복잡한 플라스틱 부품을 위한 금형 설계 방법

6월 12, 2025

복잡한 플라스틱 부품을 위한 금형 설계 방법 - 전체 가이드

복잡한 플라스틱 부품 금형 설계는 과학이자 예술입니다. 자동차, 의료, 가전, 항공우주 등 다양한 산업에서 더욱 복잡한 플라스틱 부품 설계에 대한 필요성이 커지면서 금형 설계와 관련된 세부 사항을 무시할 수 없게 되었습니다. 이 블로그에서는 다음과 같은 원칙을 소개합니다. 복잡한 플라스틱 부품을 위한 금형 설계 방법, 뿐만 아니라 실용적인 금형 툴링 전략의 적용도 다룹니다.

제품 디자이너이거나 제조 엔지니어이신가요? 그렇다면 복잡한 플라스틱 부품을 중심으로 금형을 설계할 수 있는 능력이 부품 품질, 생산 속도 및 비용 측면에서 많은 비용을 절약하거나 절약할 수 있다는 것을 알게 될 것입니다. 그러니 끝까지 읽어보세요.

금형 설계 원리 이해

복잡한 플라스틱 부품은 금형 설계 시 단순히 3D 형상을 복제하는 것이 아닙니다. 여기에는 열가소성 플라스틱, 수축, 재료 흐름 및 래드 몰드 냉각에 대한 충분한 지식이 필요합니다.

이별선 정의

이별 라인: 이 선은 금형의 두 반쪽이 결합되는 선입니다. 복잡한 형상의 경우 분리선이 뚜렷하면 깔끔하게 배출되고 후처리가 최소화되거나 전혀 필요하지 않습니다.

균일한 벽 두께

벽 두께가 일정하면 뒤틀림, 싱크 자국, 짧은 샷이 발생할 가능성이 줄어듭니다. 두께 변화는 피하거나 점진적으로 이루어져야 합니다.

적절한 환기

복잡한 플라스틱 부품에는 에어 트랩 문제가 존재합니다. 몰드 통풍구는 갇힌 공기를 제거하여 부품 마감 문제와 불완전한 충진을 제거할 수 있습니다.

냉각 시스템 설계

냉각 채널은 금형 캐비티를 따라 균일하게 냉각될 수 있도록 잘 배치해야 합니다. 이는 생산량이 많을 때 필수적인 요소입니다.

이러한 기본 규칙은 복잡한 플라스틱 부품 금형을 설계하는 방법을 배우는 데 있어 핵심이며, 생산 일정과 공구 수명도 마찬가지입니다.

금형 설계에 적합한 CAD 소프트웨어 선택

세부적인 특징을 가진 금형 설계에는 전문 CAD 소프트웨어가 필요합니다. 이러한 도구는 3D 모델링을 지원할 뿐만 아니라 고급 시뮬레이션과 검증 도구도 갖추고 있습니다. 추천 CAD 도구:

1. 솔리드웍스

솔리드웍스는 코어, 캐비티, 분할선을 정확하게 생성할 수 있는 금형 도구가 있어 플라스틱 금형 설계에 이상적입니다.

2. 오토데스크 몰드플로우

이 컴퓨터 코드는 사출 성형 거동의 시뮬레이션을 지원하여 금형 제작 전에 용접 라인 및 에어 트랩과 같이 발생할 수 있는 흐름 문제를 강조할 수 있습니다.

3. PTC Creo

PTC Creo는 서피싱 및 툴링 기능에서 가장 강력한 도구 중 하나이므로 엔지니어가 복잡한 금형을 효과적으로 처리할 수 있습니다.

4. 지멘스 NX

제품 설계와 금형 엔지니어링이 잘 통합된 프리미엄 솔루션입니다. 자동차 및 비행기 제조업체들 사이에서 인기가 높습니다.

학습의 신뢰성과 효율성 복잡한 플라스틱 부품을 위한 금형 설계 방법 에 의해 결정될 수 있습니다. CAD 소프트웨어 를 사용합니다.

디자인 금형에서 언더컷 및 구배 각도 관리하기

언더컷은 금형에서 부품을 직접 제거하는 데 방해가 되는 성형물의 구멍 또는 돌출된 부분을 말합니다. 언더컷은 금형 설계를 어렵게 만들며, 대부분의 경우 측면 작업이나 리프터로 제거해야 합니다.

핸들-언더컷 솔루션:

슬라이딩 코어를 적용합니다: 냄비를 여는 동안 측면 코어가 안팎으로 미끄러져 언더컷을 꺼냅니다.
리프터: 금형에서 회전하여 내부 패턴을 배출합니다.
재설계: 경우에 따라 언더컷을 제거하기 위해 부품 형상을 재설계하는 것이 가장 비용 효율적인 방법일 수 있습니다.

구배 각도의 중요성

부품을 배출하려면 구배 각도가 필요합니다. 적절한 구배가 없으면(부품은 보통 1~2도) 부품이 금형에 접착되어 마모와 손상을 일으킬 수 있습니다.

모범 사례

텍스처가 있는 표면에는 더 큰 초안을 적용합니다.
수직 벽을 사용하는 것은 피해야 합니다.
드래프트의 방향은 항상 금형 입구를 향해야 합니다.

언더컷과 구배 각도를 적절히 적용하는 것은 복잡한 플라스틱 부품의 금형 설계를 학습하는 데 중요한 포인트이며, 추가적인 툴링 문제를 제거합니다.

복잡한 형상을 위한 금형 설계 기술

금형 툴링은 금형 설계가 완성된 후 이어지는 프로세스입니다. 복잡한 형상의 경우 기존의 툴링 방법으로는 부적절할 수 있습니다. 정교한 금형 툴링 기법:

고속 CNC 가공

다중 축 CNC 밀링 머신 는 복잡한 영역을 금형 캐비티에 가공할 수 있습니다. 의료 부품과 같은 고정밀도에 가장 적합합니다.

EDM(방전 가공)

날카로운 내부 모서리와 복잡한 캐비티 생산에 적용되는 EDM은 기존 기계 가공으로는 생산할 수 없는 피처에 이상적입니다.

적층 가공 툴링(3D 프린팅 금형)

생산 기간이 짧거나 프로토타입인 경우 3D 프린팅을 사용하여 복잡한 냉각 통로 또는 유기적 형태의 금형 인서트를 제작할 수 있습니다.

컨포멀 냉각

이 방식에서는 몰드 인서트가 3D 프린팅되고 부품 모양에 맞는 채널이 있습니다. 냉각 시간과 뒤틀림을 획기적으로 개선합니다.

이러한 금형 툴링 방법을 워크플로에 통합하면 고성능 플라스틱 부품의 금형을 제공하는 능력이 향상되고 복잡한 플라스틱 부품의 금형을 설계하는 방법에 대한 기술을 입증할 수 있습니다.

제조 가능성을 위한 최적화

최고의 금형 설계가 가능하지만 부품 자체가 제조 가능성(DFM)에 맞게 설계되지 않은 경우 생산이 지연되고 결국 더 높은 비용을 지불하게 됩니다.

설계부터 제조까지 체크리스트

지오메트리 단순화가 가능한 경우 부품에서 수행합니다.
표준 몰드 베이스 크기를 사용해야 합니다.
얕고 넓은 구멍은 피해야 합니다.
최적화된 머티리얼 흐름 경로가 있는지 확인합니다.
설계 검증 - 흐름 시뮬레이션 도구를 사용하여 설계를 검증합니다.

DFM 원칙을 금형 설계와 일치시키면 금형이 설계대로 작동하고 부품이 설계대로 작동할 수 있습니다.

결론

복잡한 플라스틱 부품에 사용되는 금형 제조는 디테일, 엔지니어링 정확성 및 설계의 다양성이 요구되는 복잡한 작업입니다. 금형 설계의 기본을 배우고 CAD 소프트웨어에 능숙해지고, 언더컷과 구배 각도의 특성을 파악하고, 최종적으로 금형 툴링 설계의 고급 방법을 적용하면 최종 제품의 품질과 효율성을 결정짓는 모든 요소가 결정됩니다.

고성능 플라스틱 부품을 필요로 하는 산업에서 경쟁력을 유지하려면 다음과 같은 지식에 투자해야 합니다. 복잡한 플라스틱 부품을 위한 금형 설계 방법 는 타협할 수 없습니다. 제조 프로세스를 간소화할 뿐만 아니라 리드 타임을 단축하고 수익성을 높일 수 있습니다.

의료 기기, 자동차 인테리어, 소비재 등 어떤 제품을 개발하든 잘 설계된 금형은 일관되고 안정적인 생산을 위한 여권입니다.