맞춤형 사출 성형 비용은 얼마인가요?

사출 성형(Plastic Injection Molding)은 플라스틱 부품을 대량 생산하는 것을 말합니다. 일반적으로 동일한 품목의 대량 생산 공정에 사용됩니다. 이 성형 공정은 용융된 재료를 금형에 주입하는 방식으로 진행됩니다.

부품에 다양한 모양을 부여하는 금형 맞춤 제작은 툴링 과정에서 이루어집니다. 맞춤 제작을 통해 동일한 치수와 모양으로 원하는 만큼 부품을 제작할 수 있습니다. 여기에는 복잡한 금형과 낮은 치수 공차만 허용하는 설계도 포함됩니다.

플라스틱 성형을 시작하려면 성형 공정을 시작하기 전에 사출 성형 비용과 이를 절감하는 방법을 알아야 합니다. 다행히 이 글에서 그 방법을 찾을 수 있습니다. 플라스틱 사출 성형 비용과 이에 영향을 미치는 다양한 요인을 살펴보고, 평균 생산 성형 비용을 평가하는 데 도움을 드립니다.

사출성형은 어떻게 작동하나요?

성형 과정은 매우 간단합니다. 먼저 금형 도구를 만듭니다. 강철이나 알루미늄과 같은 금속으로 제작할 수 있습니다. 하지만 허용 오차가 좁은 플라스틱을 제작할 때는 알루미늄 금형만 사용해야 합니다.

또한, 빠르게 마모되고 기계적 성질이 좋지 않기 때문에 대량 생산에는 적합하지 않습니다. 강철 금형은 내구성이 뛰어나고 기계적 성질이 더 우수하기 때문에 대량 생산에 가장 적합한 옵션입니다.

다음으로, 사용할 재료를 뜨거운 전투에 투입하고 혼합합니다. 재료가 녹으면 밀폐된 금형 도구에 주입합니다. 용융된 플라스틱이 식으면서 성형 도구의 모양이 됩니다. 외부 온도 조절기를 사용하여 오일이나 물을 순환시키면 용융된 부품의 냉각 시간을 줄일 수 있습니다.

플라스틱 금형이 굳으면 금형 도구를 플래튼(플레이트 금형)에 장착하여 이젝터 핀이 플라스틱 부품을 배출할 수 있도록 합니다. 다음 단계는 재료를 분리하여 투샷 금형(플라스틱 사출 성형의 일종)에 결합하는 것입니다. 이를 통해 플라스틱 사출 금형의 촉감을 부드럽게 하고, 다양한 성능 특성을 부여하며, 심지어 색상을 추가할 수도 있습니다.

단일 캐비티 금형이나 다중 캐비티 금형을 제작할 수 있습니다. 다중 캐비티 금형을 사용하는 경우, 모든 캐비티에서 동일하거나 고유한 부품을 제작할 수 있습니다. 그러나 단일 및 다중 캐비티 금형은 신중한 설계와 고품질 소재가 필요합니다.

그렇다면 사출 성형 프로젝트를 위한 몇 가지 고려 사항은 다음과 같습니다.

• 재정: 사출 성형 제조를 시작하려면 재정적으로 충분히 준비해야 합니다. 사출 성형 공정의 초기 비용은 금형과 기계를 구매해야 하기 때문에 엄청나게 높을 수 있습니다.
• 생산량: 금형 제작을 시작하기 전에 고려해야 할 또 다른 중요한 요소는 제작할 부품의 수량입니다. 이는 사출 성형이 비용 효율적인지 여부를 판단하는 데 도움이 됩니다.

• 디자인 요소: 제조하려는 부품의 설계에 따라 사출 성형 공정이 더 쉬워질 수도 있고, 더 어려워질 수도 있습니다. 단순한 형상은 사출 성형 공정을 간소화합니다. 좋은 설계는 생산 중 손상과 결함을 최소화합니다.
• 제작 고려 사항: 부품 생산에 걸리는 전체 시간도 고려해야 합니다. 시간을 최소화하면 생산 효율이 향상됩니다. 따라서 기계 사이클을 단축하기 위해 신중하게 고안된 툴링과 고온 작동 기계 금형을 사용하는 것을 고려해야 합니다.

사출성형 비용에 영향을 미치는 요인

사출 성형 비용은 플라스틱 사출 성형마다 다르며, 종류, 모양, 금형 크기에 따라 달라집니다. 성형 비용에 영향을 미치는 다양한 요소는 다음과 같습니다.

장비 비용

프로젝트에 필요한 장비는 사출 성형 비용에 큰 영향을 미칩니다. 스타트업을 위해 구매할 수 있는 소형 사출기가 있습니다. 이러한 기계는 가격이 저렴하고 설치 비용에 적합합니다.

사출 성형의 대량 생산에는 대형 장비가 더 좋습니다. 해외에서 장비를 운송하는 경우 운송비로 인해 사출 성형 비용이 증가합니다.

사출성형 비용을 감당할 수 없는 경우, 최첨단 사출성형 역량을 갖춘 제3자 전문가에게 아웃소싱할 수 있습니다.

공구 비용

금형 제작에 큰 영향을 미치는 또 다른 요소는 툴링 비용입니다. 장비와 달리 금형 제작은 일회성 투자가 아닙니다. 주기적으로 새로운 금형 베이스를 제작해야 하므로 툴링 비용과 금형 비용이 증가합니다.

툴링 비용은 공정마다 다릅니다. 이러한 공정의 예는 다음과 같습니다.

3D 프린팅: 사출 성형을 위한 사출 성형 부품을 만드는 데 사용할 수 있는 가장 빠르고 비용 효율적인 방법 중 하나입니다.

3D 프린터만 있으면 금형을 제작할 수 있기 때문에 더 저렴한 금형 제작 방법으로 여겨집니다. 또한, 특별한 전문가를 고용할 필요가 없어 사출 성형의 총비용을 절감할 수 있습니다.

CNC 가공: CNC 가공은 금속 금형 제작에 사용됩니다. 이 방법은 효과적이며 고품질 금형을 생산합니다. 하지만 CNC 기계는 수명이 짧아 주기적으로 새 기계를 구매해야 하므로 사출 금형 비용이 증가합니다.

전기 방전 가공: EDM을 사용하면 복잡한 금형을 제작할 수 있습니다. EDM은 열을 가하여 금속을 원하는 모양으로 구부립니다. EDM은 매우 정밀하지만 금속에만 사용할 수 있습니다.

복잡성

사출 성형 비용을 결정하는 또 다른 요소는 디자인의 미적 감각과 복잡성입니다. 디자인이 복잡할수록 플라스틱 사출 금형 비용이 높아집니다.

플라스틱 수지

사출 성형에 사용하는 플라스틱 수지는 저비용 사출 성형이 가능한지 여부를 결정합니다. 필요한 플라스틱 수지가 많을수록 사출 성형 공정의 총 비용이 높아집니다. 수지가 적을수록 금형 비용이 낮아집니다.

노동비

대부분의 공정이 자동화되어도 여전히 설정 비용, 운영 및 수리 비용이 발생하므로 전체 사출 성형 비용이 증가합니다.

주입재료비

기타 요인

사출 성형 주기의 총 비용에 영향을 미치는 다른 요소는 다음과 같습니다.

• 2차 서비스
• 제품 특징
• 생산량

사출성형 비용을 줄이는 방법

사출 성형은 비용이 매우 많이 들 수 있습니다. 비용을 관리하려면 성형 비용을 절감하는 방법을 이해해야 합니다. 이러한 비용을 절감하는 몇 가지 방법은 다음과 같습니다.

• 금형 재사용
• 인서트 성형 기술을 활용
• 불필요한 기능 피하기
• 부품의 설계를 단순화합니다
• 다중 캐비티 및 가족형 몰드 활용

플라스틱 사출금형의 분류

최고의 플라스틱 사출 금형을 선택하는 것은 사출 성형의 전반적인 생산 비용, 속도, 그리고 결과물의 품질에 영향을 미치기 때문에 매우 중요합니다. 사출 금형은 다양한 특성에 따라 분류되며, 다음과 같은 특징이 있습니다.

금형판을 기준으로

만족스러운 결과를 보장하기 위해 금형 캐비티에 플레이트가 사용됩니다. 금형 플레이트의 개수에 따라 다양한 금형 유형을 구분할 수 있습니다. 플레이트 개수로 구분할 수 있는 사출 금형은 다음과 같습니다.

스택 사출 금형

스택 사출 금형은 2판 및 3판 사출 금형보다 비용이 높습니다. 하지만 여러 개의 평행판을 사용하여 공정 효율을 높이고 결함 발생률을 줄임으로써 전체 운영 비용이 절감됩니다. 가장 큰 장점은 사이클당 클램프 톤수가 몇 톤밖에 필요하지 않다는 것입니다.

3판 사출금형

이 금형에는 스트리퍼 플레이트라고 하는 세 번째 판이 있습니다. 두 판 사출 금형과 달리, 코어 판과 캐비티 판 사이에 두 개의 분리선이 있습니다. 이 분리선은 성형품과 런닝 시스템을 분리합니다. 두 판 사출 금형만큼 흔하지는 않지만, 런너 시스템을 재활용하거나 수동으로 분리할 필요가 없기 때문에 더 빠르고 효율적입니다.

2판 사출금형

이 분류에서 가장 일반적인 사출 금형 유형으로, 금형 제작 비용이 저렴하기 때문입니다. 캐비티 플레이트와 코어 플레이트를 연결하는 하나의 분리선이 있습니다. 모든 러너 시스템에 사용할 수 있지만, 단일 캐비티 금형과 더 잘 호환됩니다.

금형 캐비티 수에 따라

플라스틱 사출 금형의 종류를 구분하는 또 다른 요소는 사이클당 생산되는 부품 수입니다. 다음과 같은 부품이 포함됩니다.

단일 캐비티 금형

이 유형의 캐비티 금형은 내부에 캐비티가 하나만 있어 단일 부품을 생산합니다. 다중 캐비티 및 패밀리 금형에 비해 가격이 저렴하지만, 생산 속도가 느려 플라스틱 사출 성형 비용이 높아집니다.

다중 캐비티 금형

여러 개의 캐비티를 가지고 있어 여러 부품을 동시에 생산할 수 있습니다. 이러한 금형은 단일 캐비티 금형보다 생산 속도가 빨라 비용 효율성이 높습니다. 더 큰 플라스틱 부품을 생산한다면 다중 캐비티 사출 금형 구매를 고려해 보세요.

가족 곰팡이

다중 캐비티 사출 금형처럼 패밀리 금형에도 여러 개의 캐비티가 있습니다. 하지만 캐비티가 모두 동일하지 않기 때문에 모양과 크기가 다른 부품만 생산할 수 있습니다.

예를 들어, 단일 성형 사이클로 플라스틱 용기와 뚜껑을 제작할 수 있습니다. 이러한 금형 활성화 방식을 사용하면 금형 비용 때문에 비용이 더 많이 들지만, 생산량을 늘리고 전체 운영 비용을 절감할 수 있습니다.

급식 시스템을 기반으로

이 범주에는 세 가지 유형의 사출 금형이 있습니다. 금형은 공급 및 러너 시스템을 통해 구분됩니다. 공급 시스템은 스프루, 게이트, 러너와 같은 일련의 채널로, 용융된 플레이트를 캐비티로 보냅니다. 이 범주에 속하는 금형은 다음과 같습니다.

핫 러너 사출 금형

이러한 금형은 내부 또는 외부에서 막대나 코일로 가열되는 금형입니다. 금형은 고정된 매니폴드 플레이트에 영구적으로 고정되어 있어 플라스틱 부품과 함께 사출되는 것을 방지합니다.

핫 러너 사출 성형 공정은 효율성을 높이고 폐기물을 줄입니다. 또한, 재연마나 러너 제거를 위한 추가 공정이 필요하지 않습니다. 대량 생산을 빠르게 진행하려면 멀티 캐비티와 결합된 핫 러너 금형이 최적의 사출 성형 도구입니다.

하지만 핫 러너 사출 금형에도 단점이 있습니다. 첫째, 금형 비용이 상대적으로 높습니다. 또한 유지 보수가 많이 필요하고, 플라스틱 사출 성형 공정을 감독할 숙련된 전문가를 고용해야 합니다.

앞서 언급했듯이, 몰드는 매니폴드 플레이트에 숨겨져 있어 세척이 어려워 플라스틱 잔여물이나 이전 공정에서 남은 잔여물을 제거할 수 없습니다. 색상이 있는 용기를 제작하려면 다른 공급 시스템을 사용하는 것을 고려해 보세요.

핫 러너 시스템을 사용할 때 또 다른 단점은 용기가 캐비티에 달라붙을 수 있다는 것입니다. 따라서 열에 민감하지 않은 재료를 다룰 때는 핫 러너 시스템을 사용하는 것이 좋습니다.

콜드 러너 사출 금형

이 시스템은 가열되지 않은 러너를 사용하여 용융된 부품을 캐비티로 주입합니다. 즉, 열에 민감한 소재를 다룰 때도 사용할 수 있습니다. 이 시스템의 사출 성형물은 노출되어 있어 세척이 필요할 때 언제든지 확인할 수 있습니다.

유지 관리가 쉽고 비용도 저렴합니다. 더 좋은 점은 제작 과정에서 색상과 소재를 쉽게 변경할 수 있다는 것입니다. 또한, 러너 위치와 빠르게 바뀌는 게이트 덕분에 디자인 변경도 매우 간단합니다.

콜드 러너 사출 성형 시스템을 사용할 때의 단점은 부품을 꺼낼 때 금형을 절단해야 하기 때문에 새 사이클을 시작할 때마다 새 러너 시스템을 준비해야 한다는 것입니다. 또한, 러너 시스템과 성형된 부품을 분리해야 할 수도 있습니다.

또 다른 단점은 대량의 폐기물을 발생시켜 러너를 다시 분쇄하고 제거하는 추가 공정이 필요하며, 이는 최종 결과에 영향을 미칠 수 있다는 것입니다.

단열 러너 사출 금형

단열 러너 사출 성형은 콜드 러너 사출 성형과 동일한 원리를 사용합니다. 하지만 최종 효과는 핫 러너 사출 성형과 유사합니다. 이러한 사출 성형은 콜드 러너 금형과 동일한 원리를 사용하지만, 카트리지 히터를 사용하여 층을 형성합니다. 형성된 층은 용융 플라스틱을 감싸 단열 컬을 형성합니다.

핫 러너에 대한 최고의 대안으로, 비용이 저렴하고 온도를 모니터링할 필요가 없습니다. 또한 소재 교체와 색상 변경이 빠릅니다. 하지만 엔지니어링 플라스틱에만 사용할 수 있습니다.

결론

사출 성형 공정은 제조 업계에서 가장 많이 사용되는 공정 중 하나입니다. 대량 생산 시 비용 효율적이며, 플라스틱 제조 회사를 설립할 계획이라면 사출 성형을 고려해 볼 만합니다.