플라스틱 금형 제작 비용을 줄이는 방법 - 시사출

플라스틱 금형 제작 비용을 줄이는 방법이라는 주제로 이 글을 준비할 때 가장 먼저 떠오른 단어가 바로 시사출입니다. 간이 금형을 이용한 플라스틱 소량 사출 생산에 특화된 이 기술에 대해서 많은 분들이 알고 있었으면 합니다.

 

먼저 시사출 과정에 대해서 설명을 하기 전에 사전에 알고 있어야 하는 사출 금형의 기본적인 개념부터 설명드려 보겠습니다. 먼저 아래를 통해 금형의 제작 비용을 결정하는 요인으로는 어떤 것들이 있는지 알아보겠습니다.

 

1. 금형 비용의 3요소

1.  부피: 제품의 크기가 클수록 금형 비용은 증가한다.
2.  주문 수량: 생산 수량이 많을 수록 사출 단가는 낮아진다.
3.  디자인: 생산성은 제품의 형태에 큰 영향을 받는다.

 

보시는 3가지 요소들이 제품을 생산하는 과정에서 금형 제작 비용을 결정하는 주요 요인들이라고 이해하시면 됩니다. 이는 양산금형과 시사출 2가지 다 동일합니다.

 

2. 제품 생산 과정 살펴보기

금형 제작을 위해서는 먼저 2D 또는 3D CAD 파일로 작성된 설계 도면이 필요합니다. 해당 디자인과 설계 도면을 기반으로 금형 설계를 진행합니다.

 

만일 위에 요구되는 도면을 보유하지 못하신 경우에는 금형의 설계 자체가 불가능하기 때문에 제품 제작이 불가능하며 사출 성형 과정에서 발생하는 비용과 기간 역시 산출이 불가능합니다.

 

 

그래서 제품 생산 작업을 진행하기 위해서는 반드시 제품의 디자인과 기구 설계 작업이 사전에 선행되어야 하며 관련 작업을 자체적으로 수행하기 어려운 경우에는 디자인, 설계 전문 업체에 작업을 의뢰하시면 됩니다.

 

설계가 마무리 되고 나면 금형 제작에 들어갑니다. 양산 금형의 경우 설계부터 제작까지 평균 1개월 내외의 기간이 소요됩니다. 가공이 완료되고 나면 플라스틱 사출 원료를 선택하고 사출 성형기에 금형을 조립후 장착하여 테스트를 진행합니다.

 

이렇게 만들어진 샘플을 보고 품질 검수부터 생산 과정에서 발생하는 문제들을 검토하고 수정 및 보완, 결과물에 대한 최종 고객 컨펌을 획득한 이후에 본격적인 제품 양산이 진행됩니다.

 

3. 시사출이란?

위에 말씀 드린 플라스틱 금형 제작 과정은 세분화된 작업은 제외하고 큰틀만 나열해드렸음에도 매우 복잡하고 생각보다 오랜 시간이 걸리는 것을 알 수 있습니다.

 

일반적으로 양산 금형은 최소 1만개 이상의 제품을 생산하고자 할때 적합합니다. 최소 주문 수량(MOQ) 이하의 제품은 생산이 어렵거나 가능하더라도 금형 제작 비용과 사출 단가가 높게 측정 되기 때문에 적합하지 않습니다.

 

그러나 제품에 따라서는 연간 판매 수량이 1만개도 채 되지 않는 경우가 많고, 초기 제품의 시장 검증이 명확하지 못한 상황에서 이렇게 대량의 제품을 생산하여 재고를 확보하는 것은 기업의 입장에서 큰 부담이 될 수 밖에 없습니다.

 

 

이와 같은 제조 현장의 어려움은 오래전부터 있어 왔으며 이 때문에 신제품 개발을 통한 제품의 출시는 언제나 기업의 존망을 위태롭게 만들어 왔습니다.

 

오늘 소개드리는 시사출 성형법은 바로 이와 같은 문제를 해결하기 위한 수단 중 하나로 활용할 수 있습니다. 위에 말씀드린 금형 설계 과정부터 제작까지 소요되는 기간이 양산 금형의 절반인 2주 내외로 빠른 리드 타임(Lead time)이 장점입니다.

 

또한 금형 조립에 사용되는 부품 전부를 맞춤 제작하는 양산 작업에 비해 시사출 성형법에 사용되는 금형은 몰드 베이스(Mold Base)는 기존 보유중인 제품을 사용하여 금형의 코어(Core)와 캐비티(Cavity)만 별도로 가공하여 사용합니다. 그렇기 때문에 양산 금형 대비 공정이 줄어들게 되고 작업 공수가 줄어드니 가격과 제작 시간을 단축할 수 있는 것입니다.

 

4. 양산 설계란?

위에서 플라스틱 금형 제작 비용을 결정하는 요인 중 하나로 디자인이라는 요소에 대해서 짧게 말씀드렸습니다. 이 부분은 좀 더 구체적인 설명이 필요할 것 같습니다.

 

금형은 금속으로 만들어진 형틀에 플라스틱 수지를 주입하여 냉각 과정을 거친후 금형을 벌리고 냉각된 제품을 떼어내는 방식입니다.

 

그런데 만약에 이렇게 사출 성형물을 취출하는 과정에서 생산 과정에 적합하지 않은 제품의 디자인으로 인해서 취출 과정에서 성형물을 금형에서 떼어낼 수 없는 상태라면 어떻게 해야 할까요?

 

이 경우에는 금형 사출 과정에서 슬라이드 코어라고 부르는 특수한 금형 사출 방식을 사용해야 합니다. 그리고 이와 같은 생산 공수의 추가로 인해서 생산 속도의 저하, 추가 공수의 증가로 인한 단가 상승이 발생합니다.

 

양산 설계시 언더컷의 예시

 

사출 설계 과정에서 이와 같은 문제를 발생시키는 것을 "언더컷(Under Cut)" 이라고 합니다. 이 외에도 금형 제작 비용을 절감하기 위한 제품 설계 방식으로는 살빼기, 리브와 같은 다양한 작업들이 있습니다. 이처럼 제품의 디자인 설계 작업 단계부터 최종 생산 공정을 고려하여 제조 과정에 적합한 형태로 제품의 구조를 설계하는 것을 "양산설계"라고 부릅니다.

 

이것은 양산 과정 뿐만 아니라 시사출 성형법에도 동일하게 적용되는 부분이기 때문에 제품 생산을 준비중이시라면 반드시 오늘 설명드린 사출 금형의 제작 비용을 결정하는 3가지 요소들에 대해서 반드시 숙지하시길 당부드립니다.

 

주식회사 본시스템즈는 경남 창원에 위치하고 있습니다. 제품 디자인부터 양산 설계, 시제품 제작, 플라스틱 금형 사출 등 제조 전반에 필요한 업무를 지원합니다. 제품 개발 관련 문의 및 기타 상담은 당사 홈페이지 또는 블로그 하단에 견적 문의란을 이용하시면 편리하게 신청할 수 있습니다.