사출 금형 기본 구조 백서 — 금형 부품 이해를 통해 품질과 리스크를 판단하는 기준

1. 왜 한국 금형 프로젝트에서 ‘부품 구조 이해’가 중요해졌는가

사출 금형은 단순히 제품 형상을 만드는 도구가 아니라, 반복 생산을 전제로 한 정밀 산업 설비이다. 금형의 품질은 외관이나 단기 시사 결과만으로 판단하기 어렵고, 실제 안정성은 내부 구조와 부품 설계에서 결정된다.

최근 한국 금형 업계에서는 비표준 금형, 복합 구조, 단납기 프로젝트가 증가하면서 금형 부품 단위에서의 설계 합리성이 품질과 직결되는 핵심 요소로 인식되고 있다. 이 때문에 금형을 평가할 때도 “어떤 부품이 어떻게 구성되어 있는가”를 이해하는 것이 점점 중요해지고 있다.

2. 사출 및 러너 계통: 충전 안정성을 결정하는 기본 구조

2.1 스프루 부시(Sprue Bush)의 역할과 중요성

스프루 부시는 사출기 노즐과 직접 접촉하며, 용융 수지가 금형 내부로 처음 유입되는 관문이다. 이 부품의 정렬 상태와 가공 품질은 충전 균일성, 수지 흐름 안정성에 직접적인 영향을 준다.

스프루 부시의 미세한 편심이나 마모는 사출 압력 손실, 수지 난류, 번(burr) 발생의 원인이 될 수 있기 때문에 단순한 연결 부품으로 취급해서는 안 된다.

2.2 위치결정 링과 러너 분리 구조

위치결정 링은 금형과 사출기의 중심 정렬을 보조하는 부품으로, 반복 생산 시 재현성을 높이는 역할을 한다.
러너 풀러 핀과 라인 구조는 개방 시 러너가 안정적으로 분리되도록 도와주며, 러너 잔존으로 인한 생산 중단을 방지한다.

3. 가이드 및 정렬 계통: 금형 수명을 좌우하는 핵심 요소

3.1 가이드 포스트·가이드 부시 구조

가이드 포스트와 가이드 부시는 전·후금형이 항상 동일한 위치로 맞물리도록 유도하는 기본 장치이다. 정렬 오차가 누적될 경우 캐비티 마모, 제품 편심, 금형 파손으로 이어질 수 있다.

이 구조는 단순한 ‘보조 부품’이 아니라, 금형 전체 정밀도의 기준선이라고 볼 수 있다.

3.2 경사 핀과 슬라이드 구동 메커니즘

경사 핀은 슬라이드(행위)를 반복적으로 이동시키는 역할을 하며, 언더컷 구조 성형에 필수적이다. 이 구조는 각도 설정, 마찰 관리, 복귀 안정성이 동시에 고려되어야 하며, 설계 단계에서의 판단이 매우 중요하다.

4. 슬라이드 및 측면 코어 구조: 복잡 형상 대응의 핵심

4.1 슬라이드 구조의 필요성

제품 측면에 돌기, 홈, 언더컷이 존재할 경우 슬라이드 구조는 필수적이다. T형 슬롯이나 도브테일 구조는 슬라이드의 직진성과 반복 위치 정밀도를 확보하기 위한 설계 방식이다.

슬라이드 구조는 제품 형상 대응뿐 아니라, 장기 생산 시 마모 관리 관점에서도 중요한 판단 요소가 된다.

4.2 락킹 구조의 역할

고압 사출 조건에서는 슬라이드가 후퇴하려는 힘을 받게 된다. 락킹 블록은 이를 물리적으로 제어하여 성형 중 형상 변형을 방지한다.
락킹 구조가 부적절할 경우, 제품 치수 불량은 물론 슬라이드 파손으로 이어질 수 있다.

5. 이젝션 계통: 탈형 안정성과 직결되는 구조

5.1 이젝터 핀과 슬리브 구조

이젝터 핀은 가장 기본적인 배출 장치이며, 슬리브는 원통형 제품이나 중심 홀이 있는 제품에 사용된다.
이젝션 구조에서 중요한 것은 “힘”이 아니라 “균형”이며, 잘못된 위치 선정은 제품 백마크, 변형의 원인이 된다.

5.2 경사 이젝터와 리턴 구조

언더컷 제품에서는 경사 이젝터가 사용되며, 이젝션 후 충분한 이격 거리가 확보되지 않으면 제품 손상이 발생할 수 있다.
리턴 핀은 이젝터 플레이트가 완전히 복귀되었는지를 보장하며, 금형 충돌 사고를 방지하는 안전 요소이다.

6. 냉각 및 온도 제어 구조: 사이클과 품질을 동시에 결정

6.1 냉각 수로의 설계 의미

냉각 수로는 단순히 온도를 낮추는 역할이 아니라, 금형 온도를 일정하게 유지하는 것이 목적이다.
냉각 불균형은 수축 차이, 변형, 사이클 타임 증가로 직결된다.

6.2 단열과 장비 보호

단열판은 고온 금형에서 발생하는 열이 사출기로 전달되는 것을 차단하며, 장비 보호와 장기 안정 운용에 기여한다.

7. 인서트와 특수 가공: 설계 유연성과 유지보수성

인서트 구조는 재료 절감, 가공 효율, 배기 개선을 동시에 고려한 설계 방식이다. 특히 깊은 리브, 원통 형상, 정밀 구간에서는 인서트 적용 여부가 금형 완성도를 크게 좌우한다.

EDM 전극은 절삭이 불가능한 형상을 구현하기 위한 필수 수단으로, 금형 형상 자유도를 높이는 핵심 요소이다.

8. 결론: 좋은 금형은 ‘부품 수’가 아니라 ‘구조 판단’에서 결정된다

금형 품질은 특정 부품 하나로 결정되지 않는다. 각 부품이 어떤 역할을 수행하고, 서로 어떤 관계를 가지는지에 대한 구조적 이해가 있어야만 안정적인 금형이 완성된다.

한국 금형 프로젝트에서 점점 중요해지는 것은 단순한 가공 능력이 아니라, 이 구조를 얼마나 정확히 설계 단계에서 판단할 수 있는가이다.
이 기준이 명확할수록, 금형 품질과 납기 리스크는 현저히 낮아진다.