사출 금형 만들기 전에 3D프린팅으로 검증하는 방법

사출 금형은 비쌉니다. 간이 금형이 200만~500만 원, 양산 금형은 수천만 원입니다. 그런데 금형을 만든 뒤에 설계가 바뀌면 이 비용이 통째로 날아갑니다.

실제로 금형 수정은 흔합니다. 조립해보니 안 맞는다, 손에 쥐어보니 그립감이 다르다, 내부 부품이 간섭한다. 이런 문제는 도면으로는 알기 어렵습니다.

금형을 파기 전에 3D프린팅으로 먼저 확인하면 이 위험을 줄일 수 있습니다.

금형 수정이 비싼 이유

금형은 강철 덩어리를 정밀하게 깎아서 만듭니다. 한 번 깎은 형상을 되돌리기 어렵습니다.

한 번 수정하면 비용과 일정이 함께 밀립니다. 두 번 수정하면 간이 금형 하나 값이 더 들 수 있습니다.

3D프린팅으로 검증할 수 있는 것

1단계: 형상 확인

가장 기본입니다. 화면 속 3D 모델을 실물로 만들어 손에 쥐어봅니다.

• 크기가 예상과 맞는가
• 곡면이 자연스러운가
• 손에 쥐었을 때 그립감이 맞는가
• 버튼 위치가 자연스러운가

FDM으로 충분합니다. 비용은 1만10만 원, 납기는 당일1일입니다. 정밀도를 따질 단계가 아닙니다. 가장 싼 방법이 맞습니다.

2단계: 조립 확인

부품이 여러 개인 제품이면 끼워봐야 합니다. 뚜껑이 닫히는지, 기판이 들어가는지, 나사 체결이 되는지를 확인합니다.

• 부품 간 간섭 여부
• 끼워 맞춤 공차
• 조립 순서와 작업성
• 커넥터·스위치와의 간섭

SLA가 적합합니다. FDM보다 정밀도가 높아 ±0.1mm 수준으로 맞출 수 있습니다. 비용은 3만20만 원, 납기는 12일입니다.

조립 공차 설계가 처음이면 3D프린팅 조립 공차 가이드를 먼저 보시면 됩니다.

3단계: 기능 테스트

실제로 작동하는지 확인합니다. 기판을 넣고 전원을 켜보거나, 유체가 지나가는 부품에 물을 흘려봅니다.

• 내열성: 열이 가해지는 부품
• 내화학성: 약품에 닿는 부품
• 강도: 하중을 받는 브라켓
• 유연성: 스냅핏·래치 작동

SLS 나일론이 가장 많이 쓰입니다. PA12는 내열성과 강도가 높아 기능 테스트에 적합합니다. 비용은 5만30만 원, 납기는 23일입니다.

강도가 더 필요하면 카본파이버 소재나 출력 방향과 강도를 참고하시면 됩니다.

4단계: 소량 생산 테스트

금형 없이 10~50개를 만들어 시장에 내보는 단계입니다. 고객 반응을 확인하거나 전시회에 쓰는 용도입니다.

• 소량 선행 생산
• 전시용 샘플
• 고객 테스트 배포

이 수량이면 진공주형이 유리합니다. 3D프린팅으로 마스터 모델을 만들고 실리콘 틀을 떠서 복제합니다. 개당 단가가 3D프린팅 직접 출력보다 낮아지는 구간입니다.

비용은 시제품 제작 비용에서 방법별로 비교했습니다.

검증 단계별 방식과 비용

4단계를 전부 거치는 경우도 있지만, 대부분은 1~2단계면 금형 수정을 충분히 줄입니다. 형상 확인 한 번에 10만 원이 들더라도 금형 수정 한 번(100만 원+)을 막으면 이득입니다.

사출용 설계를 3D프린팅할 때 주의할 점

사출과 3D프린팅은 설계 제약이 다릅니다. 사출용으로 설계한 파일을 그대로 3D프린팅하면 문제가 생기는 경우가 있습니다.

사출용 설계 파일을 3D프린팅 검증에 쓰는 것은 문제없습니다. 다만 3D프린팅으로 OK가 나왔다고 사출에서도 OK인 것은 아닙니다. 사출에서는 수축, 웰드 라인, 싱크 마크 같은 성형 고유의 문제가 추가됩니다.

3D프린팅 검증은 설계 의도를 먼저 확인하는 단계입니다. 사출 성형 자체의 검증은 간이 금형(시사출)으로 합니다.

실제 진행 순서

1. 3D 파일(STEP 또는 STL)을 준비합니다
2. 검증 목적을 정합니다 (형상·조립·기능)
3. 목적에 맞는 방식과 소재를 선택합니다
4. 시제품을 받고 확인합니다
5. 문제가 있으면 설계를 수정합니다
6. 필요하면 2~5를 반복합니다
7. 형상이 확정되면 금형 제작에 들어갑니다

이 과정에서 3~5번이 비용을 절약하는 구간입니다. 3D프린팅은 1~3일이면 수정본이 나오므로 빠르게 반복할 수 있습니다.

파일 형식이 맞는지 확인하려면 3D프린팅 파일 형식 정리를 참고하시면 됩니다.