Formlabs와 IPC가 공개한 진공성형 연구를 설명하기 위해 만든 이미지입니다. 실제 연구 사진은 아닙니다.
얇은 플라스틱 커버 20개가 필요할 때가 있습니다. 알루미늄 금형을 외주로 만들면 부품보다 금형 제작 기간이 더 길 수 있습니다.
IPC는 Rigid 10K Resin으로 진공성형 금형을 출력해 두께 3mm PS 시트를 성형했습니다. 이 글은 Formlabs가 공개한 진공성형 금형 연구를 바탕으로 정리했습니다.
첫 금형은 2회 뒤 파손됐습니다
처음부터 20개가 나온 것은 아닙니다. 냉각 구조가 없던 V1 금형은 2회 성형 뒤 온도가 높아졌고 고정부에서 파손됐습니다.
V2에는 냉각 유로를 넣었습니다. 금형 온도는 안정됐지만 취출 과정에서 물이 샜습니다. V3에서는 연결부 가까이에 고정부 2개를 추가해 누수를 막았습니다.
냉각 유로와 고정부를 보완한 레진 금형 구조를 설명하기 위한 생성 이미지입니다.
냉각 유로가 금형 수명을 바꿨습니다
최종 금형에는 지름 4mm 냉각 유로 4개와 공기 배출 구멍을 넣었습니다. 금형은 100마이크론 적층 높이로 출력하고 세척·후경화와 나사 가공을 거쳤습니다.
| 확인 항목 | 연구 조건 |
|---|---|
| 성형 시트 | 두께 3mm PS |
| 성형 온도 | 170℃ |
| 1회 주기 | 200초 |
| 실증 수량 | 20개 |
| 예상 가능 수량 | 같은 조건에서 약 50개 |
20개를 성형하는 동안 금형 손상은 나타나지 않았습니다. 50개는 연구진의 예상치이며 실제로 50회까지 시험한 결과는 아닙니다.
한 금형으로 성형한 PS 부품의 표면과 형상을 확인하는 상황을 설명하기 위한 생성 이미지입니다.
금형 준비에는 3.5일이 걸렸습니다
출력 준비부터 치수 측정까지 3.5일이 필요했습니다. 연구에서 계산한 재료비는 97유로, 인건비를 포함한 총비용은 272유로였습니다.
외주 시제품 금형은 570유로, 외주 알루미늄 금형은 760유로와 21일로 계산했습니다. 해당 지역의 인건비와 재료비를 사용한 비교이므로 국내 견적에 그대로 적용하면 안 됩니다. 비용 구조가 절반 이하로 줄어든 이유를 보는 자료입니다.
표면이 같아도 치수는 따로 봐야 합니다
성형품 표면은 매끄러웠고 기존 금형과 비슷한 품질을 보였습니다. 금형 스캔에서는 약 -0.2mm의 치수 차이와 휨이 확인됐습니다.
연구진은 치수 변화를 줄이기 위해 A4 크기 이내를 권했습니다. 성형품의 치수 정확도는 연구에서 별도로 검증하지 않았습니다. 조립되는 커버라면 가장자리와 구멍 위치를 다시 측정해야 합니다.
일반적인 설계 기준은 진공 성형 금형을 3D프린팅으로 만드는 경우에서 확인할 수 있습니다. 다른 몰드 제작 비용은 3D프린팅 몰드 사례 2건에 정리했습니다.
맡기기 전에 확인할 것
- 성형할 시트 소재와 두께를 적습니다.
- 필요한 수량과 1회 성형 주기를 정합니다.
- 냉각 유로와 진공 구멍의 위치를 설계합니다.
- 구배, 언더컷과 취출 방향을 확인합니다.
- 성형 뒤 측정할 기준면과 허용 오차를 표시합니다.
