참고 자료를 가지고 작업함으로써, 오해의 소지를 줄일 수 있습니다.

3. 효율적인 제작 과정

정확하고 상세한 레이아웃 도면은 금형제작 과정을 효율적으로 만들어 줍니다. 각 단계가 체계적으로 기획되고 실행될 수 있도록 하는 것입니다.

레이아웃 도면 작성 시 고려사항

레이아웃 도면을 작성할 때는 다음과 같은 사항들을 고려해야 합니다

• 정확성: 도면은 실제 제품의 크기, 모양, 기능을 정확하게 반영해야 합니다.
• 상세함: 모든 필수적인 정보와 치수가 포함되어야 합니다.
• 명확성: 도면은 이해하기 쉽고, 모든 관계자가 쉽게 해석할 수 있어야 합니다.

 

레이아웃 및 제품도의 검토

 1. 금형 사이즈 결정 시 검토사항

(1) 양산 적용 사출기 사양 양산 적용 예정의 사출기 사양을 검토하여 그 사출기의 사양에 맞게 금형 사이즈를 결정하거나, 역으로 그 제품을 양산할 수 있는 금형의 최소 사이즈에 맞게 사출기를 선정한다.

(2) 금형 캐비티(cavity) 수 목표 생산량에 적절한 금형의 캐비티 수를 결정한다. 이때 캐비티 수를 증가하여 제품의 제조원가를 절감할 수 있는 경우와 반대로 금형 비용 증가에 따른 감가비용 및 관리비용 증가의 상호관계를 적절히 판단하여 결정한다.

(3) 형체력 검토 제품 하나의 투영 면적과 캐비티 수를 곱하여 전체 투영 면적을 구한 후 단위면적당 사출 압을 반영하여 형체력을 구하여 사출기 사양을 결정한다.

• ABS: 350~400 kg/㎠
• HIPS: 300~350 kg/㎠ 
• PP: 300~350 kg/㎠

(4) 기타 사항 금형의 최소/최대 두께, 형개거리, 타이바 간격 등, 적용 사출기의 사양을 고려하여 금형 사이즈를 결정한다.

 

반응형

 

2. 제품 검토 항목

(1) 파팅 라인(parting line) 성형품을 금형에서 빼낼 때에는 금형을 분할하여 형개 하여야 하므로 금형에서 빼낸 성형품 표면에는 금형의 분할면이 되는 부분에 가는 선이 남게 된다. 이와 같이 성형품 표면에 생긴 금형 분할면의 흔적, 선을 파팅 라인(parting line)이라고 한다. 아래의 그림과 같이 칫솔 몸체의 화살표 부분의 가는 선이 파팅 라인이며, 그 선을 중심으로 금형의 상하가 분리되었단 것을 알 수가 있다.

파팅 라인 예시 1

 

파팅 라인 예시 2

 

 

(2) 빼기 구배 금형에서 성형품을 이형시키기 위해서는 제품에서 금형 이형 방향으로의 모든 면에서 빼기 구배를 적용해야 한다. 빼기 구배를 주지 않거나 너무 적게 줄 경우 금형에서 제품이 이형이 되지 않거나 이형이 되어도 파손이 발생하기 쉽고, 제품 면에 긁힘 현상이 나타난다. 이럴 경우 이형을 돕기 위해 이형제를 뿌리는 경우가 있으나 생산성에 차질을 빚을 수 있다.

상자형사의 빼기 구배

 

 

3. 언더컷 및 제품 취출 방식 검토

제품에 언더컷이 있는가, 없는가를 우선 검토 후 어떤 방식으로의 취출이 바람직한지 검토한다.

• 언더컷이 캐비티 측인지, 제품 내측인지 검토한다.
• 슬라이드코어(slide core), 경사핀(angular pin), 에어 실린더(air cylinder), 유압실린더, 특수 CAM, 경사 코어 등의 사용여부를 검토한다.
• 안전장치 또는 리미트(limit) 스위치의 필요성, SLIDE와 EJECTOR의 취출 방법을 검토한다.
• 취출 밸런스가 적당한지 검토한다.

4. 금형강도

제품 외곽면에 너무 치우친 리브(rib) 및 보스(boss) 또는 간격이 너무 좁은 깊은 리브에 의해 코어의 형상이 취약하여 강도에 영향을 줄 수 있는 지 검토한다.

제품 측벽에 치우친 보스에 의해 금형 취약부 발생 예

 

 

 

레이아웃 도면 작성하기

 1. 부품도면 및 모델링을 검토한다.

부품도면 또는 사양서에 나와 있는 원재료 정보를 파악하여 적절한 수축률을 적용하고, 향후 양산 시 문제점들을 최소화하기 위하여 부품 모델링을 검토하여 검토보고서를 작성, 부품설계자와 협의한다.

 

1. 부품도에 명시된 원재료를 확인한다.

 

2. 모델링을 검토하여 검토보고서를 작성 협의한다

 

2. 레이아웃 도면을 작성한다.

1. 양산처 사양을 검토한다. 양산처 사출기 사양을 검토하여 금형의 사이즈를 결정한다. 역으로 협의된 금형의 캐비티 수를 적용 적절한 금형사이즈를 결정하고 그에 따른 사출기를 선정 및 제안하기도 한다.

2. 금형 레이아웃(layout) 도면을 작성한다. 기 협의된 부품 검토서 및 사양 협의를 근거로 금형 레이아웃 도면을 작성한다.

사출기의 예

 

 

마무리

레이아웃 도면 작성은 금형제작의 성공을 위한 필수적인 첫 단계입니다. 이 도면은 설계 오류를 최소화하고, 명확한 커뮤니케이션을 촉진하며, 효율적인 제작 과정을 보장합니다. 금형제작의 모든 단계가 중요하지만, 레이아웃 도면 없이는 그 어떤 것도 시작할 수 없습니다. 따라서, 정확하고 상세한 레이아웃 도면 작성에 충분한 시간과 노력을 투자하는 것이 매우 중요합니다.

 

 

 

금형 재료

 

금형 정비 및 보수 방법